一种沼气站能源安全控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种沼气站能源安全控制系统，包括：沼气生产装置，所述沼气生产装置用于生产沼气；热交换装置,所述热交换装置设置在所述沼气生产装置内；加热装置，所述加热装置与所述热交换装置相连；PLC监控装置，所述PLC监控装置分别与所述沼气生产装置和加热装置相连。本实用新型通过设置PLC监控装置，可以实现沼气生产各个环节、各项指标的监控，各个影响安全的环节，都可以第一时间通过安全生产的PLC监测系统反馈给操作人员，最大限度的保证了沼气生产的安全。
【专利说明】
一种沼气站能源安全控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种沼气站能源安全控制系统，具体涉及沼气站生产监测系统、补热能源控制系统以及安全生产控制系统。
【背景技术】
[0002]沼气是一种新型的可再生能源，在我国广大农村和工业领域都有广泛应用。以往沼气生产的热源存在高污染、高能耗，随着社会的发展和人类对环境保护意识的增强，以及国家对社会生产节能减排的要求，沼气生产所必须的热源已经从传统热源转向了地热资源和清洁能源，地源热栗恒温补热系统、太阳能加热系统已经在沼气生产能源替代上取得了很好的效果。如何对沼气这种新型的可再生能源的生产进行有效控制是目前亟需解决的重要问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种沼气站能源安全控制系统。
[0004]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种沼气站能源安全控制系统，包括:
[0005]沼气生产装置，所述沼气生产装置用于生产沼气；
[0006]热交换装置，所述热交换装置设置在所述沼气生产装置内；
[0007]加热装置，所述加热装置与所述热交换装置相连；
[0008]PLC监控装置，所述PLC监控装置分别与所述沼气生产装置和加热装置相连。
[0009]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过设置PLC监控装置，可以实现沼气生产各个环节、各项指标的监控，各个影响安全的环节，都可以第一时间通过安全生产的PLC监测系统反馈给操作人员，最大限度的保证了沼气生产的安全。
[0010]在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
[0011 ]进一步，所述加热装置包括地源热栗恒温装置，所述热交换装置包括第一热交换管，所述地源热栗恒温装置与所述第一热交换管相连。
[0012]进一步，所述加热装置还包括太阳能辅热装置，所述热交换装置还包括第二热交换管，所述太阳能辅热装置与所述第二热交换管相连。
[0013]进一步，所述沼气生产装置包括:
[0014]搅拌池，所述搅拌池内设置有搅拌机和进料栗；
[0015]发酵罐，所述发酵罐通过第一输料管与所述进料栗相连，所述第一热交换管和第二热交换管均安装在所述发酵罐内；
[0016]沼液池，所述沼液池通过第二输料管与所述发酵罐相连；
[0017]压缩装置，所述压缩装置通过第一输气管与所述发酵罐的上端相连；
[0018]储气罐，所述储气罐通过第二输气管与所述压缩装置相连。
[0019]进一步，所述发酵罐内安装有发酵罐循环栗。
[0020]进一步，所述PLC监控装置包括:
[0021]多个温度传感器，所述搅拌池内设有至少一个温度传感器，所述发酵罐的上部和下部均设置有至少一个温度传感器，所述第二输气管的内壁上设有至少一个温度传感器；
[0022]压力传感器，所述压力传感器设置在所述压缩装置与所述储气罐之间的输气管的内壁上；
[0023]沼气分析仪，所述沼气分析仪通过采样管道与所述第一输气管相连通；
[0024]甲烷检测仪，所述甲烷检测仪安装在所述压缩装置的四周；
[0025]pH值检测装置，所述pH值检测装置设置在所述搅拌池内；
[0026]电磁流量计，所述电磁流量计设置在所述第二输气管的内壁上；
[0027]控制装置，所述控制装置与所述发酵罐循环栗、压缩装置、所述温度传感器、压力传感器、沼气分析仪、PH值检测装置、电磁流量计和甲烷分析仪相连。
[0028]进一步，所述地源热栗恒温装置包括:
[0029]土壤源埋管换热器，所述土壤源埋管换热器埋设在土壤中；
[0030]地源热栗机组，所述地源热栗机组通过第一管道与所述土壤源埋管换热器相连；所述地源热栗机组通过第二管道与所述第一热交换管相连，所述地源热栗机组与所述控制装置相连；
[0031]地源侧循环栗，所述地源侧循环栗设置在所述第一管道上，所述地源侧循环栗与所述控制装置相连；
[0032]系统侧循环栗，所述系统侧循环栗设置在所述第二管道上，所述系统侧循环栗与所述控制装置相连。
[0033]进一步，所述太阳能辅热装置包括:
[0034]太阳能集热器，所述太阳能集热器通过第三管道与所述第二热交换管的一端相连；
[0035]太阳能热水箱，所述太阳能热水箱与所述太阳能集热器相连;所述太阳能热水箱通过第四管道与所述第二热交换管的另一端相连；
[0036]太阳能热水循环栗，所述第三管道和第四管道上均设有太阳能热水循环栗，所述太阳能热水循环栗与所述控制装置相连。
[0037]进一步，所述第一管道、第二管道、第三管道和第四管道上均设有至少一个温度传感器。
[0038]进一步，所述太阳能辅热装置还包括第五管道，所述第五管道的两端分别与第三管道和所述第四管道相连通，所述第五管道上设有电动两通阀门，所述电动两通阀门与所述控制装置相连。。
【附图说明】
[0039]图1为本实施例的沼气站智能监控系统的连接结构示意图；
[0040]图2为本实施例的加热装置的连接结构示意图。
[0041 ]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0042]1、沼气生产装置；11、第一热交换管；12、第二热交换管；13、搅拌池；131、搅拌机；132、进料栗；14、发酵罐;141、发酵罐循环栗；15、沼液池；16、压缩装置;17、储气罐;18、固液分离装置；19、系统侧循环栗;2、加热装置;21、地源热栗恒温装置;211、土壤源埋管换热器；212、地源热栗机组;213、地源侧循环栗;22、太阳能辅热装置;221、太阳能集热器;222、太阳能热水箱;223、太阳能热水循环栗;3、PLC监控装置;31、温度传感器;32、压力传感器;33、pH值检测装置;34、电磁流量计；35、沼气分析仪;351、采样管道;36、甲烷检测仪;37、控制装置;4、第一输料管;5、第二输料管;6、第一输气管;7、第二输气管;8、电动两通阀门。
【具体实施方式】
[0043]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0044]如图1所示，本实施例的一种沼气站能源安全控制系统，包括:
[0045]沼气生产装置I，所述沼气生产装置I用于生产沼气；
[0046]热交换装置，所述热交换装置设置在所述沼气生产装置I内；
[0047]加热装置2，所述加热装置2与所述热交换装置相连；
[0048]PLC监控装置3，所述PLC监控装置3分别与所述沼气生产装置I和加热装置2相连。
[0049]本实施例通过设置PLC监控装置，可以实现沼气生产各个环节、各项指标的监控，各个影响安全的环节，都可以第一时间通过安全生产的PLC监测系统反馈给操作人员，最大限度的保证了沼气生产的安全。
[0050]如图2所示，本实施例的加热装置2包括地源热栗恒温装置21，所述热交换装置包括第一热交换管11，所述地源热栗恒温装置21与所述第一热交换管11相连。
[0051]图2中，加热装置2还包括太阳能辅热装置22，所述热交换装置还包括第二热交换管12，所述太阳能辅热装置22与所述第二热交换管12相连。
[0052]本实施例通过设置地源热栗恒温装置，可有效利用土壤的热源，且通过设置太阳能辅热装置，可当土壤热源不足的情况下，利用太阳能为沼气生产装置提供热量。
[0053]如图1所示，本实施例的沼气生产装置I包括:
[0054]搅拌池13，所述搅拌池13内设置有搅拌机131和进料栗132;
[0055]发酵罐14，所述发酵罐14通过第一输料管4与所述进料栗132相连，所述第一热交换管11和第二热交换管12均安装在所述发酵罐14内；所述发酵罐14内安装有发酵罐循环栗141；
[0056]沼液池15，所述沼液池15通过第二输料管5与所述发酵罐14相连，沼液池15还与固液分离装置18相连；
[0057]压缩装置16，所述压缩装置16通过第一输气管6与所述发酵罐14的上端相连；
[0058]储气罐17，所述储气罐17通过第二输气管6与所述压缩装置16相连。
[0059]如图1所示，本实施例的PLC监控装置3包括:
[0060]多个温度传感器31，所述搅拌池13内设有至少一个温度传感器31，所述发酵罐14的上部和下部均设置有至少一个温度传感器31，所述第二输气管6的内壁上设有至少一个温度传感器31;
[0061 ]压力传感器32，所述压力传感器32设置在所述第二输气管6的内壁上；
[0062]沼气分析仪35，所述沼气分析仪35通过采样管道351与所述第一输气管6相连通；
[0063]甲烷检测仪36，所述甲烷检测仪36安装在所述压缩装置16的四周；
[0064]pH值检测装置33，所述pH值检测装置33设置在所述搅拌池13内；
[0065]电磁流量计34，所述电磁流量计34设置在所述第二输气管7的内壁上；
[0066]控制装置37，所述控制装置37与所述发酵罐循环栗141、压缩装置16、所述温度传感器31、压力传感器32、沼气分析仪35、pH值检测装置33、电磁流量计34和甲烷分析仪36相连。
[0067]如图2所示，本实施例的地源热栗恒温装置21包括:
[0068]土壤源埋管换热器211，所述土壤源埋管换热器211埋设在土壤中；
[0069]地源热栗机组212，所述地源热栗机组212通过第一管道与所述土壤源埋管换热器211相连;所述地源热栗机组212通过第二管道与所述第一热交换管11相连，所述地源热栗机组212与所述控制装置37相连；
[0070]地源侧循环栗213，所述地源侧循环栗123设置在所述第一管道上，所述地源侧循环栗213与所述控制装置37相连；
[0071]系统侧循环栗19，所述系统侧循环栗19设置在所述第二管道上，所述系统侧循环栗19与所述控制装置37相连。
[0072]如图1所示，本实施例的太阳能辅热装置22包括:
[0073]太阳能集热器221，所述太阳能集热器221通过第三管道与所述第二热交换管12的一端相连；
[0074]太阳能热水箱222，所述太阳能热水箱222与所述太阳能集热器221相连;所述太阳能热水箱222通过第四管道与所述第二热交换管12的另一端相连；
[0075]太阳能热水循环栗223，所述第三管道和第四管道上均设有太阳能热水循环栗223。所述第一管道、第二管道、第三管道和第四管道上均设有至少一个温度传感器31，所述太阳能热水循环栗223与所述控制装置37相连。
[0076]所述太阳能辅热装置22还包括第五管道，所述第五管道的两端分别与第三管道和所述第四管道相连通，所述第五管道上设有电动两通阀门8，所述电动两通阀门8与所述控制装置37相连。
[0077]本实施例的沼气生产装置生产沼气的过程为:先将粪料通过进料栗输送到搅拌池中，通过搅拌机将粪料搅拌均匀，然后将搅拌池中的粪料输送至发酵罐中，通过加热装置为发酵罐提供粪料发酵所需要的温度，并通过发酵罐内的温度传感器将发酵罐内的温度传送至控制装置，通过控制装置对加热装置进行调控，进而保证发酵罐内的温度适宜。然后发酵罐内的粪料经过发酵产生沼气，沼气经过第一输气管输送至压缩装置，压缩装置将沼气压缩后通过第二输气管输送至储气罐，第二输气管上设置有温度传感器、压力传感器和电磁流量计，来实现压缩沼气的温度、压力和流量的监控。发酵后产生废料排放到沼液池中，经过固液分离装置进行回收利用。
[0078]本实施例的监控系统具有以下效果:
[0079](I)实现了智能操作、智能监控、远程操作
[0080]通过中控室电脑的屏幕就可以直观的显示出各个子系统的运行情况，实现对pH值、CH4浓度、压力、温度、沼气各项成分的浓度、流量、各个子系统耗电量等数据的实时在线监测;实现了对生产过程中各个系统设备的在线监测、故障报警、远程启停、自动运行等状态的监视和控制;实现了对各项运行指标、各项运行数据、各项设备的运行情况等参数的在线生成数据报表，基于以上各项数据和指标远程发送到相关主管部门等，使东华山沼气站具备了标准化、智能化、远程化，管理更高效更便捷。
[0081 ] (2)实现了数据记录精确化
[0082]以前记录数据都是由值班人员目视观测仪表，手工记录数据，存在误差较大、数据记录周期长、不准确。特别是沼气压力和浓度检测，存在安全隐患。本系统可实现每分钟记录一次，随时调取，并生成数据曲线和报表。节省了大量的统计工作。
[0083](3)节省了人力、物力、财力的投入，减少了环境污染
[0084]补热能源控制系统中运用的地源热栗恒温系统，取代了煤锅炉，减少了燃煤锅炉所用煤对场地的占用、减少了燃煤对环境的污染、减少了劳动力的投入。
[0085]积极的响应了国务院在“十二五”提出了节能减排的号召，避免了对环境的二次污染。基于地源热栗恒温系统一项，每年可以减少的人工成本约20000元左右。沼气站智能监控系统的实现，减少了操作人员对现场的巡查，由原来的一小时巡查一次，减少到八小时巡查一次，操作人员的巡查次数的减少，直观了减少了劳动力的使用成本，节约了人力资源，提尚了效率。
[0086](4)提高了沼气生产管理环节的安全性、可靠性。
[0087]安全生产监测系统实现了对沼气生产各个环节、各项安全指标的监控，各个影响安全的环节，都可以第一时间通过安全生产监测系统的报警功能反馈给操作人员，真正做到了“第一时间发现”、“第一时间响应”、“第一时间处理”，三个第一的实现，最大限度的保证了沼气生产的安全。
[0088]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种沼气站能源安全控制系统，其特征在于，包括:: 沼气生产装置(I)，所述沼气生产装置(I)用于生产沼气； 热交换装置，所述热交换装置设置在所述沼气生产装置(I)内； 加热装置(2)，所述加热装置(2)与所述热交换装置相连； PLC监控装置(3)，所述PLC监控装置(3)分别与所述沼气生产装置(I)和加热装置(2)相连。2.根据权利要求1所述一种沼气站能源安全控制系统，其特征在于，所述加热装置(2)包括地源热栗恒温装置(21)，所述热交换装置包括第一热交换管(11)，所述地源热栗恒温装置(21)与所述第一热交换管(11)相连。3.根据权利要求2所述一种沼气站能源安全控制系统，其特征在于，所述加热装置(2)还包括太阳能辅热装置(22)，所述热交换装置还包括第二热交换管(12)，所述太阳能辅热装置(22)与所述第二热交换管(12)相连。4.根据权利要求3所述一种沼气站能源安全控制系统，其特征在于，所述沼气生产装置(I)包括: 搅拌池(13)，所述搅拌池(13)内设置有搅拌机(131)和进料栗(132); 发酵罐(14)，所述发酵罐(14)通过第一输料管(4)与所述进料栗(132)相连，所述第一热交换管(11)和第二热交换管(12)均安装在所述发酵罐(14)内； 沼液池(15)，所述沼液池(15)通过第二输料管(5)与所述发酵罐(14)相连； 压缩装置(16)，所述压缩装置(16)通过第一输气管(6)与所述发酵罐(14)的上端相连； 储气罐(17)，所述储气罐(17)通过第二输气管(7)与所述压缩装置(16)相连。5.根据权利要求4所述一种沼气站能源安全控制系统，其特征在于，所述发酵罐(14)内安装有发酵罐循环栗(141)。6.根据权利要求5所述一种沼气站能源安全控制系统，其特征在于，所述PLC监控装置(3)包括: 多个温度传感器(31)，所述搅拌池(13)内设有至少一个温度传感器(31)，所述发酵罐(14)的上部和下部均设置有至少一个温度传感器(31)，所述第二输气管(7)的内壁上设有至少一个温度传感器(31); 压力传感器(32)，所述压力传感器(32)设置在所述第一输气管(6)的内壁上； 沼气分析仪(35)，所述沼气分析仪(35)通过采样管道(351)与所述第一输气管(6)相连通； 甲烷检测仪(36)，所述甲烷检测仪(36)安装在所述压缩装置(16)的四周； PH值检测装置(33)，所述pH值检测装置(33)设置在所述搅拌池(13)内； 电磁流量计(34)，所述电磁流量计(34)设置在所述第二输气管(7)的内壁上； 控制装置(37)，所述控制装置(37)与所述发酵罐循环栗(141)、压缩装置(16)、温度传感器(31)、压力传感器(32)、沼气分析仪(35)、pH值检测装置(33)、电磁流量计(34)和甲烷分析仪(36)相连。7.根据权利要求6所述一种沼气站能源安全控制系统，其特征在于，所述地源热栗恒温装置(21)包括: 土壤源埋管换热器(211)，所述土壤源埋管换热器(211)埋设在土壤中； 地源热栗机组(212)，所述地源热栗机组(212)通过第一管道与所述土壤源埋管换热器(211)相连;所述地源热栗机组(212)通过第二管道与所述第一热交换管(11)相连，所述地源热栗机组(212)与所述控制装置(37)相连； 地源侧循环栗(213)，所述地源侧循环栗(213)设置在所述第一管道上，所述地源侧循环栗(213)与所述控制装置(37)相连； 系统侧循环栗(19)，所述系统侧循环栗(19)设置在所述第二管道上，所述系统侧循环栗(19)与所述控制装置(37)相连。8.根据权利要求7所述一种沼气站能源安全控制系统，其特征在于，所述太阳能辅热装置(22)包括: 太阳能集热器(221)，所述太阳能集热器(221)通过第三管道与所述第二热交换管(12)的一端相连； 太阳能热水箱(222)，所述太阳能热水箱(222)与所述太阳能集热器(221)相连;所述太阳能热水箱(222)通过第四管道与所述第二热交换管(12)的另一端相连； 太阳能热水循环栗(223)，所述第三管道和第四管道上均设有太阳能热水循环栗(223)，所述太阳能热水循环栗(223)与所述控制装置(37)相连。9.根据权利要求8所述一种沼气站能源安全控制系统，其特征在于，所述第一管道、第二管道、第三管道和第四管道上均设有至少一个温度传感器(31)。10.根据权利要求9所述一种沼气站能源安全控制系统，其特征在于，所述太阳能辅热装置(22)还包括第五管道，所述第五管道的两端分别与第三管道和所述第四管道相连通，所述第五管道上设有电动两通阀门(8)，所述电动两通阀门(8)与所述控制装置(37)相连。
【文档编号】C12M1/38GK205501319SQ201620335766
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】刘心, 刘心一
【申请人】北京维源泰德机电设备有限公司