中小型卧式沼气干式发酵装置控制系统研发
发布时间：2021-04-03 19:42
在能源需求加大、生态环境不断改变的趋势下,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系成为国务院《能源发展“十二五”规划》的重要内容,其中沼气就作为农村可再生能源建设重点工程。而实现沼气工程的自动化、智能化工作对整个沼气生产环节起着关键作用,有利于提高生产效率、生产安全性,简化生产过程。本文以适用于中小型户用沼气的卧式干式发酵装置为研究对象,借助于快速发展的计算机技术,结合西门子PLC、变频器、触摸屏等控制元件,研发了该发酵装置的自动控制系统,以实现沼气生产过程的实时监控并减少人工操作,从而更精确的掌握沼气发酵状况,提高其产气率与安全性,推动我国沼气工程的进一步发展与应用。主要工作内容如下:（1）对沼气干式厌氧发酵工艺进行分析,针对沼气干式发酵装置的控制要求,提出了中小型沼气干式发酵系统的控制方案,包括转筒控制、出料控制、混料控制、提升控制和进料控制的控制功能。（2）对工作流程以及工作方案进行分析,列出工作过程中所需采集的数据以及工作注意点,结合这些特点对PLC、触摸屏、变频器、执行元件和传感器主要硬件设备进行了分析选型。并根据所选元件设计了混料装置、进料装置、提升装置、出料装置、转筒...
【文章来源】：广东海洋大学广东省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
工艺流程图Fig.2-2Processflowdiagram
本章节主要是在分析该所沼气干式发酵工艺流程和发酵装置结构的基础上，分析其自动监控需求，确定该发酵装置自动控制系统方案。现场装置图如图 2-1。图2-1 现场装置图Fig. 2-1 Installation drawing on site2.1.1 沼气干式发酵工艺流程介绍干式厌氧发酵是指用一些干物质浓度在 20%以上的物料作为生产原料，由于厌氧菌的作用，产生含 CH4、CO2等成分气体的发酵工艺[37-38]。这种发酵方式的优点是无污染，低能耗（可利用好氧发酵升温），气肥联产经济效益高。不足是厌氧反应器即时进出料难，对接种物与新料的混合程度控制要求高。若在中小型沼气工程中使用这种发酵方式，可选择转筒仓卧式发酵装置[39-40]。转筒式干式发酵装置是干式厌氧发酵的新型发酵装置，主要用途是对已预处理后的沼气原料（甘蔗叶、猪粪）与接种物和水进行发酵前混合，使发酵物湿度、菌种含量达到工艺技术要求标准，再通过机械运输进
沼气干式发酵装置主要由转筒装置、混料装置、提升装置、进料装置和出料装置组成，其结构简图如图 2-3 所示。图2-3 发酵装置简图Fig. 2-3 The device of fermentation reactor根据上述工艺方案要求，该发酵装置在沼气制取过程中，开启整个系统，先运行转筒装置，通过变频器控制转筒转速，以便转筒内物料发酵，不同的转速有利于出料口发酵后物料的排除。根据沼气工艺小组多次实验，选择最优产气率的工艺方案，本文选择返料比为 0.5：1 的进料方式进行发酵处理，在进料前需要开启电机 4 让出料装置运行出料，所出物料部分做为发酵接种物其余为肥料另行处理。通过斗车用人工运输成比例的接种物与预处理物料进入混料装置，电机 5 控制搅
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PLC的沼气工程自动化监控系统设计与应用[J]. 王琰. 电工技术. 2014(09)
[2]基于LabVIEW的沼气恒温监控系统的研究与应用[J]. 李卉萍,赵小磊. 中国沼气. 2014(03)
[3]利用PLC和组态软件构建沼气生产自动控制系统研究[J]. 张影微,李文哲,李岩,李晶宇,郭勇. 农机化研究. 2014(03)
[4]欧洲大中型沼气工程现状分析及对我国的启示[J]. 党锋,毕于运,刘研萍,袁海荣,李秀金. 中国沼气. 2014(01)
[5]基于S7-200的大中型软体沼气工程控制系统设计[J]. 胡万里,刘荣厚,杜章永. 农机化研究. 2013(11)
[6]基于单片机的沼气设备通用控制器研究[J]. 孟晓丽. 电子测试. 2013(06)
[7]智能化大型沼气池高效产气自控系统[J]. 官雪芳,徐庆贤,林碧芬,林斌,钱蕾. 福建农业学报. 2013(02)
[8]PLC自动控制在沼气发电中的应用[J]. 杨鹏跃,李伟清. 农机化研究. 2013(02)
[9]沼气发酵装置自动监控系统的实现[J]. 诸刚. 机电产品开发与创新. 2013(01)
[10]中国沼气发展历史及研究成果述评[J]. 王义超. 农业考古. 2012(03)
硕士论文
[1]基于LabVIEW大中型沼气工程监测和控制系统设计[D]. 赵利利.太原理工大学 2013
本文编号：3116965
【文章来源】：广东海洋大学广东省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
工艺流程图Fig.2-2Processflowdiagram
本章节主要是在分析该所沼气干式发酵工艺流程和发酵装置结构的基础上，分析其自动监控需求，确定该发酵装置自动控制系统方案。现场装置图如图 2-1。图2-1 现场装置图Fig. 2-1 Installation drawing on site2.1.1 沼气干式发酵工艺流程介绍干式厌氧发酵是指用一些干物质浓度在 20%以上的物料作为生产原料，由于厌氧菌的作用，产生含 CH4、CO2等成分气体的发酵工艺[37-38]。这种发酵方式的优点是无污染，低能耗（可利用好氧发酵升温），气肥联产经济效益高。不足是厌氧反应器即时进出料难，对接种物与新料的混合程度控制要求高。若在中小型沼气工程中使用这种发酵方式，可选择转筒仓卧式发酵装置[39-40]。转筒式干式发酵装置是干式厌氧发酵的新型发酵装置，主要用途是对已预处理后的沼气原料（甘蔗叶、猪粪）与接种物和水进行发酵前混合，使发酵物湿度、菌种含量达到工艺技术要求标准，再通过机械运输进
沼气干式发酵装置主要由转筒装置、混料装置、提升装置、进料装置和出料装置组成，其结构简图如图 2-3 所示。图2-3 发酵装置简图Fig. 2-3 The device of fermentation reactor根据上述工艺方案要求，该发酵装置在沼气制取过程中，开启整个系统，先运行转筒装置，通过变频器控制转筒转速，以便转筒内物料发酵，不同的转速有利于出料口发酵后物料的排除。根据沼气工艺小组多次实验，选择最优产气率的工艺方案，本文选择返料比为 0.5：1 的进料方式进行发酵处理，在进料前需要开启电机 4 让出料装置运行出料，所出物料部分做为发酵接种物其余为肥料另行处理。通过斗车用人工运输成比例的接种物与预处理物料进入混料装置，电机 5 控制搅
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PLC的沼气工程自动化监控系统设计与应用[J]. 王琰. 电工技术. 2014(09)
[2]基于LabVIEW的沼气恒温监控系统的研究与应用[J]. 李卉萍,赵小磊. 中国沼气. 2014(03)
[3]利用PLC和组态软件构建沼气生产自动控制系统研究[J]. 张影微,李文哲,李岩,李晶宇,郭勇. 农机化研究. 2014(03)
[4]欧洲大中型沼气工程现状分析及对我国的启示[J]. 党锋,毕于运,刘研萍,袁海荣,李秀金. 中国沼气. 2014(01)
[5]基于S7-200的大中型软体沼气工程控制系统设计[J]. 胡万里,刘荣厚,杜章永. 农机化研究. 2013(11)
[6]基于单片机的沼气设备通用控制器研究[J]. 孟晓丽. 电子测试. 2013(06)
[7]智能化大型沼气池高效产气自控系统[J]. 官雪芳,徐庆贤,林碧芬,林斌,钱蕾. 福建农业学报. 2013(02)
[8]PLC自动控制在沼气发电中的应用[J]. 杨鹏跃,李伟清. 农机化研究. 2013(02)
[9]沼气发酵装置自动监控系统的实现[J]. 诸刚. 机电产品开发与创新. 2013(01)
[10]中国沼气发展历史及研究成果述评[J]. 王义超. 农业考古. 2012(03)
硕士论文
[1]基于LabVIEW大中型沼气工程监测和控制系统设计[D]. 赵利利.太原理工大学 2013
本文编号：3116965
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