沼气发电自动化控制

沼气发电技术是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。它是利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物（例如酒糟液、禽畜粪、城市垃圾和污水等），经厌氧发酵处理产生的沼气，驱动沼气发电机组发电，并可充分将发电机组的余热用于沼气生产。沼气发电技术本身提供的是清洁能源，不仅解决了沼气工程中的环境问题、消耗了大量废弃物、保护了环境、减少了温室气体的排放，而且变废为宝，产生了大量的热能和电能，符合能源再循环利用的环保理念，同时也带来巨大的经济效益。

主要特性

主要工作系统

•禽畜粪沼气发电系统分为收集沉砂系统、厌氧反应系统、沼液储存系统、生物脱硫系统、发电系统五大部分。

•禽畜粪收集沉砂系统由集水池、水解沉砂池、切碎机、厌氧进料泵及各池搅拌提升泵等组成。

•厌氧反应系统是由厌氧进料泵将物料打入厌氧反应器，通过搅拌、循环进行充分的厌氧反应。再由热水罐提供的热水保证反应器温度适中，以获得稳定的厌氧反应和沼气输出。

•沼液储存系统包括沼液暂存池、固液分离机及沼液出水池等。沼液暂存池主要是收集沼气，固液分离机是将沼液暂存池中的固体分离送入肥料厂，液体进入沼液出水池中。

•生物脱硫系统包括脱硫塔、空压机、干燥机、循环水泵、储气柜等设备将系统中产生沼气进行净化处理、储存已达到进入燃烧发电系统的要求。

•发电系统是将沼气通过内燃机、燃气轮机等其他燃烧机组产生动能带动发电机发电。

•自动化控制系统设计

沼气发电自动化控制系统实现对沼气处理系统和沼气发电系统过程的工艺参数、电气参数和设备运行状态进行监测、控制、联锁和报警以及报表打印，通过使用一系列通讯链，完成整个工艺流程所必需的数据采集、数据通讯、顺序控制、时间控制、回路调节及上位监视和管理等功能。整个系统由中央控制室、现场DCS控制站（设于沼气处理系统、沼气发电系统）及检测仪表组成，对沼气发电各过程进行分散控制；再由中央控制室上位机实行集中监控管理。中央控制室上位机与控制站之间的数据通讯采用高速的、实时的工业以太网，通讯速率为100Mbps，传输介质为屏蔽双绞线。现场控制站为双机热备冗余，采集现场信号，然后通过工业以太网与控制监控计算机进行数据通信，控制方式采用“全开放全分布”方式。

控制系统分为三级管理，包括管理级（中心控制室）、控制级（DCS控制站）及现场级。

控制要点

1) 水解池提升泵定时启停、各搅拌器定时启停及增温电磁阀温度控制

2) 厌氧进料泵同切碎机之间联锁及进料计量

3) 厌氧反应器程序控制，包括各反应器步序、时间、搅拌、循环、温度及相应状态下的阀泵联锁控制控制，实现反应部分全程监控、自动运行

4) 脱硫塔入口压力控制、出口流量控制及自身的温度控制

5) 沼气分析仪、可燃气体探测、事故风机及气柜物位等设备的的监控

6) 发电机机组的监控

7) 火炬部分监控

系统功能

• 显示功能

具有多窗口的PID图、报警画面、趋势图、指导画面、控制画面、参数修改画面、故障诊断画面、动态画面等各种监视画面。

•安全功能

分别设定操作员和系统员的进入口令。在运行环境下，屏蔽Windows所有热键，从而锁定系统自由进出。系统上电后自动恢复运行状态。

•历史数据管理

对所有采集数据任意设定存取间隙和存取方式。

• 打印报表

按用户定义的报表格式进行定时、报警和随机打印。

•事件记录

事件和内部时钟可按时间顺序区分和管理，并可及时显示和打印。

• 数据库接口与数据通讯

具备开放性的实时数据可接受任何任务的访问并与其交换数据。系统具备复制和分发功能，将信息分送给其它的通用数据库应用程序，同时支持SQL、ODBC或OLE DB的应用程序。所有数据可用符号代表，如：VALVE、MOTOR等，需要时可对变量的每次改变进行监视和处理。

•控制操作功能

可按组态通过鼠标指定画面上的对象进行开关或增减操作。回路响应时间不大于2秒。

控制系统采用程控、远控、就地控制相结合的方式，对于电动门、气动门、泵、搅拌器等控制对象除了在控制室进行远方控制外，保留就地操作手段。

对于程序控制系统具有自动、半自动、步操、键操及就地手操五种操作方式。在手动方式下，操作员启停电动机、开关阀门及其它设备时，LCD画面提供操作指导。