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沼氣燃燒發(fā)電是隨著沼氣綜合利用的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的一項沼氣利用技術(shù)，是集環(huán)保和節(jié)能于一體的能源綜合利用新技術(shù)，它利用工業(yè)、農(nóng)業(yè)或城鎮(zhèn)生活中的大量有機廢棄物（例如：酒糟液、禽畜糞、城市垃圾和污水等）經(jīng)厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣，驅(qū)動沼氣發(fā)電機組發(fā)電，并可充分利用發(fā)電機組的余熱用于沼氣生產(chǎn)，使綜合熱效率達(dá)80%左右，大大高于一般30~40%的發(fā)電效率，用戶的經(jīng)濟效益顯著。

沼氣發(fā)電中采用以和利時公司LK系列可編程控制器（PLC）為主的自動化控制系統(tǒng)，冗余熱備CPU配置，大大提高了沼氣發(fā)電運行過程的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，同時使系統(tǒng)維護(hù)更加方便快捷，該系統(tǒng)已在北京某沼氣發(fā)電項目應(yīng)用，至今運行情況良好，得到了用戶的好評。

1、工藝流程介紹

垃圾填埋沼氣發(fā)電系統(tǒng)分為收集系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)四大部分。

圖1沼氣發(fā)電工藝流程圖

收集系統(tǒng)由井管、井頭、管網(wǎng)及冷凝水收集器等組成。

抽氣系統(tǒng)采用羅茨鼓風(fēng)機真空抽氣將填埋氣以負(fù)壓狀態(tài)由集氣井中抽出。其抽氣量可由閥門加以調(diào)控，抽氣壓力由羅茨鼓風(fēng)機調(diào)節(jié)，以獲得穩(wěn)定的產(chǎn)氣量。

凈化系統(tǒng)包括冷凝水分離器及塵埃過濾器等，前者主要是去除沼氣中的水份，后者則主要去除沼氣中粒狀污染物，以避免其進(jìn)入發(fā)電系統(tǒng)中造成發(fā)電機的磨損。初步凈化后的氣體引至加壓風(fēng)機，壓力提升后進(jìn)入后冷卻器，經(jīng)過凝聚過濾器的進(jìn)一步過濾，過濾后的氣體再經(jīng)過兩個過濾器分兩路進(jìn)入燃?xì)鈾C輸出電能。

發(fā)電系統(tǒng)將發(fā)出的電能送至電網(wǎng)。

2、自動化控制系統(tǒng)設(shè)計

沼氣發(fā)電自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)對沼氣處理系統(tǒng)和沼氣發(fā)電系統(tǒng)過程的工藝參數(shù)、電氣參數(shù)和設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、控制、聯(lián)鎖和報警以及報表打印，通過使用一系列通訊鏈，完成整個工藝流程所必需的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通訊、順序控制、時間控制、回路調(diào)節(jié)及上位監(jiān)視和管理等功能。

圖2自動化控制系統(tǒng)示意圖

整個系統(tǒng)由1個中央控制室、2個現(xiàn)場PLC控制站（設(shè)于沼氣處理系統(tǒng)、沼氣發(fā)電系統(tǒng)）組成?，F(xiàn)場PLC控制站，由LK系列可編程序控制器（PLC）系統(tǒng)及檢測儀表組成，對沼氣發(fā)電各過程進(jìn)行分散控制;再由中央控制室上位機實行集中監(jiān)控管理。中央控制室上位機與PLC控制站之間的數(shù)據(jù)通訊采用高速的、實時的工業(yè)以太網(wǎng)，通訊速率為100Mbps，傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線。

現(xiàn)場的PLC控制站為雙機熱備冗余，PLC采集現(xiàn)場信號，然后通過工業(yè)以太網(wǎng)與控制監(jiān)控計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，控制方式采用“全開放全分布”方式。

控制系統(tǒng)分為三級管理，包括管理級（中心控制室）、控制級（PLC控制站）及現(xiàn)場級。

3、系統(tǒng)功能

·顯示功能

具有多窗口的PID圖、報警畫面、趨勢圖、指導(dǎo)畫面、控制畫面、參數(shù)修改畫面、故障診斷畫面、動態(tài)畫面等各種監(jiān)視畫面。

·安全功能

分別設(shè)定操作員和系統(tǒng)員的進(jìn)入口令。在運行環(huán)境下，屏蔽Windows所有熱鍵，從而鎖定系統(tǒng)自由進(jìn)出。系統(tǒng)上電后自動恢復(fù)運行狀態(tài)。

·歷史數(shù)據(jù)管理

對所有采集數(shù)據(jù)任意設(shè)定存取間隙和存取方式。

·打印報表

按用戶定義的報表格式進(jìn)行定時、報警和隨機打印。

·事件記錄

事件和內(nèi)部時鐘可按時間順序區(qū)分和管理，并可及時顯示和打印。

·數(shù)據(jù)庫接口與數(shù)據(jù)通訊

具備開放性的實時數(shù)據(jù)可接受任何任務(wù)的訪問并與其交換數(shù)據(jù)。系統(tǒng)具備復(fù)制和分發(fā)功能，將信息分送給其它的通用數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序，同時支持SQL、ODBC或OLEDB的應(yīng)用程序。所有數(shù)據(jù)可用符號代表，如：VALVE、MOTOR等，需要時可對變量的每次改變進(jìn)行監(jiān)視和處理。

·控制操作功能

可按組態(tài)通過鼠標(biāo)畫面上的對象進(jìn)行開關(guān)或增減操作。回路響應(yīng)時間不大于2秒。

控制系統(tǒng)采用程控、遠(yuǎn)控、就地控制相結(jié)合的方式，對于電動門、氣動門、泵、風(fēng)機等控制對象除了在控制室進(jìn)行遠(yuǎn)方控制外，保留就地操作手段。

對于程序控制系統(tǒng)具有自動、半自動、步操、鍵操及就地手操五種操作方式。在手動方式下，操作員啟停電動機、開關(guān)閥門及其它設(shè)備時，LCD畫面提供操作指導(dǎo)。

現(xiàn)場設(shè)備故障，影響程控前進(jìn)時，在滿足相關(guān)約束下，運行人員干預(yù)可進(jìn)行跳步操作。

設(shè)備處于就地操作方式時，上位機操作無效。
 

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