厌氧发酵工程设备的加热保温分区控制方法与流程

本发明涉及发酵温度控制方法领域，具体涉及厌氧发酵工程设备的加热保温分区控制方法。

背景技术：

1、厌氧发酵是一种将废弃物的生物质能转化为清洁能源的技术，清洁能源沼气是通过厌氧发酵技术产生，而在沼气的生产过程中，温度是影响沼气厌氧发酵的关键因素之一，如果要使厌氧发酵发酵工程设备常年稳定运行，保持恒定、高效的产气量，就必须对沼气发酵料液的温度进行严格控制。同时厌氧发酵工程设备传热耗热量是沼气工程加热系统中最主要的热荷，是加热系统中主要设备的设计和选择的最基本依据，它直接影响着加热系统方案的选择，进而影响加热系统的工程造价、能量的消耗、运行管理费用以及使用效果。

2、对于厌氧发酵过程中的加热温度控制，目前主要是通过传感器实时监测温度值，然后基于温度值进行加热控制的方法进行，但是，厌氧发酵所使用的原料存在差别，若简单按照温度值进行加热控制，固定的温度控制逻辑不能确保发酵的适宜条件。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种厌氧发酵工程设备的加热保温分区控制方法，以针对不同的料位阶段下的发酵工作，既能够维持发酵的适宜条件，又具有发酵经济性。

2、本方案中的厌氧发酵工程设备的加热保温分区控制方法，包括以下步骤：

3、步骤1，通过位于卧式发酵罐距离入料端第一设定位置的第一料位计和第二设定位置的第二料位计，分别实时采集第一料位数据和第二料位数据，所述第一设定位置小于第二设定位置；

4、步骤2，由控制器判断第一料位数据和第二料位数据是否均满足小于或等于第一设定料位值，若是，则采用中温发酵模式进料阶段控制逻辑进行控制，将距离发酵罐进水端十二分之一距离处的前段加热电动刀闸阀开启、水循环启动和锅炉启动，使得发酵罐被加热保温至第一设定温度；若否，则进行数据校验，返回步骤1；

5、步骤3，由控制器判断第二料位数据是否大于第一设定料位值且小于第二设定料位值，若是，则将距离发酵罐进水端六分之一距离处的中段加热电动刀闸阀开启；若否，则进行数据校验，返回步骤1；

6、步骤4，由控制器判断第二料位数据是否大于或等于第二设定料位值，若是，则将距离发酵罐出水端九分之一距离处的后段加热电动刀闸阀开启，若否，则进行数据校验，返回步骤1；

7、步骤5，由控制器判断第一料位数据和第二料位数据是否均满足大于或等于第三设定料位值，若是，则通过控制器发送出料位极限信号，暂停进料，并以中温发酵模式的料位平衡阶段控制逻辑进行控制；若否，则进行数据校验，返回步骤1；

8、步骤6，在料位平衡阶段控制逻辑下，先判断产气量是否大于或等于1000m3，若否，则重新进入步骤5的中温发酵模式的料位平衡阶段控制逻辑，若是，则进入步骤7；

9、步骤7，由控制器判断采用高温发酵模式的料位平衡阶段控制逻辑，控制锅炉启动，将发酵罐加热保温至第二设定温度。

10、本方案的有益效果是：

11、将各个用于加热或保温的管道均匀设置至发酵罐上，且让监测点位在既定的位置处进行参数监测，能够及时、准确地监测到发酵罐内的情况，并对发酵罐内的发酵工作进行分段式针对性更强的温度加热和温度保持，让发酵罐内的温度控制更及时和准确。

12、进一步，所述第一设定位置位于距离发酵罐进料端0.15倍的发酵罐长度处，所述第二设定位置位于距离发酵罐进料端0.65倍的发酵罐长度处。

13、有益效果是：通过在发酵罐两个设定位置处监测料位数据，依据此料位数据的情况进行发酵罐不同位置处加热和保温控制，能够精准、及时地进行发酵罐内温度的温度，让发酵罐内温度反应更及时、迅速。

14、进一步，所述前段加热电动刀闸阀、中段加热电动刀闸阀和后段加热电动刀闸阀通过独立的进水支管进行热水传导加热。

15、有益效果是：物理段上的闸阀设置，能够分别进行温度控制，提高控制的灵活性，让控制结果更符合实际发酵要求。

16、进一步，所述步骤1中，将采集得到的第一料位数据和第二料位数据在上位机上进行显示。

17、有益效果是：对实时采集的料位数据进行显示，能够直观观察到发酵罐内的液位情况。

18、进一步，所述步骤1中，所述中温发酵模式的为39℃，所述步骤7中，所述高温发酵模式的温度为55℃。

19、有益效果是：通过设置两种发酵模式的温度定义，能够让发酵进程更灵活，同时能够保证厌氧发酵设备运行的经济性。

20、进一步，还包括步骤8，当发酵罐处于中温发酵模式且需要向高温发酵模式过渡时，将发酵罐内产生的沼气通过锅炉进行燃烧向水加热，保持热水的温度位于预设范围内。

21、有益效果是：通过将发酵罐于发酵过程中产生的沼气进行燃烧加热清水，以热水进行发酵罐的加热和保温，节省能源，且在中温发酵模式向高温发酵模式进行过渡时进行沼气的利用，能够避免沼气量不够无法保证高温发酵模式下的温度需求。

22、进一步，所述步骤8中，所述预设范围为56-64℃。

23、有益效果是：热水的温度保持，能够保证高温发酵模式下保温的温度需求。

技术特征：

1.厌氧发酵工程设备的加热保温分区控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的厌氧发酵工程设备的加热保温分区控制方法，其特征在于：所述第一设定位置位于距离发酵罐进料端0.15倍的发酵罐长度处，所述第二设定位置位于距离发酵罐进料端0.65倍的发酵罐长度处。

3.根据权利要求1所述的厌氧发酵工程设备的加热保温分区控制方法，其特征在于：所述前段加热电动刀闸阀、中段加热电动刀闸阀和后段加热电动刀闸阀通过独立的进水支管进行热水传导加热。

4.根据权利要求1所述的厌氧发酵工程设备的加热保温分区控制方法，其特征在于：所述步骤1中，将采集得到的第一料位数据和第二料位数据在上位机上进行显示。

5.根据权利要求1所述的厌氧发酵工程设备的加热保温分区控制方法，其特征在于：根据厌氧发酵温度分类，20℃-40℃为中温发酵，45℃-60℃为高温发酵。

6.根据权利要求1-5任一项所述的厌氧发酵工程设备的加热保温分区控制方法，其特征在于：还包括步骤8，当发酵罐处于中温发酵模式且需要向高温发酵模式过渡时，将发酵罐内产生的沼气通过锅炉进行燃烧向水加热，保持热水的温度位于预设范围内。

7.根据权利要求6所述的厌氧发酵工程设备的加热保温分区控制方法，其特征在于：所述步骤8中，所述预设范围为56-64℃。

技术总结本发明涉及发酵温度控制方法领域，具体涉及厌氧发酵工程设备的加热保温分区控制方法，包括，通过位于卧式发酵罐距离入料端第一设定位置的第一料位计和第二设定位置的第二料位计，分别实时采集第一料位数据和第二料位数据；通过控制器对第一料位计和第二料位计的料位数据进行判断，并根据判断结果进行发酵罐的加热和保温控制；由控制器判断第一料位计的料位数据和第二料位计的料位数据是否均大于或等于第四设定料位值，若是，则显示屏显示料位，并由控制器向上位机发送极限料位信号。本发明的分段式且依据料位针对性的温度控制，能够保证发酵罐温度控制变化的稳定性和准确性，保证厌氧发酵的经济性。技术研发人员：禹红良,吴进涛,张明明,任云龙,谭鑫,王刚,刘川受保护的技术使用者：重庆长征重工有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15