專利名稱：熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)及其運行控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及啤酒生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)及其運行控制方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)啤酒熱膜包裝多采用電加熱熱風(fēng)的模式，電耗較高。而啤酒生產(chǎn)過程排放的高營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)污水厭氧處理后會產(chǎn)生大量的沼氣，如果不加以處理直接對大氣排放將會比二氧化碳造成的溫室效應(yīng)強5倍以上。眾所周知，沼氣是一種混合氣體，其主要成分是甲烷 (CH4)和二氧化碳(CO2)、以及少量的氫、一氧化碳、硫化氫、氧和氮等氣體。由于沼氣中的甲烷含量高達60 % — 70 %，且甲烷與空氣混合完全燃燒時的火焰呈藍色，可生成二氧化碳和水蒸氣并能釋放熱量，故沼氣可作為清潔材料燃料。因此若能夠利用啤酒生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的沼氣燃燒的熱風(fēng)取代傳統(tǒng)啤酒熱膜包裝中高耗能電加熱熱風(fēng)系統(tǒng)，帶來噸酒包裝節(jié)電4 度/噸酒左右將是一個很好的節(jié)能減排的項目。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是啤酒熱膜包裝過程中能耗高、以及啤酒生產(chǎn)過程中沼氣排放和利用不合理等不足，提供一種熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)及其運行控制方法。為解決上述問題，本發(fā)明所設(shè)計的一種熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)，包括熱膜包裝機和產(chǎn)生并存儲有沼氣的厭氧罐，熱膜包裝機附設(shè)有膜加熱腔，其不同之處是還包括有燃燒腔、點火器、火焰探測器、沼氣管、熱風(fēng)管、沼氣主閥、沼氣調(diào)節(jié)閥、沼氣排空閥、沼氣壓力傳感器、沼氣濃度傳感器、循環(huán)抽風(fēng)機、熱風(fēng)溫度傳感器和可編程邏輯控制器；其中燃燒腔上設(shè)有點火口、沼氣入口和熱風(fēng)出口，上述燃燒腔的沼氣入口通過沼氣管與厭氧罐上設(shè)有的沼氣出口相連通，燃燒腔的熱風(fēng)出口則通過熱風(fēng)管與膜加熱腔上設(shè)的熱風(fēng)入口相連通；點火器位于燃燒腔的點火口處；火焰探測器與燃燒腔的燃燒火焰位置相對；沼氣主閥、 沼氣調(diào)節(jié)閥和沼氣排空閥串接在沼氣管上；沼氣壓力傳感器和沼氣濃度傳感器設(shè)置在沼氣管內(nèi)；循環(huán)抽風(fēng)機與熱膜包裝機的膜加熱腔相通；熱風(fēng)溫度傳感器置于膜加熱腔內(nèi)；上述沼氣壓力傳感器、沼氣濃度傳感器、火焰探測器和熱風(fēng)溫度傳感器的輸出端連接至可編程邏輯控制器的模擬量輸入模塊上，沼氣主閥、沼氣調(diào)節(jié)閥、沼氣排空閥、點火器和循環(huán)抽風(fēng)機則連接在可編程邏輯控制器的模擬量輸出端上。上述方案中，所述可編程邏輯控制器上最好還接有報警器。上述方案中，所述火焰探測器最好采用紫外火焰探測器。上述方案中，所述熱膜包裝機的出風(fēng)口處最好還設(shè)有可燃氣體傳感器，該可燃氣體傳感器的輸出端與可編程邏輯控制器的模擬量輸入模塊相連。上述方案中，熱膜包裝機的附近的操作位處最好還設(shè)有一氧化碳傳感器，該一氧化碳傳感器的輸出端與可編程邏輯控制器的模擬量輸入模塊相連。本發(fā)明所設(shè)計的一種熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)的運行控制方法，包括如下步驟①可編程邏輯控制器發(fā)出控制信號啟動與膜加熱腔相通的循環(huán)抽風(fēng)機，當(dāng)循環(huán)抽風(fēng)機達到設(shè)定的運行時間后，啟動沼氣管管道沼氣壓力檢測和沼氣濃度檢測；②沼氣壓力傳感器將燃燒腔與厭氧罐之間的沼氣管內(nèi)的沼氣壓力值返回至可編程邏輯控制器，當(dāng)可編程邏輯控制器判定返回的沼氣壓力值滿足啟動條件時，發(fā)出控制信號作為打開沼氣管上沼氣主閥的條件之一；③沼氣濃度傳感器將燃燒腔與厭氧罐之間的沼氣管內(nèi)的沼氣濃度值返回至可編程邏輯控制器，當(dāng)可編程邏輯控制器判定返回的沼氣濃度值不滿足設(shè)定的點火條件時，打開沼氣管上的沼氣排空閥排空、直至沼氣濃度傳感器檢測沼氣濃度值滿足設(shè)定的點火條件時，發(fā)出控制信號，如果沼氣壓力條件也滿足時則打開沼氣管上的沼氣主閥和控制沼氣調(diào)節(jié)閥開度(在燃燒控制期間設(shè)定最小開度)，并發(fā)出控制信號啟動點火器為燃燒腔點火，否則等待；④燃燒腔內(nèi)的沼氣燃燒所產(chǎn)生的熱風(fēng)通過燃燒器與熱膜包裝機之間的熱風(fēng)管送入熱膜包裝機的膜加熱腔供熱膜包裝所用；⑤燃燒腔內(nèi)的沼氣在設(shè)定的燃燒時間內(nèi)，火焰探測器實時檢測燃燒腔內(nèi)沼氣燃燒的火焰狀態(tài)，并將其檢測結(jié)果返回至可編程邏輯控制器，當(dāng)火焰探測器在設(shè)定時間內(nèi)未檢測到有火焰時，可編程邏輯控制器發(fā)出控制信號關(guān)閉沼氣管上的沼氣主閥和沼氣調(diào)節(jié)閥， 等待重新點火；當(dāng)火焰探測器檢測到有火焰時，可編程邏輯控制器發(fā)出控制信號啟動熱風(fēng)溫度檢測和控制溫控回路工作；⑥熱風(fēng)溫度傳感器將熱膜包裝機內(nèi)的熱風(fēng)溫度值返回至可編程邏輯控制器，當(dāng)返回的熱風(fēng)溫度值在一定時間內(nèi)穩(wěn)定在設(shè)定的熱風(fēng)溫度內(nèi)時，熱膜包裝機開始包裝；否則，可編程邏輯控制器發(fā)出控制信號控制沼氣管上的沼氣調(diào)節(jié)閥減小或加大開度，調(diào)整高濃度沼氣供給量進行控溫。作為改進，上述方案還包括現(xiàn)場熱膜機外循環(huán)抽風(fēng)機出口可燃氣體檢測步驟，即可燃氣體傳感器將熱膜包裝機內(nèi)的可燃氣體濃度值返回值可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器判定該可燃氣體濃度值超過警戒值時，發(fā)出控制信號關(guān)閉沼氣主閥和沼氣調(diào)節(jié)閥。作為上述方案的進一步改進，上述方案還包括現(xiàn)場操作位一氧化碳檢測步驟，即一氧化碳傳感器將熱膜包裝機附近操作崗位處的一氧化碳濃度值返回值可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器判定該一氧化碳濃度值超過警戒值時，發(fā)出控制信號關(guān)閉沼氣主閥和沼氣調(diào)節(jié)閥與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點1、將啤酒生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的沼氣進行回收利用，將沼氣燃燒所產(chǎn)生的熱風(fēng)取代熱膜包裝機內(nèi)的高能耗電加熱熱風(fēng)系統(tǒng)來進行啤酒的塑料熱縮膜包裝，從而節(jié)省了約4度電 /噸酒的電能，減少了生產(chǎn)成本；2、在線配置管道沼氣濃度、壓力和熱風(fēng)溫度檢測傳感器配合沼氣燃燒控制沼氣調(diào)節(jié)閥，以熱風(fēng)溫度作為PID主控反饋，輔以沼氣濃度和壓力作為系統(tǒng)前饋，適時修正燃燒沼氣控制閥門開啟比例，控制熱風(fēng)溫度的相對穩(wěn)定在260士 10°C，確保熱膜包裝的質(zhì)量；3、本發(fā)明通過監(jiān)控燃燒火焰、沼氣濃度、熱風(fēng)溫度、可燃氣體濃度、以及一氧化碳濃度等一系列措施來控制系統(tǒng)特別是沼氣主閥和沼氣調(diào)節(jié)閥的工作，使得系統(tǒng)始終工作在安全狀態(tài)，從而有效地降低沼氣在熱膜系統(tǒng)中的風(fēng)險，進而使得沼氣熱風(fēng)系統(tǒng)得以在啤酒包裝線推廣應(yīng)用的技術(shù)保證。


圖1為本發(fā)明一種熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一種熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)的運行控制方法流程圖。附圖標(biāo)記IG、點火器；FD、火焰探測器；VA1、沼氣主閥；VT、沼氣調(diào)節(jié)閥；VA2、沼氣排空閥；PI、沼氣壓力傳感器；CHI1、沼氣濃度傳感器；FAN、循環(huán)抽風(fēng)機；Tl、熱風(fēng)溫度傳感器；CHI2、可燃氣體傳感器；C0I1、一氧化碳傳感器；HL、報警器。
具體實施例方式參見圖1，為本發(fā)明一種熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)，其主要由熱膜包裝機、產(chǎn)生并存儲有沼氣的厭氧罐、燃燒腔、點火器IG、火焰探測器FD、沼氣管、熱風(fēng)管、沼氣主閥VA1、 沼氣調(diào)節(jié)閥VT、沼氣排空閥VA2、沼氣壓力傳感器PI、沼氣濃度傳感器CHI1、循環(huán)抽風(fēng)機 FAN、熱風(fēng)溫度傳感器TI和可編程邏輯控制器構(gòu)成。熱膜包裝機附設(shè)有膜加熱腔。燃燒腔上設(shè)有點火口、沼氣入口和熱風(fēng)出口。上述燃燒腔的沼氣入口通過沼氣管與厭氧罐上設(shè)有的沼氣出口相連通，燃燒腔的熱風(fēng)出口則通過熱風(fēng)管與膜加熱腔上設(shè)的熱風(fēng)入口相連通。點火器IG位于燃燒腔的點火口處?；鹧嫣綔y器FD與燃燒腔的燃燒火焰位置相對。沼氣主閥 VA1、沼氣調(diào)節(jié)閥VT和沼氣排空閥VA2串接在沼氣管上，其中沼氣調(diào)節(jié)閥VT設(shè)置在靠近燃燒腔的一側(cè)、沼氣排空閥VA2位于靠近厭氧罐的一側(cè)、沼氣主閥VAl處于沼氣調(diào)節(jié)閥VT和沼氣排空閥VA2之間。沼氣壓力傳感器PI和沼氣濃度傳感器CHIl設(shè)置在沼氣主閥VAl和厭氧罐之間的沼氣管內(nèi)。循環(huán)抽風(fēng)機FAN設(shè)與熱膜包裝機的膜加熱腔相通。熱風(fēng)溫度傳感器TI置于熱膜包裝機的膜加熱腔內(nèi)。上述沼氣壓力傳感器PI、沼氣濃度傳感器CHI1、火焰探測器FD和熱風(fēng)溫度傳感器TI的輸出端連接至可編程邏輯控制器的模擬量輸入模塊上。 沼氣主閥VA1、沼氣調(diào)節(jié)閥VT、沼氣排空閥VA2、點火器IG和循環(huán)抽風(fēng)機FAN則連接在可編程邏輯控制器的模擬量輸出端上。為了提醒現(xiàn)場工作人員注意現(xiàn)場工作狀態(tài)，本發(fā)明的可編程邏輯控制器上還連接有報警器HL。在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，可編程邏輯控制器上還接有2個報警器HL，這2個報警器HL的其中1個位于燃燒腔與沼氣主閥VAl之間，用于監(jiān)控前端沼氣燃燒工作的報警， 另1個則用于監(jiān)控整個熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)工作的報警。本發(fā)明的點火器IG可選用目前已知的點火器IG件，而在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，所述點火器IG主要由高壓點火器IG、高壓電纜、導(dǎo)電桿、推進氣缸和半導(dǎo)體放電體構(gòu)成。為了避免燃燒腔意外熄火所導(dǎo)致的沼氣濃度超過爆破極限而引起的遇火爆炸或爆燃等現(xiàn)象的發(fā)生，上述火焰探測器FD應(yīng)對準燃燒腔的燃燒火焰中或前部明亮處。如點火器IG為旋流或無焰型燒嘴時，火焰探測器FD的導(dǎo)光管需特別注意導(dǎo)光管所對準之火焰位置。本發(fā)明所選用的火焰探測器FD可以為紅外火焰探測器FD或紫外火焰探測器FD，考慮到沼氣燃燒所產(chǎn)生的火焰呈藍色，因此在發(fā)明優(yōu)選實施例中，所選用的火焰探測器FD為紫外火焰探測器 FD0為了避免干擾，火焰?zhèn)鞲衅髟谂c可編程邏輯控制器之間應(yīng)使用帶屏蔽的導(dǎo)線連接，且距離不要過長。
開設(shè)在熱膜包裝機上的熱風(fēng)入口為1個或1個以上，這些熱風(fēng)入口可以位于熱膜包裝機的頂部和/或側(cè)壁上。循環(huán)抽風(fēng)機FAN則設(shè)置在熱膜包裝機外的頂部用于將熱膜包裝機內(nèi)殘留的可燃氣體排出，以防止熱膜包裝機內(nèi)可燃氣體濃度處于5% 15%的臨界濃度而引發(fā)的爆燃或爆炸現(xiàn)象。所選用循環(huán)抽風(fēng)機FAN的抽風(fēng)效率與設(shè)定的循環(huán)抽風(fēng)機FAN 的運行時間的乘積應(yīng)大于熱膜包裝機的體積，以保證沼氣主閥VAl開啟之前、特別是在點火器IG點火之前熱膜包裝機內(nèi)幾乎無可燃氣體存在。本發(fā)明配置的管道沼氣壓力傳感器PI，在管道沼氣壓力低于設(shè)定值時報警，低于極限值時熄火停機保護。本發(fā)明所配置的沼氣濃度傳感器CHI1，在系統(tǒng)停機時管道沼氣濃度到達臨界點報警保護。為了進一步監(jiān)控現(xiàn)場環(huán)境，所述熱膜包裝機附近還設(shè)有可燃氣體傳感器CHI2和/或一氧化碳傳感器COI1。上述可燃氣體傳感器CHI2位于熱膜包裝機的出風(fēng)口處，該可燃氣體傳感器CHI2的輸出端與可編程邏輯控制器的模擬量輸入模塊相連。可燃氣體傳感器CHI2可對泄露或逸出的單一或多種可燃氣體、特別是對烷烴類氣體濃度進行檢測。當(dāng)可燃氣體傳感器CHI2濃度值超過警戒值時，系統(tǒng)聯(lián)鎖停機熄火保護，即發(fā)出控制信號關(guān)閉沼氣主閥VAl并發(fā)出報警。上述一氧化碳傳感器COIl位于熱膜包裝機外的操作崗位附近，該一氧化碳傳感器COIl的輸出端與可編程邏輯控制器的模擬量輸入模塊相連。當(dāng)一氧化碳傳感器COIl檢測到現(xiàn)場因燃燒不充分造成的一氧化碳濃度超標(biāo)時，系統(tǒng)聯(lián)鎖停機熄火保護，即發(fā)出控制信號關(guān)閉沼氣主閥VAl并發(fā)出報警，以避免生產(chǎn)現(xiàn)場因沼氣燃燒不充分造成局部供氧不足，引起現(xiàn)場一氧化碳含量造成人員傷害。上述熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)的運行控制方法，如圖2所示，包括如下步驟①可編程邏輯控制器發(fā)出控制信號啟動熱膜包裝機外的循環(huán)抽風(fēng)機FAN，當(dāng)循環(huán)抽風(fēng)機FAN達到設(shè)定的運行時間后，啟動沼氣管管道沼氣壓力檢測和沼氣濃度檢測；②沼氣壓力傳感器PI將燃燒腔與厭氧罐之間的沼氣管內(nèi)的沼氣壓力值返回至可編程邏輯控制器，當(dāng)可編程邏輯控制器判定返回的沼氣壓力值滿足啟動條件時，發(fā)出控制信號作為打開沼氣管上沼氣主閥VAl的條件之一；③沼氣濃度傳感器CHIl將燃燒腔與厭氧罐之間的沼氣管內(nèi)的沼氣濃度值返回至可編程邏輯控制器，當(dāng)可編程邏輯控制器判定返回的沼氣濃度值不滿足設(shè)定的點火條件時，打開沼氣管上的沼氣排空閥VA2排空、直至沼氣濃度傳感器CHIl檢測沼氣濃度值滿足設(shè)定的點火條件時，發(fā)出控制信號，如果沼氣壓力條件也滿足時則打開沼氣管上的沼氣主閥VA1、以及控制沼氣調(diào)節(jié)閥VT15%開度，并發(fā)出控制信號啟動點火器IG為燃燒腔點火，否則等待；④燃燒腔內(nèi)的沼氣燃燒所產(chǎn)生的熱風(fēng)通過燃燒器與熱膜包裝機之間的熱風(fēng)管送入熱膜包裝機供熱膜包裝所用；⑤燃燒腔內(nèi)的沼氣在燃燒了一分鐘后，火焰探測器FD實時檢測燃燒腔內(nèi)沼氣燃燒的火焰狀態(tài)，并將其檢測結(jié)果返回至可編程邏輯控制器，當(dāng)火焰探測器FD在一分鐘內(nèi)未檢測到有火焰時，可編程邏輯控制器發(fā)出控制信號關(guān)閉沼氣管上的沼氣主閥VAl和沼氣調(diào)節(jié)閥VT，等待重新點火；當(dāng)火焰探測器FD檢測到有火焰時，可編程邏輯控制器發(fā)出控制信號啟動熱風(fēng)溫度檢測和控制溫控回路工作；⑥熱風(fēng)溫度傳感器TI將熱膜包裝機內(nèi)的熱風(fēng)溫度值返回至可編程邏輯控制器， 當(dāng)返回的熱風(fēng)溫度值在一定時間內(nèi)穩(wěn)定在設(shè)定的熱風(fēng)溫度內(nèi)時，熱膜包裝機開始包裝；否則，可編程邏輯控制器發(fā)出控制信號控制沼氣管上的沼氣調(diào)節(jié)閥VT減小或加大開度，調(diào)整高濃度沼氣供給量進行控溫。本發(fā)明還包括現(xiàn)場熱膜機外循環(huán)抽風(fēng)機FAN出口可燃氣體檢測步驟和操作位一氧化碳檢測步驟。上述可燃氣體檢測步驟是指通過可燃氣體傳感器CHI2將熱膜包裝機內(nèi)的可燃氣體濃度值返回值可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器判定該可燃氣體濃度值超過警戒值時，系統(tǒng)聯(lián)鎖停機熄火保護，發(fā)出控制信號關(guān)閉沼氣主閥VAl和沼氣調(diào)節(jié)閥VT。上述一氧化碳檢測步驟是指通過一氧化碳傳感器COIl將熱膜包裝機附近操作崗位處的一氧化碳濃度值返回值可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器判定該一氧化碳濃度值超過警戒值時，系統(tǒng)聯(lián)鎖停機熄火保護，發(fā)出控制信號關(guān)閉沼氣主閥VAl和沼氣調(diào)節(jié)閥VT。由于沼氣和空氣混合到一定濃度時遇火會產(chǎn)生爆炸或爆燃，因此本發(fā)明可編程控制器內(nèi)設(shè)定的點火條件應(yīng)避開5% 15%之間沼氣臨界爆炸濃度。即當(dāng)沼氣濃度傳感器 CHIl返回的沼氣濃度值大于15%時，發(fā)出控制信號讓燃燒腔熄火并發(fā)出報警；而當(dāng)氣濃度傳感器返回的沼氣濃度值小于5%時，發(fā)出控制信號控制沼氣調(diào)節(jié)閥VT加大開度，繼續(xù)補充高濃度沼氣供燃燒腔燃燒升溫。本發(fā)明需要在開機點火階段、使用過程沼氣壓力波動等原因造成?；鹪冱c火時、以及停機時因沼氣管路上的氣動閥門泄漏遇明火時檢測現(xiàn)場沼氣濃度。本發(fā)明采用程控高壓自動點火控制系統(tǒng)，當(dāng)點火條件滿足時，可編程邏輯控制器或操作人員遠程啟動點火按鈕，推進器推動點火器IG伸進燃燒腔的燃燒腔內(nèi)，打開沼氣主閥VA1，高壓點火系統(tǒng)自動點火，同時火焰探測器FD開始監(jiān)測點火燃燒狀態(tài)，點火器IG點燃后開啟主燃燒閥點火，在設(shè)定的時間內(nèi)完成系統(tǒng)點火，當(dāng)溫度達到預(yù)設(shè)的溫度段后轉(zhuǎn)入熱風(fēng)自動溫度調(diào)節(jié)控制。如果點火失敗則關(guān)閉沼氣調(diào)節(jié)閥VT和沼氣主閥VAl并報警。自動點火系統(tǒng)可以使操作人員遠離點火現(xiàn)場保證操作人員的安全，保證加熱爐安全運行。燃燒過程異常斷火時如果沼氣壓力和含量在正常范圍且不超過設(shè)定時間，如2分鐘，則系統(tǒng)自動點火。否則關(guān)閉沼氣主閥VAl和沼氣調(diào)節(jié)閥VT，并報警。此外，本發(fā)明在線配置管道沼氣濃度、壓力和熱風(fēng)溫度檢測傳感器配合沼氣燃燒控制沼氣調(diào)節(jié)閥VT，以熱風(fēng)溫度作為 PID主控反饋，輔以沼氣濃度和壓力作為系統(tǒng)前饋，適時修正燃燒沼氣控制閥門開啟比例， 控制熱風(fēng)溫度的相對穩(wěn)定在260士 10°C，確保熱膜包裝的質(zhì)量；有效避免因沼氣燃燒熱風(fēng)溫度波動大而造成熱膜收縮不均勻，進而引發(fā)的包裝質(zhì)量波動。
權(quán)利要求
1.熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)，包括熱膜包裝機和產(chǎn)生并存儲有沼氣的厭氧罐，熱膜包裝機附設(shè)有膜加熱腔，其不同之處是還包括有燃燒腔、點火器(IG)、火焰探測器(FD)、沼氣管、熱風(fēng)管、沼氣主閥(VAl)、沼氣調(diào)節(jié)閥(VT)、沼氣排空閥(VA2)、沼氣壓力傳感器(PI)、 沼氣濃度傳感器(CHIl)、循環(huán)抽風(fēng)機(FAN)、熱風(fēng)溫度傳感器(Tl)和可編程邏輯控制器； 其中燃燒腔上設(shè)有點火口、沼氣入口和熱風(fēng)出口，上述燃燒腔的沼氣入口通過沼氣管與厭氧罐上設(shè)有的沼氣出口相連通，燃燒腔的熱風(fēng)出口則通過熱風(fēng)管與膜加熱腔上設(shè)的熱風(fēng)入口相連通；點火器(IG)位于燃燒腔的點火口處；火焰探測器(FD)與燃燒腔的燃燒火焰位置相對；沼氣主閥(VAl)、沼氣調(diào)節(jié)閥(VT)和沼氣排空閥(VA2)串接在沼氣管上；沼氣壓力傳感器(PI)和沼氣濃度傳感器(CHIl)設(shè)置在沼氣管內(nèi)；循環(huán)抽風(fēng)機(FAN)與熱膜包裝機的膜加熱腔相通；熱風(fēng)溫度傳感器(Tl)置于膜加熱腔內(nèi)；上述沼氣壓力傳感器(PI)、沼氣濃度傳感器(CHIl)、火焰探測器(FD)和熱風(fēng)溫度傳感器(Tl)的輸出端連接至可編程邏輯控制器的模擬量輸入模塊上，沼氣主閥(VAl)、沼氣調(diào)節(jié)閥(VT)、沼氣排空閥(VA2)、點火器 (IG)和循環(huán)抽風(fēng)機(FAN)則連接在可編程邏輯控制器的模擬量輸出端上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)，其特征在于可編程邏輯控制器上還接有報警器(HL)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)，其特征在于所述火焰探測器 (FD)為紫外火焰探測器(FD)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)，其特征在于 熱膜包裝機的出風(fēng)口處還設(shè)有可燃氣體傳感器(CHI2)，該可燃氣體傳感器(CHI2)的輸出端與可編程邏輯控制器的模擬量輸入模塊相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)，其特征在于 熱膜包裝機的外部操作位處還設(shè)有一氧化碳傳感器(COIl)，該一氧化碳傳感器(COIl)的輸出端與可編程邏輯控制器的模擬量輸入模塊相連。
6.熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)的運行控制方法，其特征是包括如下步驟①可編程邏輯控制器發(fā)出控制信號啟動與膜加熱腔相通的循環(huán)抽風(fēng)機(FAN)，當(dāng)循環(huán)抽風(fēng)機(FAN)達到設(shè)定的運行時間后，啟動沼氣管管道沼氣壓力檢測和沼氣濃度檢測；②沼氣壓力傳感器(PI)將燃燒腔與厭氧罐之間的沼氣管內(nèi)的沼氣壓力值返回至可編程邏輯控制器，當(dāng)可編程邏輯控制器判定返回的沼氣壓力值滿足啟動條件時，發(fā)出控制信號作為打開沼氣管上沼氣主閥(VAl)的條件之一；③沼氣濃度傳感器(CHIl)將燃燒腔與厭氧罐之間的沼氣管內(nèi)的沼氣濃度值返回至可編程邏輯控制器，當(dāng)可編程邏輯控制器判定返回的沼氣濃度值不滿足設(shè)定的點火條件時， 打開沼氣管上的沼氣排空閥(VA2)排空、直至沼氣濃度傳感器(CHIl)檢測沼氣濃度值滿足設(shè)定的點火條件時，發(fā)出控制信號，如果沼氣壓力條件也滿足時則打開沼氣管上的沼氣主閥(VAl)和控制沼氣調(diào)節(jié)閥(VT)開度，并發(fā)出控制信號啟動點火器(IG)為燃燒腔點火，否則等待；④燃燒腔內(nèi)的沼氣燃燒所產(chǎn)生的熱風(fēng)通過燃燒器與熱膜包裝機之間的熱風(fēng)管送入熱膜包裝機的膜加熱腔供熱膜包裝所用；⑤燃燒腔內(nèi)的沼氣在設(shè)定的燃燒時間內(nèi)，火焰探測器(FD)實時檢測燃燒腔內(nèi)沼氣燃燒的火焰狀態(tài)，并將其檢測結(jié)果返回至可編程邏輯控制器，當(dāng)火焰探測器(FD)在設(shè)定時間內(nèi)未檢測到有火焰時，可編程邏輯控制器發(fā)出控制信號關(guān)閉沼氣管上的沼氣主閥(VAl)和沼氣調(diào)節(jié)閥(VT)，等待重新點火；當(dāng)火焰探測器(FD)檢測到有火焰時，可編程邏輯控制器發(fā)出控制信號啟動熱風(fēng)溫度檢測和控制溫控回路工作；⑥熱風(fēng)溫度傳感器(Tl)將熱膜包裝機內(nèi)的熱風(fēng)溫度值返回至可編程邏輯控制器，當(dāng)返回的熱風(fēng)溫度值在一定時間內(nèi)穩(wěn)定在設(shè)定的熱風(fēng)溫度內(nèi)時，熱膜包裝機開始包裝；否則， 可編程邏輯控制器發(fā)出控制信號控制沼氣管上的沼氣調(diào)節(jié)閥(VT)減小或加大開度，調(diào)整高濃度沼氣供給量進行控溫。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)的運行控制方法，其特征在于 還包括現(xiàn)場熱膜機外循環(huán)抽風(fēng)機(FAN)出口可燃氣體檢測步驟，即可燃氣體傳感器(CHI2) 將熱膜包裝機內(nèi)的可燃氣體濃度值返回值可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器判定該可燃氣體濃度值超過警戒值時，發(fā)出控制信號關(guān)閉沼氣主閥(VAl)和沼氣調(diào)節(jié)閥(VT)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)的運行控制方法，其特征在于 還包括現(xiàn)場操作位一氧化碳檢測步驟，即一氧化碳傳感器(COIl)將熱膜包裝機附近操作崗位處的一氧化碳濃度值返回值可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器判定該一氧化碳濃度值超過警戒值時，發(fā)出控制信號關(guān)閉沼氣主閥(VAl)和沼氣調(diào)節(jié)閥(VT)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種熱膜沼氣熱風(fēng)利用控制系統(tǒng)及其運行控制方法，其主要由熱膜包裝機、產(chǎn)生并存儲有沼氣的厭氧罐、沼氣管、熱風(fēng)管、燃燒腔、點火器、火焰探測器、沼氣主閥、沼氣調(diào)節(jié)閥、沼氣調(diào)節(jié)閥、沼氣壓力傳感器、沼氣濃度傳感器、循環(huán)抽風(fēng)機、熱風(fēng)溫度傳感器和可編程邏輯控制器組成。本發(fā)明能夠有效利用啤酒生產(chǎn)過程排放的高營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)污水厭氧處理后產(chǎn)生大量的沼氣，并將該沼氣燃燒后產(chǎn)生熱風(fēng)來取代傳統(tǒng)啤酒熱膜包裝中的高耗能電加熱熱風(fēng)系統(tǒng)，從而能夠利用現(xiàn)有資源、降低能耗、減少生產(chǎn)成本。
文檔編號B65B53/06GK102295085SQ201110137058
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者戴志遠, 朱志恒, 蒙健 申請人:燕京啤酒(桂林漓泉)股份有限公司