專利名稱：污泥熱干化干料倉安全控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種污水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種污泥熱干化干料倉安全控制系統(tǒng)，用于儲存污泥熱干化干料倉庫的安全控制，
背景技術(shù)：
在濕污泥的后續(xù)處置過程中，通常會以減量化、無害化和資源化為目的，通過熱干化處理將80%含水率的濕污泥干化為含水率20%甚至5%以下的干顆粒。將污泥干顆粒產(chǎn)品儲存于干料倉，是濕污泥干化生產(chǎn)線的最后一個環(huán)節(jié)。含水率過低的干顆粒粉塵濃度高，在存儲過程中易出現(xiàn)悶燃的現(xiàn)象，同時亦存在爆炸的安全隱患，如果處理不當(dāng)則會造成更大的安全事故和財產(chǎn)損失。針對這一問題，現(xiàn)有儲存污泥干顆粒的干料倉一般都采取了一些安全措施，如安排專人看守，設(shè)置通風(fēng)透氣設(shè)施和防火器材等。但這些現(xiàn)有技術(shù)措施大都較為簡單，安全保障和可靠性難以保障。隨著污水處理的力度不加大，需要倉儲的污泥熱干化干料的量越來越大，干料倉的安全保障也越來越急迫，因此，特別需要提出一種結(jié)構(gòu)完善，性能可靠，操作便捷，自動化程度高的干料倉安全控制系統(tǒng)，以有效保障干料倉的安全，同時也保障城市環(huán)境的安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提出一種污泥熱干化干料倉安全控制系統(tǒng)及控制方法，為本系統(tǒng)通過在干料倉中設(shè)置一氧化碳、氧氣、溫度、壓力等在線儀表，實時監(jiān)控干料倉內(nèi)的物料和環(huán)境狀態(tài)，通過補充氮氣、調(diào)節(jié)壓力等措施，保持倉內(nèi)的惰性和微正壓環(huán)境，消除爆炸條件，并對悶燃現(xiàn)象做出預(yù)判和預(yù)警，形成一套完整的安全控制系統(tǒng)，從而避免因悶燃和粉塵爆炸導(dǎo)致的事故發(fā)生。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的污泥熱干化干料倉安全控制系統(tǒng)，其特征是設(shè)有在線儀表組，該在線儀表組包括在線溫度傳感器、在線壓力變送器、在線氧含量探頭、在線一氧化碳檢測探頭、測量干料倉內(nèi)的料位高度的導(dǎo)波雷達(dá)料位計和在線料位開關(guān)，該儀表組設(shè)置在干料倉的上部或頂部能進(jìn)行有效檢測的位置，每種儀表根據(jù)干料倉的容積大小，設(shè)置一個或多個，其中溫度傳感器均勻分布在干料倉側(cè)壁，每個探頭高度相隔5米，可根據(jù)用戶需求和干料倉大小加減溫度傳感器個數(shù)；設(shè)有PLC控制單元，該控制單元設(shè)有在線儀表組檢測數(shù)據(jù)的處理電路模塊，控制單元通過設(shè)置的輸入電路模塊與所述儀表組的每個在線儀表進(jìn)行接收信號和控制連接；在干料倉內(nèi)還設(shè)有控制調(diào)節(jié)執(zhí)行部件與氮氣源連通的向干料倉內(nèi)注入氮氣的氮氣管路和自控閥門；所述PLC通過設(shè)置的輸出電路模塊與該控制調(diào)節(jié)執(zhí)行部件進(jìn)行控制連接；另外設(shè)有聲光報警器，該報警器與PLC控制器進(jìn)行控制連接。所述PLC控制系統(tǒng)通過無線數(shù)傳送裝置與設(shè)置的上位計算機控制器進(jìn)行無線信號和控制連接。利用上述安全控制系進(jìn)行控制的方法，其特征是包括以下控制和操作
I)微正壓惰性環(huán)境控制往干料倉內(nèi)部注入惰性氣體氮氣代替空氣，從而降低氧化劑氧氣的含量，并且保持干料倉內(nèi)與倉外呈微正壓，以達(dá)到抑制爆炸的目的；具體步驟是(I)在PLC控制單元里設(shè)置氧含量高限值8%，干料倉內(nèi)壓力低限值0. 5mbar ；(2) PLC控制單元從所述壓力變送器獲取干料倉內(nèi)的氣壓信號，從含氧量探頭獲取干料倉內(nèi)含氧量信號，當(dāng)滿足以下三個條件之一時，PLC控制單元啟動二級報警信號，并且控制氮氣管路上自控閥門啟動，向干料倉內(nèi)注入氮氣，通過PID控制算法調(diào)節(jié)閥門開度，當(dāng)不滿足所有三個條件時，關(guān)閉自控閥門，停止注氮(a)氧含量高于高限設(shè)定值；(b)干料倉內(nèi)壓力低于低限設(shè)定值，即負(fù)壓；(c)干料倉卸料過程中；(3)當(dāng)關(guān)門注氮自控閥門后，返回步驟(2);2)悶燃預(yù)警控制檢測干料倉悶燃發(fā)生條件，進(jìn)行悶燃預(yù)警，包括以下步驟(I)在PLC控制器中設(shè)置一氧化碳含量高限值2000ppm、每分鐘一氧化碳含量的升高高限值300ppm、干料倉內(nèi)溫度高限值55°C ；(2) PLC控制單元從所述一氧化碳檢測探頭獲取干料倉內(nèi)一氧化碳含量信號，從每個溫度傳感器獲取溫度信號，當(dāng)一氧化碳含量超過報警高限值或每分鐘的升高值超過報警高限值，或任何一個溫度傳感器數(shù)值超過報警高限值，PLC啟動一級報警信號。(3)當(dāng)報警條件消除后返回步驟(2);3)料位控制進(jìn)行干料倉內(nèi)的料位的控制，防止過高，包括以下步驟(I)在PLC控制器中設(shè)置料位高限值80% ；(2) PLC控制單元從導(dǎo)波雷達(dá)料位計和料位開關(guān)獲取料位信號，當(dāng)料位信號指示料位高度超過料位高限值或已觸碰到料位開關(guān)時，PLC啟動三級報警信號；(3)當(dāng)報警條件消除后返回步驟⑵；4)報警操作上述三個級別的報警信號對應(yīng)的報警操作也劃分為三個等級，根據(jù)級別高低采取不同的應(yīng)對措施(I) 一級報警存在悶燃危險；強制系統(tǒng)緊急停機，并立即補充氮氣；同時聲光報警通知現(xiàn)場工作人員立即采取卸空干料倉及滅火措施；觸發(fā)條件一氧化碳含量、一氧化碳每分鐘增量、溫度傳感器任一參數(shù)超過報警值上限；(2) 二級報警存在較大安全隱患，強制系統(tǒng)按順序停機，并補充氮氣；觸發(fā)條件:氧含量、料位計任何一個參數(shù)超過報警值上限；(3)三級報警生產(chǎn)過程參數(shù)報警，不影響系統(tǒng)正常運行，僅作為工藝參數(shù)調(diào)整提示；觸發(fā)條件干料倉壓力變送器高限報警、料位計低限報警。本發(fā)明的優(yōu)點1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完善，監(jiān)測數(shù)據(jù)完備，監(jiān)控準(zhǔn)確可靠；2、自動化程度高，操作簡便，運行成本低；3、適于遠(yuǎn)程監(jiān)控，便于納入廠區(qū)整體監(jiān)控管理。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明產(chǎn)品的外形并不受此圖限制，僅外形改變也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例參照圖，污泥熱干化干料倉安全控制系統(tǒng)，其特征是設(shè)有在線儀表組1，該在線儀表組包括在線溫度傳感器、在線壓力變送器、在線氧含量探頭、在線一氧化碳檢測探頭、測量干料倉內(nèi)的料位高度的導(dǎo)波雷達(dá)料位計和在線料位開關(guān)，該儀表組設(shè)置在干料倉的上部或頂部能進(jìn)行有效檢測的位置，其中溫度傳感器設(shè)置有4個，均勻分布在干料倉側(cè)壁，每個探頭高度相隔5米，可根據(jù)用戶需求和干料倉大小加減溫度傳感器個數(shù)；設(shè)有PLC控制單元2，該控制單元設(shè)有在線儀表組檢測數(shù)據(jù)的處理電路模塊，控制單元通過設(shè)置的輸入電路模塊與所述儀表組的每個在線儀表進(jìn)行接收信號和控制連接；在干料倉內(nèi)還設(shè)有控制調(diào)節(jié)執(zhí)行部件3 :與氮氣源連通的向干料倉內(nèi)注入氮氣的氮氣管路和自控閥門；所述PLC通過設(shè)置的輸出電路模塊與該控制調(diào)節(jié)執(zhí)行部件進(jìn)行控制連接；另外設(shè)有聲光報警器21，該報警器與PLC控制器進(jìn)行控制連接。所述PLC控制系統(tǒng)通過無線數(shù)傳送裝置4與設(shè)置的上位計算機控制器5進(jìn)行無線信號和控制連接。利用上述安全控制系統(tǒng)進(jìn)行安全控制的方法I)微正壓惰性環(huán)境控制往干料倉內(nèi)部注入惰性氣體氮氣代替空氣，從而降低氧化劑氧氣的含量，并且保持干料倉內(nèi)與倉外呈微正壓，以達(dá)到抑制爆炸的目的；具體步驟是(I)在PLC控制單元里設(shè)置氧含量高限值8%，干料倉內(nèi)壓力低限值0. 5mbar ；(2)PLC控制單元從所述壓力變送器獲取干料倉內(nèi)的氣壓信號，從含氧量探頭獲取干料倉內(nèi)含氧量信號，當(dāng)滿足以下三個條件之一時，PLC控制單元啟動二級報警信號，并且控制氮氣管路上自控閥門啟動，向干料倉內(nèi)注入氮氣，通過PID控制算法調(diào)節(jié)閥門開度，當(dāng)不滿足所有三個條件時，關(guān)閉自控閥門，停止注氮(a)氧含量高于高限設(shè)定值；(b)干料倉內(nèi)壓力低于低限設(shè)定值，即負(fù)壓；(C)干料倉卸料過程中；(3)當(dāng)關(guān)門注氮自控閥門后，返回步驟(2);2)悶燃預(yù)警控制檢測干料倉悶燃發(fā)生條件，進(jìn)行悶燃預(yù)警，包括以下步驟(I)在PLC控制器中設(shè)置一氧化碳含量高限值2000ppm、每分鐘一氧化碳含量的升高高限值300ppm、干料倉內(nèi)溫度高限值_55°C ；(2) PLC控制單元從所述一氧化碳檢測探頭獲取干料倉內(nèi)一氧化碳含量信號，從每個溫度傳感器獲取溫度信號，當(dāng)一氧化碳含量超過報警高限值或每分鐘的升高值超過報警高限值，或任何一個溫度傳感器數(shù)值超過報警高限值，PLC啟動一級報警信號。(3)當(dāng)報警條件消除后返回步驟⑵；3)料位控制進(jìn)行干料倉內(nèi)的料位的控制，防止過高，包括以下步驟(I)在PLC控制器中設(shè)置料位高限值80% ；(2) PLC控制單元從導(dǎo)波雷達(dá)料位計和料位開關(guān)獲取料位信號，當(dāng)料位信號指示料位高度超過料位高限值或已觸碰到料位開關(guān)時，PLC啟動三級報警信號；(3)當(dāng)報警條件消除后返回步驟⑵；4)報警操作上述三個級別的報警信號對應(yīng)的報警操作也劃分為三個等級，根據(jù)級別高低采取不同的應(yīng)對措施(I) 一級報警存在悶燃危險；強制系統(tǒng)緊急停機，并立即補充氮氣；同時聲光報警通知現(xiàn)場工作人員立即采取卸空干料倉及滅火措施；觸發(fā)條件一氧化碳含量、一氧化碳每分鐘增量、溫度傳感器任一參數(shù)超過報警值上限；(2) 二級報警存在較大安全隱患，強制系統(tǒng)按順序停機，并補充氮氣；觸發(fā)條件:氧含量、料位計任何一個參數(shù)超過報警值上限；(3)三級報警生產(chǎn)過程參數(shù)報警，不影響系統(tǒng)正常運行，僅作為工藝參數(shù)調(diào)整提示；觸發(fā)條件干料倉壓力變送器高限報警、料位計低限報警。本實施例使用上述方法運行了半年的時間，運行過程中發(fā)生三級報警一次，人為設(shè)置條件后發(fā)生二級報警一次，一級報警一次，準(zhǔn)確率達(dá)100%。最后應(yīng)說明的是對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述原理的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這些變化或變動仍處于本專利的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種污泥熱干化干料倉安全控制系統(tǒng)，其特征是設(shè)有在線儀表組(I)，該在線儀表組包括在線溫度傳感器、在線壓力變送器、在線氧含量探頭、在線一氧化碳檢測探頭、測量干料倉內(nèi)的料位高度的導(dǎo)波雷達(dá)料位計和在線料位開關(guān)，該儀表組設(shè)置在干料倉的上部或頂部能進(jìn)行有效檢測的位置，每種儀表根據(jù)干料倉的容積大小，設(shè)置一個或多個，其中溫度傳感器均勻分布在干料倉側(cè)壁，每個探頭高度相隔5米，可根據(jù)用戶需求和干料倉大小加減溫度傳感器個數(shù)；設(shè)有PLC控制單元(2)，該控制單元設(shè)有在線儀表組檢測數(shù)據(jù)的處理電路模塊，控制單元通過設(shè)置的輸入電路模塊與所述儀表組的每個在線儀表進(jìn)行接收信號和控制連接；在干料倉內(nèi)還設(shè)有控制調(diào)節(jié)執(zhí)行部件(3):與氮氣源連通的向干料倉內(nèi)注入氮氣的氮氣管路和自控閥門；所述PLC通過設(shè)置的輸出電路模塊與該控制調(diào)節(jié)執(zhí)行部件進(jìn)行控制連接；另外設(shè)有聲光報警器(21)，該報警器與PLC控制器進(jìn)行控制連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全控制系統(tǒng)，其特征是所述PLC控制系統(tǒng)通過無線數(shù)傳送裝置(4)與設(shè)置的上位計算機控制器(5)進(jìn)行無線信號和控制連接。
3.利用權(quán)利要求1或2所述的安全控制系統(tǒng)進(jìn)行安全控制的方法，其特征是包括以下控制和操作1)微正壓惰性環(huán)境控制往干料倉內(nèi)部注入惰性氣體氮氣代替空氣，從而降低氧化劑氧氣的含量，并且保持干料倉內(nèi)與倉外呈微正壓，以達(dá)到抑制爆炸的目的；具體步驟是(1)在PLC控制單元里設(shè)置氧含量高限值8%，干料倉內(nèi)壓力低限值0.5mbar ；(2)PLC控制單元從所述壓力變送器獲取干料倉內(nèi)的氣壓信號，從含氧量探頭獲取干料倉內(nèi)含氧量信號，當(dāng)滿足以下三個條件之一時，PLC控制單元啟動二級報警信號，并且控制氮氣管路上自控閥門啟動，向干料倉內(nèi)注入氮氣，通過PID控制算法調(diào)節(jié)閥門開度，當(dāng)不滿足所有三個條件時，關(guān)閉自控閥門，停止注氮(a)氧含量高于高限設(shè)定值；(b)干料倉內(nèi)壓力低于低限設(shè)定值，即負(fù)壓；(C)干料倉卸料過程中；(3)當(dāng)關(guān)門注氮自控閥門后，返回步驟(2);2)悶燃預(yù)警控制檢測干料倉悶燃發(fā)生條件，進(jìn)行悶燃預(yù)警，包括以下步驟(1)在PLC控制器中設(shè)置一氧化碳含量高限值2000ppm、每分鐘一氧化碳含量的升高高限值300ppm、干料倉內(nèi)溫度高限值55°C ；(2)PLC控制單元從所述一氧化碳檢測探頭獲取干料倉內(nèi)一氧化碳含量信號，從每個溫度傳感器獲取溫度信號，當(dāng)一氧化碳含量超過報警高限值或每分鐘的升高值超過報警高限值，或任何一個溫度傳感器數(shù)值超過報警高限值，PLC啟動一級報警信號。(3)當(dāng)報警條件消除后返回步驟(2);3)料位控制進(jìn)行干料倉內(nèi)的料位的控制，防止過高，包括以下步驟(1)在PLC控制器中設(shè)置料位高限值80%；(2)PLC控制單元從導(dǎo)波雷達(dá)料位計和料位開關(guān)獲取料位信號，當(dāng)料位信號指示料位高度超過料位高限值或已觸碰到料位開關(guān)時，PLC啟動三級報警信號；(3)當(dāng)報警條件消除后返回步驟(2);4)報警操作上述三個級別的報警信號對應(yīng)的報警操作也劃分為三個等級，根據(jù)級別高低采取不同的應(yīng)對措施(1)一級報警存在悶燃危險；強制系統(tǒng)緊急停機，并立即補充氮氣；同時聲光報警通知現(xiàn)場工作人員立即采取卸空干料倉及滅火措施；觸發(fā)條件一氧化碳含量、一氧化碳每分鐘增量、溫度傳感器任一參數(shù)超過報警值上限； (2)二級報警存在較大安全隱患，強制系統(tǒng)按順序停機，并補充氮氣；觸發(fā)條件氧含量、料位計任何一個參數(shù)超過報警值上限；(3)三級報警生產(chǎn)過程參數(shù)報警，不影響系統(tǒng)正常運行，僅作為工藝參數(shù)調(diào)整提示；觸發(fā)條件干料倉壓力變送器高限報警、料位計低限報警。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種污泥熱干化干料倉安全控制系統(tǒng)及控制方法，該系統(tǒng)設(shè)有在線儀表組，包括在線溫度傳感器、在線壓力變送器、在線氧含量探頭、在線一氧化碳檢測探頭、測量干料倉內(nèi)的料位高度的導(dǎo)波雷達(dá)料位計和在線料位開關(guān)；在干料倉內(nèi)還設(shè)有氮氣管路和自控閥門；設(shè)有PLC控制單元和上位計算機控制器；控制方法1)微正壓惰性環(huán)境控制；2)悶燃預(yù)警控制；3)料位控制；4)報警操作。本發(fā)明適用于污泥干料倉的安全控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完善，監(jiān)測數(shù)據(jù)完備，監(jiān)控準(zhǔn)確可靠；自動化程度高，操作簡便，運行成本低；適于遠(yuǎn)程監(jiān)控，便于納入廠區(qū)整體監(jiān)控管理。
文檔編號G05B19/418GK103034184SQ20121046800
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者張榮兵, 陸學(xué)興, 程慶, 李童 申請人:北京百氏源環(huán)保技術(shù)有限公司