摘要：淀粉生产中产生的污水经过处理后产出沼气，通过仪表简单控制系统实现沼气输送锅炉燃烧，实现沼气回收利用工程。分析了仪表元件实现自动控制的多样性，描述了仪表自控系统在在生产中的广泛应用。本项目的实施可以更好的利用资源，避免了资源的浪费，降低了安全隐患。
关键词：沼气 简单控制系统 回收利用 自动控制
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）12-0111-01
淀粉生产中产生的污水，经过处理后会产生大量沼气。如何合理的利用污水产生的沼气，不仅对环境产生影响，还会带来重大的经济效益。
1、污水处理中沼气的产生
污水处理是指为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程。
污水处理工段处理污水主要用IC反应器，IC反应器为内循环厌氧反应器。它把多级处理技术、流化床技术、污泥颗粒化技术、内循环技术集合在同一个厌氧反应器内，厌氧颗粒污泥将废水中的COD（化学需氧量）转化为沼气该反应器中含有上下两个UASB反应室（污水处理设备），下部分负荷高，上部分负荷低，靠产生的沼气驱动气流上升，形成内部循环。沼气从IC反应器顶部输出。
2、沼气的存储控压
通过厌氧菌的分解作用，去除大部分的有机物产生的沼气经过脱硫塔脱硫后，经过简单控制系统的自动控制后输送至锅炉燃烧使用。其间为了控制沼气输送的压力就需要添置存储设备，对沼气进行存储控压。
存储沼气所用的设备是双膜储气柜。双膜生物储气柜主要由底膜、内膜、外膜、恒压控制柜、安全保护器及一些控制设备和辅助材料组成。底膜、内膜、外膜共同形成两个空间。内膜空间作为储气空间储存各种气体，外膜与内膜夹层的空间作为调压空间。当储存的气体增加时内膜曲张，控制设备排出外膜的调压空气腾出一定的容量。当内膜储存的气体较少时控制设备向调压层注入空气，平衡柜内的压强，稳定外膜刚度。储气柜与管道相连，与管道内压力压力相同，根据工艺要求，必须先填充满储气柜，压力达到要求后方可往锅炉输送。
3、火炬燃烧系统
火炬系统是用来处理化工厂无法回收和再加工的可燃和可燃有毒气体特殊燃烧设施，是保证工厂安全生产、减少环境污染的一项重要措施。
火炬系统设置了PLC自动点火、现场手动点火两种点火措施，以确保点火的安全可靠。火炬系统有分析仪对沼气气体成分进行在线监测，当测得甲烷含量超过燃烧所需测定值时，当启动点火器，自动点火，进行沼气燃烧。无沼气释放时，燃烧自然停止。
火炬燃烧系统，是当锅炉工艺不能回收沼气燃烧或输送系统出现其他问题时的沼气处理方案。沼气燃烧产生二氧化碳和水排放至空气中。
4、简单控制系统实现沼气回收中的应用（见图1）
（1）沼气回收工程中主要的仪表自动控制元件为压力变送器与压力开关。通过压力变送器与压力开关的输出信号使沼气存储柜，火炬燃烧和罗茨风机合理的结合控制起来，实现沼气回收利用的自动运行。
压力变送器主要由测压元件传感器（也称作压力传感器）、测量电路和过程连接件三部分组成。它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4～20mADC等）， 以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。当压力信号作用于传感器时，压力传感器将压力信号转换成电信号，经差分放大和输出放大器放大，最后经V/A电压电流转换成与被测介质压力成线性对应关系的4-20mA标准电流输出信号。
仪表自动控制中，实现变频自动控制的信号为4-20mA，故管道中输送沼气压力的变化通过测量变换为电流信号输出，输出的电流信号的大小变化即可自动进行变频器的调节。
压力开关采用高精度、高稳定性能的压力传感器和变送电路，再经专用 CPU模块化信号处理技术，实现对介质压力信号的检测、显示、报警和控制信号输出。它输出开关量信号，控制火炬与罗茨风机的启停。
此次设计中：通过测量元件压力变送器获得控制信号，进行罗茨风机的变频控制；另装有压力开关，当管道压力超标时，压力开关动作，进行输出信号，控制开关阀动作，使沼气输送至火炬燃烧系统，进行沼气燃烧。
（2）具体设计如下：1）根据工艺所提条件，在阻火器之后，储气罐之前管道上设压力变送器，检测管道内介质压力，结果传到罗茨风机变频控制柜，对风机转速进行控制。2）在阻火器之后储气罐之前官道上设压力开关，当管道压力超过设定压力时，联锁打开电动开关阀。3）在罗茨风机之后管道上设压力开关，当管道压力达到设定动作压力时，联锁关停罗茨风机。4）在火炬管道上设电动开关阀，根据控制信号进行开启和切断。5）在罗茨风机前后管上分别设压力表，检测管道内介质压力并现场指示。
5、应急设施
为避免仪表自动控制仪器因出现意外情况无法实现控制，故添加了应急设备，防止意外发生。
IC反应塔上装有安全阀，当自动系统失控，无法使用时，安全阀将跳启，紧急对大气放空。
输气管道接入锅炉风机管道，在进入锅炉管道前安装阻火器，避免意外事故的发生。锅炉燃烧前安装阀门，由锅炉工艺决定是否使用沼气投入锅炉进行燃烧使用。当锅炉关闭阀门时，管道内沼气压力至设定压力时会自动启动阀门使沼气进入燃烧火炬进行燃烧。
