一种大型秸秆沼气工程的半干式搅拌设备运行系统和时序的制作方法

1.本发明涉及沼气工程技术领域，具体而言，特别是涉及一种大型秸秆沼气工程的半干式搅拌设备运行系统和时序。


背景技术：

2.在沼气工程运行过程中，物料搅拌是影响厌氧发酵系统发酵的重要因素，通过搅拌系统进行厌氧罐内物料进行混合，使罐内物质和传热过程均匀稳定，提高厌氧发酵效率。尤其是在以秸秆等纤维类生物质废弃物为原料的沼气工程中，由于秸秆类物料比重低，疏水性强，搅拌系统扮演着更加重要的作用。与此同时，搅拌系统又是沼气工程中的电耗的主要部分之一，传统搅拌系统的运行方式单一导致能耗高，如何优化搅拌系统的运行方式，实现搅拌效果和节约能耗之间的平衡，是沼气工程稳定高效运行的核心要素之一。
3.鉴于此，提供了一种大型秸秆沼气工程的半干式搅拌设备运行系统和时序解决上述问题。


技术实现要素：

4.为了解决传统搅拌系统的运行方式单一导致能耗高的技术问题，本发明提供了一种大型秸秆沼气工程的半干式搅拌设备运行系统和时序。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.作为本发明的一个方面，提供了一种大型秸秆沼气工程的半干式搅拌设备运行系统，包括控制装置、驱动装置和搅拌机组，所述搅拌机组设置有至少1台搅拌机，所述搅拌机为顶入式机械搅拌机，所述搅拌机组包括一个内圈搅拌机组和多个外圈搅拌机组，所述内圈搅拌机的搅拌部设置在罐体的中心区域，所述外圈搅拌机组的搅拌部设置所述中心区域与罐体内侧边之间，所述控制装置通过驱动装置控制搅拌机组的运行状态，所述控制装置设置有控制系统的运行时序。
7.优选的，每个外圈搅拌机组包括1台搅拌机，所述内圈搅拌机组包括1～3台搅拌机；所述外圈搅拌机组的数量为七个，分别为第一搅拌机组、第二搅拌机组、第三搅拌机组、第四搅拌机组、第五搅拌机组、第六搅拌机组和第七搅拌机组，所述第一搅拌机组至第七搅拌机组依次按顺时针方向排列，所述内圈搅拌机组为第八搅拌机组。
8.作为本发明的另一个方面，提供了一种大型秸秆沼气工程的半干式搅拌设备运行时序，包括日间进料阶段和夜间非进料阶段，所述日间进料阶段设置有循环重复的日间运行周期，所述夜间非进料阶段分别设置有循环重复的夜间运行周期，所述日间运行周期和夜间运行周期分别设置有多个批次，每个批次用于启动多个搅拌机组运行预定时间，搅拌机组轮流间歇启停；
9.夜间运行周期启动搅拌机组的总数量小于日间运行周期启动搅拌机组的总数量。
10.进一步的，所述日间运行周期的时长为2小时，所述日间运行周期包括：
11.d1批次，控制第一搅拌机组、第二搅拌机组、第三搅拌机组和第八搅拌机组同时运
行15分钟，然后进入d2次；
12.d2批次，控制第一搅拌机组、第二搅拌机组、第三搅拌机组和第八搅拌机组同时运行15分钟，然后进入d3批次；
13.d3批次，控制第二搅拌机组、第三搅拌机组、第四搅拌机组和第八搅拌机组同时运行15分钟，然后进入d4批次；
14.d4批次，控制第二搅拌机组、第三搅拌机组、第四搅拌机组和第八搅拌机组同时运行15分钟，然后进入d5批次；
15.d5批次，第三搅拌机组、第四搅拌机组、第五搅拌机组和第八搅拌机组同时运行15分钟，然后进入d6批次；
16.d6批次，控制第三搅拌机组、第四搅拌机组、第五搅拌机组和第八搅拌机组同时运行15分钟，然后进入d7批次；
17.d7批次，控制第一搅拌机组、第五搅拌机组、第六搅拌机组和第七搅拌机组同时运行15分钟，然后进入d8批次；
18.d8批次，控制第一搅拌机组、第五搅拌机组、第六搅拌机组和第七搅拌机组同时运行15分钟。
19.进一步的，所述夜间运行周期的时长为2小时，所述夜间运行周期包括：
20.n1批次，控制第五搅拌机组、第六搅拌机组和第七搅拌机组同时运行15分钟，然后进入n2批次；
21.第n2批次，控制第五搅拌机组、第六搅拌机组和第七搅拌机组同时运行15分钟，然后进入n3批次；
22.n3批次，控制第六搅拌机组、第七搅拌机组和第八搅拌机组同时运行15分钟，然后进入n4批次；
23.n4批次，控制第一搅拌机组、第六搅拌机组、第七搅拌机组同时运行15分钟，然后进入n5批次；
24.n5批次，控制第一搅拌机组、第六搅拌机组、第七搅拌机组同时运行15分钟，然后进入n6批次；
25.n6批次，控制第一搅拌机组、第二搅拌机组和第七搅拌机组同时运行15分钟，然后进入n7批次；
26.n7批次，控制第二搅拌机组、第三搅拌机组、第四搅拌机组和第八搅拌机组同时运行15分钟，然后进入n8批次；
27.n8批次，控制第四搅拌机组、第五搅拌机组和第六搅拌机组同时运行15分钟。
28.进一步的，所述日间运行周期的时长包括进料时长1.5小时和停止进料时长0.5小时。
29.实施本发明实施例带来的有益效果是：
30.在日间进料队段和夜间非进料阶段采用不同的搅拌时序方式，启动不同数量和位置的搅拌机，进料时加大搅拌力度，与进料时序匹配，实现对进罐的新鲜物料的快速充分混合和打散，防止其在罐内局部堆积，罐内无浮渣和结壳现象，提高了发酵效率。在夜间运行的搅拌机数量占总体搅拌机数量的50％以下，可有效节省电耗，实现上述搅拌效果和节约能耗之间的平衡，解决了传统搅拌系统的运行方式单一导致能耗高的技术问题。
附图说明
31.图1为本发明实施例提供的罐体内搅拌机组布置图；
32.图2为本发明实施例提供的日间运行周期示意图；
33.图3为本发明实施例提供的日间进料阶段搅拌机组运行状态图；
34.图4为本发明实施例提供的夜间运行周期示意图；
35.图5为本发明实施例提供的夜间非进料阶段搅拌机组运行状态图。
36.图中：第一搅拌机组1；第二搅拌机组2；第三搅拌机组3；第四搅拌机组4；第五搅拌机组5；第六搅拌机组6；第七搅拌机组7；第八搅拌机组8；罐体10。
具体实施方式
37.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
38.半干式厌氧发酵工艺的主要特点是罐内发酵浓度高，采用多点顶入式机械搅拌机，实现对罐内物料的混合搅拌。搅拌机的运行时序对于提升厌氧罐内搅拌效果和发酵效率，降低系统整体能耗至关重要。半干式厌氧发酵罐一般采用6～12台顶入式机械搅拌机(每座罐)。
39.一种大型秸秆沼气工程的半干式搅拌设备运行系统，包括控制装置、驱动装置和搅拌机组，控制装置通过驱动装置控制搅拌机组的运行状态，控制装置设置有控制系统的运行时序。
40.参阅图1，半干式厌氧发酵罐的罐体10内设置有搅拌机组，搅拌机组包括第一搅拌机组1、第二搅拌机组2、第三搅拌机组3、第四搅拌机组4、第五搅拌机组5、第六搅拌机组6、第七搅拌机组7和第八搅拌机组8，每个搅拌机组包括1台或以上数量的顶入式机械搅拌机。
41.搅拌机组包括一个内圈搅拌机组和多个外圈搅拌机组，内圈搅拌机的搅拌部设置在罐体10的中心区域，外圈搅拌机组的搅拌部设置所述中心区域与罐体10内侧边之间，每个外圈搅拌机组包括1台搅拌机。
42.拌机均匀布置在罐顶平面上，外圈搅拌机组布置数量为5～9台搅拌机(每座罐)，内圈搅拌机组布置数量1～3台搅拌机(每座罐)。
43.位于外圈的为第一搅拌机组1至第七搅拌机组7，第一搅拌机组1至第七搅拌机组7以顺时针顺序依次排列，位于内圈的为第八搅拌机组8。
44.参阅图2至图5，本发明提供了一种大型秸秆沼气工程的半干式搅拌设备运行时序，包括日间进料阶段和夜间非进料阶段，日间进料阶段设置有循环重复的日间运行周期，夜间非进料阶段分别设置有循环重复的夜间运行周期，日间运行周期和夜间运行周期分别设置有多个批次，每个批次用于启动多个搅拌机组运行预定时间，搅拌机组轮流间歇启停，一般以相邻的3～4组为一队列，每一队列按照罐顶平面图顺时针顺序轮流启停。
45.进料时进料口附近的搅拌机组运行，图中设置有阴影部分的为处于运行状态的搅拌机组，夜间运行周期启动搅拌机组的总数量小于日间运行周期启动搅拌机组的总数量。
46.在日间进料阶段，每个日间运行周期共包括八个批次：
47.d1批次，第一搅拌机组1、第二搅拌机组2、第三搅拌机组3和第八搅拌机组8同时运
行15分钟，然后进入d2批次；
48.d2批次，第一搅拌机组1、第二搅拌机组2、第三搅拌机组3和第八搅拌机组8同时运行15分钟，然后进入d3批次；
49.d3批次，第二搅拌机组2、第三搅拌机组3、第四搅拌机组4和第八搅拌机组8同时运行15分钟，然后进入d4批次；
50.d4批次，第二搅拌机组2、第三搅拌机组3、第四搅拌机组4和第八搅拌机组8同时运行15分钟，然后进入d5批次；
51.d5批次，第三搅拌机组3、第四搅拌机组4、第五搅拌机组5和第八搅拌机组8同时运行15分钟，然后进入d6批次；
52.d6批次，控制第三搅拌机组3、第四搅拌机组4、第五搅拌机组5和第八搅拌机组8同时运行15分钟，然后进入d7批次；
53.d7批次，控制第一搅拌机组1、第五搅拌机组5、第六搅拌机组6和第七搅拌机组7同时运行15分钟，然后进入d8批次；
54.d8批次，控制第一搅拌机组1、第五搅拌机组5、第六搅拌机组6和第七搅拌机组7同时运行15分钟；
55.d1批次至d8批次运行完成共需2小时，为一个完整的日间运行周期，搅拌机组的时序与进料时序匹配，其中进料时1.5小时，停止进料时0.5小时。一个日间运行周期结束后，即运行完d8批次后，从d1批次开始进入循环。
56.在夜间非进料阶段，每个夜间运行周期共包括八个批次：
57.n1批次，控制第五搅拌机组5、第六搅拌机组6和第七搅拌机组7同时运行15分钟，然后进入n2批次；
58.n2批次，控制第五搅拌机组5、第六搅拌机组6和第七搅拌机组7同时运行15分钟，然后进入n3批次；
59.n3批次，控制第六搅拌机组6、第七搅拌机组7和第八搅拌机组8同时运行15分钟，然后进入n4批次；
60.n4批次，控制第一搅拌机组1、第六搅拌机组6、第七搅拌机组7同时运行15分钟，然后进入n5批次；
61.n5批次，控制第一搅拌机组1、第六搅拌机组6、第七搅拌机组7同时运行15分钟，然后进入n6批次；
62.n6批次，控制第一搅拌机组1、第二搅拌机组2和第七搅拌机组7同时运行15分钟，然后进入n7批次；
63.n7批次，控制第二搅拌机组2、第三搅拌机组3、第四搅拌机组4和第八搅拌机组8同时运行15分钟，然后进入n8批次；
64.n8批次，控制第四搅拌机组4、第五搅拌机组5和第六搅拌机组6同时运行15分钟；
65.n1批次至n8批次运行完成共需2小时，为一个完整的夜间运行周期。一个运行周期结束后，重复该夜间运行周期运行方式，即运行完n8批次后，从n1批次开始进入循环。
66.在日间进料阶段和夜间非进料阶段采用不同的搅拌时序方式，启动不同数量和位置的搅拌机，进料时加大搅拌力度，与进料时序匹配，实现对进罐的新鲜物料的快速充分混合和打散，防止其在罐内局部堆积，罐内无浮渣和结壳现象，提高了发酵效率。在夜间运行
的搅拌机数量占总体搅拌机数量的50％以下，可有效节省电耗，实现上述搅拌效果和节约能耗之间的平衡，解决了传统搅拌系统的运行方式单一导致能耗高的技术问题。
67.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。