Казарян Э.В., Али Н.В.

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ СОЛНЕЧНО-БИОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ

Казарян Э. В., Али Н. В., Государственный инженерный университет Армении, Ереван, Армения

Совместное использование комбинированных солнечно-биогазовых установок и методов аккумулирования тепловой энергии, как показал опыт многих стран, способствует решению проблем электро- и теплоснабжения населения, а также защиты окружающей среды.
Несмотря на то, что в этой сфере выполнено много исследований и разработок, еще имеется ряд задач в области специальных датчиков аппаратурного обеспечения и информационно-измерительных комплексов биогазовых установок. Решение этих задач позволит реализовать оптимальный технологический процесс производства биогаза, снизить затраты на изготовление солнечно-биогазовых установок, на топлива для поддержания требуемого температурного режима солнечно-биогазовой установки, повысить ее технико-экономические показатели, обеспечить высокие показатели безопасности и надежности.
Для достижения этих показателей необходимо осуществлять непрерывный контроль текущих параметров и их своевременную корректировку.
Основными параметрами солнечно-биогазовой установки, от которых зависит ее производительность, надежность и безопасность эксплуатации, являются:
• оптимальный диапазон температуры биомассы в реакторе;
• оптимальная влажность биомассы;
• направление, период и частота вращения механической мешалки;
• давление газа в биореакторе.
Блок-схема информационно-измерительной системы установки для выработки биогаза и расположение датчиков приведены на рисунке.

Рисунок. Блок-схема информационно-измерительной системы: 1 — биореактор; 2 — электромагнитный затвор отводной трубы биогаза; 3 — электродвигатель; 4 — датчик давления; 5 — датчики температуры (ЭДТ); 6 — датчик влажности; 7, 8, 9 — преобразователи сигналов (соответственно давления, температуры и влажности); 10 — устройство для формирования программы управления (УФПУ) режимом биогазовой установки; 11 — комбинированный нагреватель; 12 — биомасса

Информационно-измерительная система содержит датчик давления 4, датчики температуры 5, датчик влажности 6, установленные в биореакторе 1, и преобразователи сигналов 7, 8, 9 соответствующих датчиков ИСС биореактора биогазовой установки.
Датчики температуры устанавливаются на разных уровнях биореактора по его высоте, а их входы соединены с входами компараторов устройства формирования программы управления 10 (УФПУ).
Датчики температуры 5 устанавливаются на разных уровнях биореактора 1 по его высоте.
В преобразователях сигналов датчика давления 4, датчика температуры 5 и влажности 6 для последующего их использования применены преобразователи на основе АЦП и компараторы 7, 8, 9. На входы соответствующих компараторов поданы опорные сигналы U_опi (i — номер соответствующего датчика), требуемые по технологическому режиму: значения средней температуры, влажности и давления, а на другие входы — текущие сигналы с выходов соответствующего датчика.
При наличии разности между соответствующим опорным сигналом U_опi и сигналом U_дi одного из датчиков 5, 7, 8 и 9, установленных в биореакторе 1, УФПУ 10 подает команду на включение источника питания нагревателя биомассы и электродвигателя 3 механической мешалки. При превышении давления газа подается сигнал на открытие электромагнитного затвора 2 отводной трубы биогаза, срабатывает электромагнитный затвор отводной трубы, и газ поступает в накопитель.
В установке использован комбинированный нагреватель 11. В летние месяцы используется солнечный коллектор, а в зимние — некоторая часть выработанного биогаза.
При равенстве выходных сигналов всех датчиков соответствующим опорным сигналам U_опiУФПУ цепи питания двигателя мешалки и нагревателя биомассы отключены.
Основными требованиями, предъявляемыми к датчикам биогазовой установки, являются отсутствие коммутационных узлов, малое потребление энергии (не более 0,9 Вт), инертность материалов, используемых при изготовлении датчиков. Для измерения текущих значений температуры и давления в данной работе использованы электролитические датчики температуры и давления. В качестве информационного параметра датчика температуры используется зависимость электропроводности раствора (водный раствор йодистого калия KJ) от температуры.
Выбор такого датчика обусловлен малым потреблением энергии (менее 0,9 Вт), высокой чувствительностью к изменению температуры (1%/°С) и безопасностью при эксплуатации. При возможной разгерметизации и утечке раствора электролита из датчика состав биомассы не претерпевает качественных изменений, так как в нем содержатся компоненты калия и йода.

INFORMATION MANAGEMENT AND CONTROL SYSTEM FOR MANAGING THE OPERATION SOLAR/BIOGAS INSTALLATION

Kazarian E. W., Ali N. W., State Engineering University of Armenia, Yerevan, Armenia

The paper describes the information management and control system which includes the pressure, temperature and moisture content controls, installed in a bioreactor, and relevant signal converters. The ADZ-based converters and comparators are provided for the subsequent interpretation of measured signals.

Главная страница

Сведения об авторе

Казарян Эрнест Вагенович, д. т. н. проф., электротехнический факультет, Государственный инженерный университет Армении, ул. Терян 105, Ереван, 375009, Армения. Тел. (3741) 58-04-87, факс (3741) 58-12-11. E-mail: erkazariandogyahoo.com

Последние изменения внесены 24.04.07