本发明属于固体物料处理处置领域,更具体地,涉及一种智能化物料干化系统。
背景技术:
据《全球及中国污泥处理处置行业发展研究报告(2018)》显示,2017-2018年,全球主要经济体污泥产量:美国约3800万吨,欧盟约4400万吨,中国约5500万吨。仅三大经济体累计污泥产量1.37亿吨,市场容量已达到1470亿元左右,污泥处理处置需求形势严峻,行业市场前景广阔。
截至2017年底,中国城镇(设市城市、县,不含其它建制镇)污泥年产量5484万吨,2018年中国污泥总产量为5665万吨,预计未来3年年复合增长率为4%左右,到2020年中国污泥总产量将达到6177万吨。污泥处理处置运营市场占比51%,工程市场占比49%。从区域治理需求角度考虑,目前北京、新疆、青海、西藏等省份已处于相对饱和状态或治理需求较小;黑龙江、内蒙古等省份处于需求相对较小区间,但仍存在一定的投资空间;广东、浙江、吉林等省份处于污泥处理处置需求远大于实际处理能力的区间,投资市场被看好。
因污泥地域不同,经济发展水平不同,污泥处理处置补贴也不同,补贴跨度大,与地方相关部门协商的弹性较大。经统计,大部分市政污泥处理处置补贴设定在200元-400元/吨之间。以均价300元/吨计,2017年中国污泥处理处置行业市场规模为589亿元,2018年中国污泥处理处置行业市场规模为608亿元,预计未来3年年复合增长率为4%左右,到2020年中国污泥总产量将达到6177万吨,市场规模将达到662亿元。
目前国外污泥的主要处理方式主要是卫生填埋、土地利用、建材利用和焚烧技术。根据本国的国情对污泥处置的方法各有不同的侧重点。土地利用是美、英、德等国对污泥处理的主要方式。日本和韩国土地面积较小,主要采用焚烧和热干化技术。欧洲各国所采用的污泥处置方法差别很大,主要以填埋和农用为主。
中国污泥处理处置相关技术及工程推进比较晚,虽经过了一段发展时期,但相对日本、欧美等发达国家,仍存在相关法律、法规配套不到位,工程经验不足等问题,尤其是污泥处理处置的核心技术较为匮乏,实际工程实施时对国内基本情况考虑不足,甚至是直接照搬国外技术。以上等等因素,都大大制约了我国污泥处理处置事业的推进进度。
数据显示,目前我国污泥处理方式主要以卫生填埋、焚烧、土地利用、建材利用为主。其中,截止2018年底,卫生填埋占比仍高于50%。根据目前的环保事业发展规划,预计2020年,四类污泥处理处置技术路线的实际应用情况将变为:卫生填埋34%、焚烧25%、土地利用21%、建材利用20%。可以看出,在近期及今后一段时间内,我国污泥处理处置方式仍以卫生填埋为主,但焚烧、土地利用是未来的推进方向。
考虑到我国城镇污水处理企业处置能力不足、处置手段落后,大量污泥没有得到规范化的处理,直接卫生填埋,有造成“二次污染”的隐患,对生态环境产生严重威胁。同时也考虑到建材利用的出路越来越狭窄,建材利用的成本高、扬尘污染难以控制等因素,卫生填埋、建材利用不作为未来污泥处理处置的推荐方式。
综上,中国未来的污泥处理处置技术将以污泥干化 土地利用、污泥干化 焚烧为重点。
污泥土地利用,要求不得使用化学药剂对污泥进行改性,以免污染土壤;污泥焚烧,要求污泥含有尽量高的有机质,以确保有充分的热值用于燃烧。这就决定了必须使用物理的、自然的方式对污泥进行干化,保有其有机质,同时不改变其化学特性。常规的物理自然干化方式,主要有污泥薄层干化、污泥低温带式干化、以及污泥太阳能干化,本发明以污泥太阳能干化为例进行说明。
污泥太阳能自然干化是一种绝对的环境友好型污泥干化技术,但污泥的自动连续均匀布料进料困难、自动摊铺干化困难、自动出料与卸料困难、自动并高效的温湿度平衡控制困难、全流程智能化无人值守运行困难等问题,成为制约污泥太阳能干化技术大规模推广应用的主要制约因素。
因此,特别需要一种智能化物料干化系统能够解决以上问题,实现污泥干化处理的高度自动化、智能化、高度节能化。
技术实现要素:
本发明的目的是提出一种能够实现污泥干化处理的高度自动化、智能化、高度节能化的智能化物料干化系统。
为了实现上述目的,本发明提供了一种智能化物料干化系统,包括:多个干化工作台,所述多个干化工作台平行设置;污泥脱水装置,所述污泥脱水装置设于所述干化工作台的开始端,用于对污泥进行脱水;湿泥进料机,所述湿泥进料机承接所述污泥脱水装置脱水后的污泥,将所述脱水后的污泥沿多个干化工作台的排布方向布置成条剁型污泥;多个推抛机,每个推抛机沿一个干化工作台的长度方向往复行走,用于在所述干化工作台上摊铺、翻抛及干化污泥;出泥机,所述出泥机承接干化的污泥,并将所述干化的污泥输送至干泥料仓;信息采集模块,所述信息采集模块分别与所述湿泥进料机、推抛机、出泥机连接,用于采集所述湿泥进料机、推抛机和出泥机的运行状态,以及所述干化工作台上泥层的高程位置信息;中央控制器,所述中央控制器分别与所述污泥脱水装置、湿泥进料机、推抛机、出泥机和信息采集模块连接,基于所述信息采集模块采集的运行状态和高程位置信息,调整所述湿泥进料机、推抛机、出泥机的运行状态。
优选的,所述污泥脱水装置安装于所述干化工作台开始端的二层位置;所述湿泥进料机安装于所述干化工作台开始端一层位置与二层位置之间的悬空处。
优选的,所述出泥机包括水平出泥机和倾斜出泥机,所述水平出泥机和倾斜出泥机均设置在所述干化工作台的末端,所述倾斜出泥机分别与所述水平出泥机和所述干泥料仓连接。
优选的,所述干化工作台开始端一层位置与二层位置之间的悬空处沿多个干化工作台的排布方向设有轨道,所述湿泥进料机在所述轨道上往复行走,将所述脱水后的污泥沿多个干化工作台的排布方向布置成条剁型污泥;所述推抛机将所述条剁型污泥在所述干化工作台上进行摊铺、翻抛、干化,并将干化的污泥推动至所述水平出泥机。
优选的,所述信息采集模块包括:推抛机电磁式诱导传感器、湿泥进料机电磁式诱导传感器、水平出泥机电磁式诱导传感器和倾斜出泥机电磁式诱导传感器;所述推抛机电磁式诱导传感器采集所述推抛机驱动电机的转速,并将所述转速发送至所述中央控制器,以供所述中央控制器基于所述转速获取所述推抛机的第一行走速度,比较所述第一行走速度与第一预设速度,根据比较结果调整所述推抛机驱动电机的转速,控制所述推抛机以第一预设速度行走;所述湿泥进料机电磁式诱导传感器采集湿泥进料机皮带的驱动电机的转速,并将转速发送至中央控制器,以供所述中央控制器基于转速获取湿泥进料机的第一输送速度,比较所述第一输送速度与第二预设速度,根据比较结果调整所述湿泥进料机皮带的驱动电机的转速,控制所述湿泥进料机皮带以第二预设速度运行;所述水平出泥机电磁式诱导传感器采集所述水平出泥机驱动电机的转速,并将所述转速发送至所述中央控制器,以供所述中央控制器基于所述转速获取所述水平出泥机的第二输送速度,比较所述第二输送速度与第三预设速度,根据比较结果调整所述水平出泥机驱动电机的调整转速,控制所述水平出泥机以第三预设速度运行;所述倾斜出泥机电磁式诱导传感器采集所述倾斜出泥机驱动电机的转速,并将所述转速发送至所述中央控制器,以供所述中央控制器基于所述转速获取所述倾斜出泥机的第三输送速度,比较所述第三输送速度与第四预设速度,根据比较结果调整所述倾斜出泥机驱动电机的调整转速,控制所述倾斜出泥机以第四预设速度运行。
优选的,所述信息采集模块还包括:接触式位置传感器,所述接触式位置传感器安装于所述湿泥进料机行走的轨道两侧,所述接触式位置传感器在所述湿泥进料机经过时,发送接触信号至所述中央控制器;中央控制器基于接收的触发信号,判断所述湿泥进料机是否行走到极限位置,当所述湿泥进料机行走到极限位置时,发送反方向行走信号至所述湿泥进料机,控制所述湿泥进料机向反方向行走;中央控制器基于接收的触发信号,计算所述湿泥进料机的第二行走速度,比较所述第二行走速度与第五预设速度,根据比较结果调整所述湿泥进料机行走驱动电机的转速,控制所述湿泥进料机以第五预设速度沿轨道行走。
优选的,所述信息采集模块还包括:多个超声波泥位计,每个超声波泥位计安装于一个干化工作台的上方,用于采集泥层的高程位置信息,并将所述泥层的高程位置信息发送至所述中央控制器,以供所述中央控制器基于所述泥层的高程位置信息确定泥层的厚度,基于所述泥层的厚度确定与所述厚度对应的转速信息,并发送所述转速调整信息至所述推抛机,控制所述推抛机以与厚度对应的速度行走。
优选的,所述信息采集模块还包括:防尘防爆料位计,所述防尘防爆料位计安装于干泥料仓,所述防尘防爆料位计在所述干泥料仓干泥到达满仓料位后,发送满仓信号至所述中央控制器,以供所述中央控制器收到满仓信号后,发送开仓信号至所述干泥料仓,控制所述干泥料仓开仓。
优选的,所述多个干化工作台设于室内,所述智能化物料干化系统还包括:多个内循环风机,每个内循环风机安装于一个干化工作台的中间位置,且位于一层位置上方的悬空位置;外循环风机,所述外循环风机安装于室外区域,通过外循环风管道连通至干化工作台开始端;辅助热泵,所述辅助热泵安装于室外区域,通过循环供热管道将热媒介质通入室内。
优选的,所述信息采集模块还包括:室内温湿度传感器、室外温湿度传感器;所述室内温湿度传感器和室外温湿度传感器分别采集室内温度信息、室内湿度信息、室外温度信息和室外湿度信息,所述中央控制器基于所述室内温度信息、室内湿度信息、室外温度信息和室外湿度信息,采用闭环控制算法,调整所述内循环风机的转动频率、所述外循环风机的转动频率及所述辅助热泵的功率,以控制室内温度在温度预设范围内及室内湿度在湿度预设范围内。
本发明的有益效果在于:本发明的智能化物料干化系统整体可实现污泥从脱水到干化,再到干泥卸料至运输车的全过程智能化、自动化、无人值守连续运转,且具有高效、绿色、节能的特性。
本发明的智能化物料干化系统通过推抛机电磁式诱导式传感器、超声波泥位计,实现推抛机对污泥摊铺、推移、翻抛的速度自动化调控,进而实现干化区泥层厚度自动化调整控制,提高污泥干化效率。
本发明的智能化物料干化系统通过引入内循环风机、外循环风几、辅助热泵及室内外温湿度传感器和辐射传感器组合形成污泥太阳能干化温湿度环境动态平衡智能化调控系统,提高能源利用效率。
本发明具有其它的特性和优点,这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的,或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述,这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中,在本发明示例性实施方式中,相同的附图标记通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的的智能化物料干化系统的侧视图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的的智能化物料干化系统的俯视图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的的智能化物料干化系统的电气自控系统接线原理图。
附图标记说明:
1、污泥脱水装置;2、湿泥进料机;3、推抛机;4、水平出泥机;5、倾斜出泥机;6、干泥料仓;7、内循环风机;8、外循环风机;9、辅助热泵;a、第一门急停开关;b、第二门急停开关;c、第三门急停开关;d、第四门急停开关;e、第五门急停开关;f、第一进料机急停开关;g、第二进料机急停开关;h、推抛机第一急停箱;i、推抛机第二急停箱;o1、总配电柜;o2、中央控制器;1-(1)、污泥脱水系统状态;2-(1)、湿泥进料机电磁式诱导传感器;2-(2)、接触式位置传感器;3-(1)、推抛机电磁式诱导传感器;3-(2)、超声波泥位计;4-(1)、水平出泥机电磁式诱导传感器;5-(1)、倾斜出泥机电磁式诱导传感器;6-(1)、防尘防爆料位计;7-(1)、室内温湿度传感器;7-(2)、室外温湿度传感器。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。虽然附图中显示了本发明的优选实施例,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本发明的一种智能化物料干化系统,包括:多个干化工作台,多个干化工作台平行设置;污泥脱水装置,污泥脱水装置设于干化工作台的开始端,用于对污泥进行脱水;湿泥进料机,湿泥进料机承接污泥脱水装置脱水后的污泥,将脱水后的污泥沿多个干化工作台的排布方向布置成条剁型污泥;多个推抛机,每个推抛机沿一个干化工作台的长度方向往复行走,用于在干化工作台上摊铺、翻抛及干化污泥;出泥机,出泥机承接干化的污泥,并将干化的污泥输送至干泥料仓;信息采集模块,信息采集模块分别与湿泥进料机、推抛机、出泥机连接,用于采集湿泥进料机、推抛机和出泥机的运行状态,以及干化工作台上泥层的高程位置信息;中央控制器,中央控制器分别与污泥脱水装置、湿泥进料机、推抛机、出泥机和信息采集模块连接,基于信息采集模块采集的运行状态和高程位置信息,调整湿泥进料机、推抛机、出泥机的运行状态。
具体的,多个干化工作台平行设置,污泥通过泵机传输至污泥脱水装置中,污泥脱水装置对污泥进行脱水,中央控制器输出控制信号至污泥脱水中央控制器,以控制污泥脱水装置的启动或停止;湿泥进料机承接污泥脱水装置脱水后的污泥,将脱水后的污泥沿多个干化工作台的排布方向布置成条剁型污泥;每个推抛机沿一个干化工作台的长度方向往复行走,在干化工作台上摊铺、翻抛及干化污泥;将干化污泥推至出泥机上,出泥机承接干化的污泥,并将干化的污泥输送至干泥料仓;中央控制器负责采集设备系统的运行状态信息及信息采集模块的检测结果信息,对设备系统运行参数进行调整控制。
根据示例性的实施方式,智能化物料干化系统整体可实现污泥从脱水到干化,再到干泥卸料至运输车的全过程智能化、自动化、无人值守连续运转,且具有高效、绿色、节能的特性。
作为优选方案,污泥脱水装置安装于干化工作台开始端的二层位置;湿泥进料机安装于干化工作台开始端一层位置与二层位置之间的悬空处。
作为优选方案,出泥机包括水平出泥机和倾斜出泥机,水平出泥机和倾斜出泥机均设置在干化工作台的末端,倾斜出泥机分别与水平出泥机和干泥料仓连接。
作为优选方案,干化工作台开始端一层位置与二层位置之间的悬空处沿多个干化工作台的排布方向设有轨道,湿泥进料机在轨道上往复行走,将脱水后的污泥沿多个干化工作台的排布方向布置成条剁型污泥;推抛机将条剁型污泥在干化工作台上进行摊铺、翻抛、干化,并将干化的污泥推动至水平出泥机。
具体的,污泥脱水装置安装于干化工作台开始端的二层;湿泥进料机安装于干化工作台开始端二层的下方与一层上方的悬空处,沿工作台宽度方向通长布置悬空的行走轨道,用于湿泥进料机的安装及运行行走,湿泥进料机的行走驱动电机输出轴连接行走轮,行走轮沿着行走轨道行走,行走轮上安装有固定板,固定板上设置皮带,皮带内设有皮带驱动电机的驱动轮,驱动轮的转动带动皮带运行,湿泥进料机的进料口的下部设有条形出口,湿泥进料机承接污泥脱水装置的脱水后的污泥,脱水后的污泥沿着条形出口落在湿泥进料机的皮带上,落在皮带上的污泥随着皮带的传输,一直传输到皮带的末端,从皮带末端掉落至干化工作台上,湿泥进料机沿轨道行走,随着皮带运输的污泥从皮带末端掉落至工作台上,进而实现污泥沿干化工作台宽度方向的连续均匀布料。推抛机沿工作台长度方向循环平移推动行走,推抛机的驱动电机输出轴上设有驱动轮,驱动轮与链条紧密齿合,链条上均匀设有多个推抛机组件,推抛机组件包含均匀设置的齿耙,驱动电机带动驱动轮转动,使得驱动轮带动链条转动,链条带动推抛机行走,进而带动齿耙的运动,实现对物料的摊铺、翻抛、推移,当推抛机行驶至工作台的一端极限位置时再向相反方向运动,实现反复行走平移推动;出泥机包括水平出泥机与倾斜出泥机,水平出泥机为皮带式输送机,倾斜出泥机均为刮板式输送机,都安装在干化工作台末端,水平出泥机与推抛机连接,承接推抛机干化后的污泥,将干化的污泥运输至倾斜出泥机,倾斜出泥机将干化污泥输送至安装于室外的干泥料仓,整体可实现污泥从脱水装置脱水至干泥料仓出料的全流程连续自动化运转。
作为优选方案,信息采集模块包括:推抛机电磁式诱导传感器、湿泥进料机电磁式诱导传感器、水平出泥机电磁式诱导传感器和倾斜出泥机电磁式诱导传感器;推抛机电磁式诱导传感器采集推抛机驱动电机的转速,并将转速发送至中央控制器,以供中央控制器基于转速获取推抛机的第一行走速度,比较第一行走速度与第一预设速度,根据比较结果调整推抛机驱动电机的转速,控制推抛机以第一预设速度行走;湿泥进料机电磁式诱导传感器采集湿泥进料机皮带的驱动电机的转速,并将转速发送至中央控制器,以供中央控制器基于转速获取湿泥进料机的第一输送速度,比较第一输送速度与第二预设速度,根据比较结果调整湿泥进料机皮带的驱动电机的转速,控制湿泥进料机皮带以第二预设速度运行;水平出泥机电磁式诱导传感器采集水平出泥机驱动电机的转速,并将转速发送至中央控制器,以供中央控制器基于转速获取水平出泥机的第二输送速度,比较第二输送速度与第三预设速度,根据比较结果调整水平出泥机驱动电机的转速,控制水平出泥机以第三预设速度运行;倾斜出泥机电磁式诱导传感器采集倾斜出泥机驱动电机的转速,并将转速发送至中央控制器,以供中央控制器基于转速获取倾斜出泥机的第三输送速度,比较第三输送速度与第四预设速度,根据比较结果调整倾斜出泥机驱动电机的转速,控制倾斜出泥机以第四预设速度运行。
具体的,推抛机电磁式诱导传感器设置在推抛机驱动电机输出轴的驱动轮侧面,采集推抛机驱动轮在单位时间内的运转圈数,即为转速,并将转速发送至中央控制器,中央控制器收到推抛机驱动轮转速,驱动轮的直径已知,即周长已知,用转速乘以周长即获得推抛机驱动轮的驱动速度,即推抛机的第一行走速度,中央控制器比较推抛机的第一行走速度与第一预设速度,当推抛机的第一行走速度与第一预设速度不相等时,控制器输出与第一预设速度对应的频率信号至推抛机,进而调整推抛机驱动电机的转速,控制推抛机以第一预设速度行走。
湿泥进料机电磁式诱导传感器设置在湿泥进料机皮带驱动电机输出轴的驱动轮侧面,采集湿泥进料机皮带驱动轮在单位时间内的运转圈数,即为转速,并将转速发送至中央控制器,中央控制器收到湿泥进料机皮带驱动电机转速,驱动轮的直径已知,即周长已知,用转速乘以周长即获得湿泥进料机皮带驱动轮的驱动速度,即湿泥进料机的第一输送速度,亦即湿泥进料机的皮带输送速度、物料输送速度,中央控制器比较湿泥进料机的第一输送速度与第二预设速度,当湿泥进料机的第一输送速度与第二预设速度不相等时,控制器输出与第二预设速度对应的频率信号至湿泥进料机,进而调整湿泥进料机皮带驱动电机的转速,控制湿泥进料机皮带以第二预设速度输送运转。
水平出泥机电磁式诱导传感器设置在水平出泥机皮带驱动电机输出轴的驱动轮侧面,采集水平出泥机驱动轮在单位时间内的运转圈数,即为转速,并将转速发送至中央控制器,中央控制器收到水平出泥机皮带驱动轮转速,驱动轮的直径已知,即周长已知,用转速乘以周长即获得水平出泥机皮带驱动轮的驱动速度,即水平出泥机的第二输送速度,亦即水平出泥机的皮带输送速度、物料输送速度,中央控制器比较水平出泥机的第二输送速度与第三预设速度,当水平出泥机的第二输送运行速度与第三预设速度不相等时,控制器输出与第三预设速度对应的频率信号至水平出泥机,进而调整水平出泥机皮带驱动电机的转速,控制水平出泥机以第三预设速度输送运转。
倾斜出泥机电磁式诱导传感器设置在倾斜出泥机刮板驱动电机输出轴的驱动轮侧面,采集倾斜出泥机驱动轮在单位时间内的运转圈数,即转速,并将转速发送至中央控制器,中央控制器收到倾斜出泥机驱动轮转速,驱动轮的直径已知,即周长已知,用转速乘以周长即获得倾斜出泥机刮板驱动轮的驱动速度,即倾斜出泥机的第三输送速度,亦即倾斜出泥机的刮板输送速度、物料输送速度,中央控制器比较倾斜出泥机的第三输送速度与第四预设速度,当倾斜出泥机的第三输送运行速度与第四预设速度不相等时,控制器输出与第四预设速度对应的频率信号至倾斜出泥机,进而调整倾斜出泥机刮板驱动电机的转速,控制倾斜出泥机以第四预设速度输送运转。
根据示例性的实施方式,推抛机电磁式诱导传感器、湿泥进料机电磁式诱导传感器、水平出泥机电磁式诱导传感器、倾斜出泥机电磁式诱导传感器装在相应设备驱动电机的驱动轮侧面,感应采集信号并上传至中央控制器,以便中央控制器调整相应设备的驱动轮的转速,为相关设备运行速度的自动调控提供依据,实现各相关设备的连续自动化调速运转。
作为优选方案,信息采集模块还包括:接触式位置传感器,接触式位置传感器安装于湿泥进料机行走的轨道两侧,接触式位置传感器在湿泥进料机经过时,发送接触信号至中央控制器;中央控制器基于接收的触发信号,判断湿泥进料机是否行走到极限位置,当湿泥进料机行走到极限位置时,发送反方向行走信号至湿泥进料机,控制湿泥进料机向反方向行走;中央控制器基于接收的触发信号,计算湿泥进料机的第二行走速度,比较第二行走速度与第五预设速度,根据比较结果调整湿泥进料机行走驱动电机的转速,控制湿泥进料机以第五预设速度沿轨道行走。
具体的,湿泥进料机来回往返行走的轨道两侧设置多个接触式位置传感器,当湿泥进料机行走经过时,触发接触式位置传感器发送触发信号至中央控制器,中央控制器接收触发信号后,判断湿泥进料机在生产线宽度方向所处的位置,当达到极限位置时,输出停止信号及反向行驶信号至湿泥进料机,控制湿泥进料机沿轨道反向行走布料;并基于两个触发信号的时间间隔及对应的接触式位置传感器之间的已知距离,计算获得湿泥进料机的第二行走速度,即湿泥进料机整体沿轨道行走移动的速度,中央控制器比较湿泥进料机的第二行走速度与第五预设速度,当湿泥进料机的第二行走速度与第五预设速度不相等时,控制器输出与第五预设速度对应的频率信号至湿泥进料机,进而调整湿泥进料机行走驱动电机的转速,控制湿泥进料机以第五预设速度行走,避免湿泥进料机布料不均匀,或出现湿泥进料机超出极限位置,发生撞墙并在轨道上行进受阻持续打滑。
作为优选方案,信息采集模块还包括:多个超声波泥位计,每个超声波泥位计安装于一个干化工作台的上方,用于采集泥层的高程位置信息,并将泥层的高程位置信息发送至中央控制器,以供中央控制器基于泥层的高程位置信息确定泥层的厚度,基于泥层的厚度确定与厚度对应的转速信息,并发送转速调整信息至推抛机,控制推抛机以与厚度对应的速度行走。
具体的,每个超声波泥位计安装于一个干化工作台的上方,将采集泥层的高程位置信息发送至中央控制器;中央控制器在泥层的高程位置信息与确定泥层的厚度对应关系中,获取与接收泥层的高程位置信息对应的泥层的厚度,再在泥层厚度与推抛机驱动轮转速的关系对应表中,获取基于泥层的厚度确定厚度对应的转速信息,及电机的频率信息并发送转速信息至推抛机,控制推抛机以与厚度对应的速度行走,实现生产线区域内污泥层厚度根据预设值自动化控制运转。
在一个示例中,中央控制器基于泥层的高程位置信息确定泥层的厚度,即泥层的实际厚度,比较泥层的实际厚度与预设厚度,当实际厚度大于预设厚度时,发送加大转速的调整信息至推抛机,控制推抛机以与预设厚度对应的速度行走,直至达到预设厚度,当实际厚度小于预设厚度时,发送减小转速的调整信息至推抛机,控制推抛机以与预设厚度对应的速度行走,直至达到预设厚。
作为优选方案,信息采集模块还包括:防尘防爆料位计,防尘防爆料位计安装于干泥料仓,防尘防爆料位计在干泥料仓干泥到达满仓料位后,发送满仓信号至中央控制器,以供中央控制器收到满仓信号后,发送开仓信号至干泥料仓,控制干泥料仓开仓。
具体的,防尘防爆料位计安装于干泥料仓,当干泥料仓干泥到达满仓料位后,防尘防爆料位计发送满仓信号至中央控制器;中央控制器收到满仓信号后,发送开仓信号至干泥料仓,控制干泥料仓的开仓开关打开仓门卸料。
作为优选方案,多个干化工作台设于室内,智能化物料干化系统还包括:多个内循环风机,每个内循环风机安装于一个干化工作台的中间位置,且位于一层位置上方的悬空位置;外循环风机,外循环风机安装于室外区域,通过外循环风管道连通至干化工作台开始端;辅助热泵,辅助热泵安装于室外区域,通过循环供热管道将热媒介质通入室内。
作为优选方案,信息采集模块还包括:室内温湿度传感器、室外温湿度传感器;室内温湿度传感器和室外温湿度传感器分别采集室内温度信息、室内湿度信息、室外温度信息和室外湿度信息,中央控制器基于室内温度信息、室内湿度信息、室外温度信息和室外湿度信息,采用闭环控制算法,调整内循环风机的转动频率、外循环风机的转动频率及辅助热泵的功率,以控制室内温度在温度预设范围内及室内湿度在湿度预设范围内。
具体的,内循环风机安装于每条生产线的中间一层上方的悬空位置处,增加干化室内污泥层表面空气流速,同时保持室内温度,促进室内污泥干化;外循环风机安装于室外区域,通过外循环风管道与干化生产线的一层室内开始端的空间相连,外循环风机可负压抽吸并外排室内空气,排走室内水份,通过内、外循环风机的风量调控,实现干化室内温度、湿度平衡的调控,保证良好的干化效果。;辅助热泵安装于室外区域,通过循环供热管道将热媒介质通入干化生产线的室内地坪,在干化室内温度过低时,对干化室地坪进行加热,补充干化室内热量,维持干化室内良好的温度平衡。
干化室内温湿度传感器安装于室内,室外温湿度传感器安装于室外并具有良好温度适应性和防雨性能,二者用于检测室内外的实时温度、湿度。辐射强度传感器安装于室外无阴影处,具有良好温度适应性和防雨性能。室内外温湿度传感器及辐射强度传感器共同组成小型气象站系统,收集相关温度、湿度、辐射强度信号并上传至中央控制器,为温室内温度、湿度平衡控制提供自动调控的依据。
内循环风机、外循环风机、辅助热泵等设备与室内外温湿度传感器、辐射强度传感器等仪表与中央控制器,共同组成污泥太阳能干化温/湿度智能调控系统。中央控制器接收温湿度传感器、辐射强度传感器等仪表采集信号后进行综合分析,基于室内温度信息、室内湿度信息、室外温度信息和室外湿度信息,采用pid闭环控制算法,对内、外循环风机的循环风量,以及辅助热泵的启停状态与加热功率进行调控,并将与调整风量对应的调整转动频率发送至内、外循环风机,将加热功率大小发送至辅助热泵,控制室内温度在温度预设范围内及室内湿度在湿度预设范围内。
具体的,中央控制器接收室内温湿度传感器的温度/湿度信号、室外温湿度传感器的温度/湿度信号、以及室外辐射强度传感器的太阳光照强度信号。按如下优先次序级别执行调控操作:(1)当室内湿度达到室内温度条件下的饱和湿度,且室外湿度未达到室外温度条件下饱和湿度时,加大外循环风量,减小内循环风量,提高室内空气的置换速度,以降低室内湿度;(2)室内湿度达到预设室内湿度上限,且室内湿度大于室外湿度时,加大外循环风量,减小内循环风量,提高室内空气的置换速度,以降低室内湿度;(3)室内实际湿度低于预设室内均衡湿度,减小外循环风量,增大内循环风量,降低室内空气的置换速度,以降低室内热能流失;(4)室内实际温度低于预设室内均衡温度时,减小外循环风量,增大内循环风量,降低室内空气的置换速度,以降低室内热能流失;(5)室内实际温度低于预设室内极限温度时,减小外循环风量,增大内循环风量,降低室内空气的置换速度,以降低室内热能流失,同时开启辅助热泵,补充热能;(6)在上一情况之下,根据室外实际温度、室内实际温度、室内预设均衡温度,分析判定并动态调整热泵开启的功率,直至室内实际温度等于室内预设均衡温度(±2.5℃);(7)室内实际温度不高于室外实际温度,且室外辐射强度高于预设均衡辐射强度时,大外循环风量,减小内循环风量,提高室内空气的置换速度;(8)湿度判定条件与温度判定条件冲突时,以湿度判定条件为准。
作为优选方案,智能化物料干化系统还包括:总配电柜,总配电柜负责给污泥脱水装置、湿泥进料机、推抛机、出泥机和信息采集模块的各种传感器供电。
作为优选方案,智能化物料干化系统还包括:第一门急停开关、第二门急停开关、第三门急停开关、第四门急停开关、第五门急停开关、第一进料机急停开关、第二进料机急停开关、推抛机第一急停箱、推抛机第二急停箱。
具体的,门急停开关串联在动力线缆之中,当相应设备状态变更引发急停开关箱开关状态变化时,可立即关停或恢复启动相应设备,达到保护相关设备及操作人员安全的目的。
例如,第一~第五门急停开关分别串联至推抛机1~4的总动力线缆中,操作人员开启任意一扇门进入干化室内,推抛机1~4均停止运行。
推抛机第一急停箱串联至3_推抛机1和2的总动力线缆中,当操作人员在推抛机第一急停箱执行启/停操作时,推抛机1和2均会执行启动/停止。
推抛机第二急停箱串联至3_推抛机3和4的总动力线缆中,当操作人员在推抛机第二急停箱执行启/停操作时,推抛机3和4均会执行启动/停止。
第一~第二进料机急停开关串联在湿泥进料机的动力线缆之中,安装于湿泥进料机行走轨道的两端,当湿泥进料机行走至接近轨道一端尽头还未停止行走时,会触发湿泥进料机急停开关断开,切断湿泥进料机的行走电机供电,达到保护相关设备及操作人员安全的目的。
根据示例性的实施方式,智能化物料干化系统的动力系统充分引入急停控制开关或急停控制箱,充分保证人员及设备的安全。
实施例
图1示出了根据本发明的一个实施例的的智能化物料干化系统的侧视图。图2示出了根据本发明的一个实施例的的智能化物料干化系统的俯视图。图3示出了根据本发明的一个实施例的的智能化物料干化系统的电气自控系统接线原理图。
结合图1、2和3所示,该智能化物料干化系统,包括:多个干化工作台,多个干化工作台平行设置;污泥脱水装置1,污泥脱水装置1设于干化工作台的开始端,用于对污泥进行脱水;湿泥进料机2,湿泥进料机2承接污泥脱水装置1脱水后的污泥,将脱水后的污泥沿多个干化工作台的排布方向布置成条剁型污泥;多个推抛机3,每个推抛机3沿一个干化工作台的长度方向往复行走,用于在干化工作台上摊铺、翻抛及干化污泥;出泥机,出泥机承接干化的污泥,并将干化的污泥输送至干泥料仓6;信息采集模块,信息采集模块分别与湿泥进料机2、推抛机3、出泥机连接,用于采集湿泥进料机2、推抛机3和出泥机的运行状态,以及干化工作台上泥层的高程位置信息;中央控制器q2,中央控制器q2分别与污泥脱水装置1、湿泥进料机2、推抛机3、出泥机和信息采集模块连接,基于信息采集模块采集的运行状态和高程位置信息,调整湿泥进料机2、推抛机3、出泥机的运行状态。
其中,污泥脱水装置1安装于干化工作台开始端的二层位置;湿泥进料机2安装于干化工作台开始端一层位置与二层位置之间的悬空处。
其中,出泥机包括水平出泥机4和倾斜出泥机5,水平出泥机4和倾斜出泥机5均设置在干化工作台的末端,倾斜出泥机5分别与水平出泥机4和干泥料仓6连接。
其中,干化工作台开始端一层位置与二层位置之间的悬空处沿多个干化工作台的排布方向设有轨道,湿泥进料机2在轨道上往复行走,将脱水后的污泥沿多个干化工作台的排布方向布置成条剁型污泥;推抛机3将条剁型污泥在干化工作台上进行摊铺、翻抛、干化,并将干化的污泥推动至水平出泥机4。
其中,信息采集模块包括:推抛机电磁式诱导传感器3-(1)、湿泥进料机电磁式诱导传感器2-(1)、水平出泥机电磁式诱导传感器4-(1)和倾斜出泥机电磁式诱导传感器5-(1);推抛机电磁式诱导传感器3-(1)采集推抛机3驱动电机的转速,并将转速发送至中央控制器q2,以供中央控制器q2基于转速获取推抛机3的第一行走速度,比较第一行走速度与第一预设速度,根据比较结果调整推抛机3驱动电机的转速,控制推抛机3以第一预设速度行走;湿泥进料机电磁式诱导传感器2-(1)采集湿泥进料机2皮带的驱动电机的转速,并将转速发送至中央控制器q2,以供中央控制器q2基于转速获取湿泥进料机2的第一输送速度,比较第一输送速度与第二预设速度,根据比较结果调整湿泥进料机2皮带的驱动电机的转速,控制湿泥进料机2皮带以第二预设速度运行;水平出泥机电磁式诱导传感器4-(1)采集水平出泥机4驱动电机的转速,并将转速发送至中央控制器q2,以供中央控制器q2基于转速获取水平出泥机4的第二输送速度,比较第二输送速度与第三预设速度,根据比较结果调整水平出泥机4驱动电机的调整转速,控制水平出泥机4以第三预设速度运行;倾斜出泥机电磁式诱导传感器5-(1)采集倾斜出泥机5驱动电机的转速,并将转速发送至中央控制器q2,以供中央控制器q2基于转速获取倾斜出泥机5的第三输送速度,比较第三输送速度与第四预设速度,根据比较结果调整倾斜出泥机5驱动电机的调整转速,控制倾斜出泥机5以第四预设速度运行。
其中,信息采集模块还包括:接触式位置传感器2-(2),接触式位置传感器2-(2)安装于湿泥进料机2行走的轨道两侧,接触式位置传感器2-(2)在湿泥进料机2经过时,发送接触信号至中央控制器q2;中央控制器q2基于接收的触发信号,判断湿泥进料机2是否行走到极限位置,当湿泥进料机2是否行走到极限位置时,发送反方向行走信号至湿泥进料机2,控制湿泥进料机2向反方向行走;中央控制器基于接收的触发信号,计算湿泥进料机2的第二行走速度,比较第二行走速度与第五预设速度,根据比较结果调整湿泥进料机2行走驱动电机的转速,控制湿泥进料机2以第五预设速度沿轨道行走。
其中,信息采集模块还包括:多个超声波泥位计3-(2),每个超声波泥位计3-(2)安装于一个干化工作台的上方,用于采集泥层的高程位置信息,并将泥层的高程位置信息发送至中央控制器q2,以供中央控制器q2基于泥层的高程位置信息确定泥层的厚度,基于泥层的厚度确定与厚度对应的转速信息,并发送转速调整信息至推抛机3,控制推抛机3以与厚度对应的速度行走。
其中,信息采集模块还包括:防尘防爆料位计6-(1),防尘防爆料位计6-(1)安装于干泥料仓6,防尘防爆料位计6-(1)在干泥料仓6干泥到达满仓料位后,发送满仓信号至中央控制器q2,以供中央控制器q2收到满仓信号后,发送开仓信号至干泥料仓6,控制干泥料仓6开仓。
其中,多个干化工作台设于室内,智能化物料干化系统还包括:多个内循环风机7,每个内循环风机7安装于一个干化工作台的中间位置,且位于一层位置上方的悬空位置;外循环风机8,外循环风机8安装于室外区域,通过外循环风管道连通至干化工作台开始端;辅助热泵9,辅助热泵9安装于室外区域,通过循环供热管道将热媒介质通入室内。
其中,信息采集模块还包括:室内温湿度传感器7-(1)、室外温湿度传感器7-(2);室内温湿度传感器7-(1)和室外温湿度传感器7-(2)分别采集室内温度信息、室内湿度信息、室外温度信息和室外湿度信息,中央控制器q2基于室内温度信息、室内湿度信息、室外温度信息和室外湿度信息,采用闭环控制算法,调整内循环风机7转动频率、外循环风机8转动频率及辅助热泵9的功率,以控制室内温度在温度预设范围内及室内湿度在湿度预设范围内。
其中,作为优选方案,智能化物料干化系统还包括:总配电柜q1,总配电柜q1负责给污泥脱水装置1、湿泥进料机2、推抛机3、出泥机和信息采集模块的各种传感器供电。
其中,智能化物料干化系统还包括:第一门急停开关a、第二门急停开关b、第三门急停开关c、第四门急停开关d、第五门急停开关e、第一进料机急停开关f、第二进料机急停开关g、推抛机第一急停箱h、推抛机第二急停箱i。
以上已经描述了本发明的实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
1.一种智能化物料干化系统,其特征在于,包括:
多个干化工作台,所述多个干化工作台平行设置;
污泥脱水装置,所述污泥脱水装置设于所述干化工作台的开始端,用于对污泥进行脱水;
湿泥进料机,所述湿泥进料机承接所述污泥脱水装置脱水后的污泥,将所述脱水后的污泥沿多个干化工作台的排布方向布置成条剁型污泥;
多个推抛机,每个推抛机沿一个干化工作台的长度方向往复行走,用于在所述干化工作台上摊铺、翻抛及干化污泥;
出泥机,所述出泥机承接干化的污泥,并将所述干化的污泥输送至干泥料仓;
信息采集模块,所述信息采集模块分别与所述湿泥进料机、推抛机、出泥机连接,用于采集所述湿泥进料机、推抛机和出泥机的运行状态,以及所述干化工作台上泥层的高程位置信息;
中央控制器,所述中央控制器分别与所述污泥脱水装置、湿泥进料机、推抛机、出泥机和信息采集模块连接,基于所述信息采集模块采集的运行状态和高程位置信息,调整所述湿泥进料机、推抛机、出泥机的运行状态。
2.根据权利要求1所述的智能化物料干化系统,其特征在于,所述污泥脱水装置安装于所述干化工作台开始端的二层位置;所述湿泥进料机安装于所述干化工作台开始端一层位置与二层位置之间的悬空处。
3.根据权利要求1所述的智能化物料干化系统,其特征在于,所述出泥机包括水平出泥机和倾斜出泥机,所述水平出泥机和倾斜出泥机均设置在所述干化工作台的末端,所述倾斜出泥机分别与所述水平出泥机和所述干泥料仓连接。
4.根据权利要求2所述的智能化物料干化系统,其特征在于,所述干化工作台开始端一层位置与二层位置之间的悬空处沿多个干化工作台的排布方向设有轨道,所述湿泥进料机在所述轨道上往复行走,将所述脱水后的污泥沿多个干化工作台的排布方向布置成条剁型污泥;所述推抛机将所述条剁型污泥在所述干化工作台上进行摊铺、翻抛、干化,并将干化的污泥推动至所述水平出泥机。
5.根据权利要求4所述的智能化物料干化系统,其特征在于,所述信息采集模块包括:推抛机电磁式诱导传感器、湿泥进料机电磁式诱导传感器、水平出泥机电磁式诱导传感器和倾斜出泥机电磁式诱导传感器;
所述推抛机电磁式诱导传感器采集所述推抛机驱动电机的转速,并将所述转速发送至所述中央控制器,以供所述中央控制器基于所述转速获取所述推抛机的第一行走速度,比较所述第一行走速度与第一预设速度,根据比较结果调整所述推抛机驱动电机的转速,控制所述推抛机以所述第一预设速度行走;
所述湿泥进料机电磁式诱导传感器采集湿泥进料机皮带的驱动电机的转速,并将转速发送至中央控制器,以供所述中央控制器基于转速获取湿泥进料机的第一输送速度,比较所述第一输送速度与第二预设速度,根据比较结果调整所述湿泥进料机皮带的驱动电机的转速,控制所述湿泥进料机皮带以第二预设速度运行;
所述水平出泥机电磁式诱导传感器采集所述水平出泥机驱动电机的转速,并将所述转速发送至所述中央控制器,以供所述中央控制器基于所述转速获取所述水平出泥机的第二输送速度,比较所述第二输送速度与第三预设速度,根据比较结果调整所述水平出泥机驱动电机的调整转速,控制所述水平出泥机以所述第三预设速度运行;
所述倾斜出泥机电磁式诱导传感器采集所述倾斜出泥机驱动电机的转速,并将所述转速发送至所述中央控制器,以供所述中央控制器基于所述转速获取所述倾斜出泥机的第三输送速度,比较所述第三输送速度与第四预设速度,根据比较结果调整所述倾斜出泥机驱动电机的调整转速,控制所述倾斜出泥机以所述第四预设速度运行。
6.根据权利要求5所述的智能化物料干化系统,其特征在于,所述信息采集模块还包括:接触式位置传感器,所述接触式位置传感器安装于所述湿泥进料机行走的轨道两侧,所述接触式位置传感器在所述湿泥进料机经过时,发送接触信号至所述中央控制器;
中央控制器基于接收的触发信号,判断所述湿泥进料机是否行走到极限位置,当所述湿泥进料机行走到极限位置时,发送反方向行走信号至所述湿泥进料机,控制所述湿泥进料机向反方向行走;
所述中央控制器基于接收的触发信号,计算所述湿泥进料机的第二行走速度,比较所述第二行走速度与所述第五预设速度,根据比较结果调整所述湿泥进料机行走驱动电机的转速,控制所述湿泥进料机以所述第五预设速度沿轨道行走。
7.根据权利要求5所述的智能化物料干化系统,其特征在于,所述信息采集模块还包括:多个超声波泥位计,每个超声波泥位计安装于一个干化工作台的上方,用于采集泥层的高程位置信息,并将所述泥层的高程位置信息发送至所述中央控制器,以供所述中央控制器基于所述泥层的高程位置信息确定泥层的厚度,基于所述泥层的厚度确定与所述厚度对应的转速信息,并发送所述转速调整信息至所述推抛机,控制所述推抛机以与厚度对应的速度行走。
8.根据权利要求7所述的智能化物料干化系统,其特征在于,所述信息采集模块还包括:防尘防爆料位计,所述防尘防爆料位计安装于干泥料仓,所述防尘防爆料位计在所述干泥料仓干泥到达满仓料位后,发送满仓信号至所述中央控制器,以供所述中央控制器收到满仓信号后,发送开仓信号至所述干泥料仓,控制所述干泥料仓开仓。
9.根据权利要求1所述的智能化物料干化系统,其特征在于,所述多个干化工作台设于室内,所述智能化物料干化系统还包括:
多个内循环风机,每个内循环风机安装于一个干化工作台的中间位置,且位于一层位置上方的悬空位置;
外循环风机,所述外循环风机安装于室外区域,通过外循环风管道连通至干化工作台开始端;
辅助热泵,所述辅助热泵安装于室外区域,通过循环供热管道将热媒介质通入室内。
10.根据权利要求9所述的智能化物料干化系统,其特征在于,所述信息采集模块还包括:室内温湿度传感器、室外温湿度传感器;
所述室内温湿度传感器和室外温湿度传感器分别采集室内温度信息、室内湿度信息、室外温度信息和室外湿度信息,所述中央控制器基于所述室内温度信息、室内湿度信息、室外温度信息和室外湿度信息,采用闭环控制算法,调整所述内循环风机的转动频率、所述外循环风机的转动频率及所述辅助热泵的功率,以控制室内温度在温度预设范围内及室内湿度在湿度预设范围内。
技术总结