沼气增温与控制系统的设计与仿真

【摘要】：冬季北方寒冷地区温度偏低,难以满足大中型沼气厌氧发酵系统对于温度的要求。为了解决该问题,针对天津地区某奶牛场沼气工程,设计了一套回收发电机余热并辅助电加热为发酵罐体供热的沼气增温控制系统,且实验确定最佳控制温度为35℃。在该系统中,罐体内部均匀布置竖直型循环加热管路,从而使料液温度分布更加均匀,热响应更加迅速,6 d左右即可将发酵罐内发酵料液提升到所需最佳温度;另外,采用罐内部温度及循环水流量的反馈调节,使料液的温度波动维持在±1℃范围内,解决了在冬季由于温度过低而导致沼气产气率偏低、甚至停滞的问题;同时,采用MATLAB软件对基于F-PID及传统PID的温度控制系统进行了仿真。对比结果表明,F-PID控制器较传统PID控制器超调量减小3℃,响应时间缩短60%,表明F-PID系统具有更高的效率、稳定性及实用价值。 【作者单位】： 天津城建大学能源与安全工程学院;
【关键词】： 沼气 发电余热 F-PID控制与仿真 增温系统
【基金】：天津市科技支撑计划项目(13ZCZDNC01400) 国家自然科学基金资助项目(51506141)
【分类号】：S216.4
【正文快照】： 近年来,我国沼气事业取得了迅速的发展,沼气作为一种清洁能源,以其安全、无污染、可再生等优点备受人们青睐。相比于化石能源来说,沼气工程有着更广阔的发展前景和明显的经济、社会、环境效益。各国均在大力研究与开发沼气的厌氧发酵技术,尤其是大中型沼气发酵系统[1-3]。对于

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