沼氣燃燒發(fā)電是隨著沼氣綜合利用的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的一項(xiàng)沼氣利用技術(shù)，是集環(huán)保和節(jié)能于一體的能源綜合利用新技術(shù)，它利用工業(yè)、農(nóng)業(yè)或城鎮(zhèn)生活中的大量有機(jī)廢棄物（例如：酒糟液、禽畜糞、城市垃圾和污水等）經(jīng)厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣，驅(qū)動(dòng)沼氣發(fā)電機(jī)組發(fā)電，并可充分利用發(fā)電機(jī)組的余熱用于沼氣生產(chǎn)，使綜合熱效率達(dá)80%左右，大大高于一般 30～40% 的發(fā)電效率，用戶的經(jīng)濟(jì)效益顯著。
　　沼氣發(fā)電中采用以和利時(shí)公司LK系列可編程控制器（PLC）為主的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，冗余熱備CPU配置，大大提高了沼氣發(fā)電運(yùn)行過程的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，同時(shí)使系統(tǒng)維護(hù)更加方便快捷，該系統(tǒng)已在北京某沼氣發(fā)電項(xiàng)目應(yīng)用，至今運(yùn)行情況良好，得到了用戶的好評。
1、工藝流程介紹
　　垃圾填埋沼氣發(fā)電系統(tǒng)分為收集系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)四大部分。

圖1 沼氣發(fā)電工藝流程圖
　　收集系統(tǒng)由井管、井頭、管網(wǎng)及冷凝水收集器等組成。
　　抽氣系統(tǒng)采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)真空抽氣將填埋氣以負(fù)壓狀態(tài)由集氣井中抽出。其抽氣量可由閥門加以調(diào)控，抽氣壓力由羅茨鼓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)，以獲得穩(wěn)定的產(chǎn)氣量。
　　凈化系統(tǒng)包括冷凝水分離器及塵埃過濾器等，前者主要是去除沼氣中的水份，后者則主要去除沼氣中粒狀污染物，以避免其進(jìn)入發(fā)電系統(tǒng)中造成發(fā)電機(jī)的磨損。初步凈化后的氣體引至加壓風(fēng)機(jī)，壓力提升后進(jìn)入后冷卻器，經(jīng)過凝聚過濾器的進(jìn)一步過濾，過濾后的氣體再經(jīng)過兩個(gè)過濾器分兩路進(jìn)入燃?xì)鈾C(jī)輸出電能。
　　發(fā)電系統(tǒng)將發(fā)出的電能送至電網(wǎng)。
2、自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　沼氣發(fā)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對沼氣處理系統(tǒng)和沼氣發(fā)電系統(tǒng)過程的工藝參數(shù)、電氣參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、控制、聯(lián)鎖和報(bào)警以及報(bào)表打印，通過使用一系列通訊鏈，完成整個(gè)工藝流程所必需的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通訊、順序控制、時(shí)間控制、回路調(diào)節(jié)及上位監(jiān)視和管理等功能。

圖2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)示意圖
　　整個(gè)系統(tǒng)由1個(gè)中央控制室、2個(gè)現(xiàn)場PLC控制站（設(shè)于沼氣處理系統(tǒng)、沼氣發(fā)電系統(tǒng)）組成。現(xiàn)場PLC控制站，由HOLLiAS LK系列可編程序控制器（PLC）系統(tǒng)及檢測儀表組成，對沼氣發(fā)電各過程進(jìn)行分散控制;再由中央控制室上位機(jī)實(shí)行集中監(jiān)控管理。中央控制室上位機(jī)與PLC控制站之間的數(shù)據(jù)通訊采用高速的、實(shí)時(shí)的工業(yè)以太網(wǎng)，通訊速率為100Mbps，傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線。
　　現(xiàn)場的PLC控制站為雙機(jī)熱備冗余，PLC采集現(xiàn)場信號，然后通過工業(yè)以太網(wǎng)與控制監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，控制方式采用“全開放全分布”方式。
　　控制系統(tǒng)分為三級管理，包括管理級（中心控制室）、控制級（PLC控制站）及現(xiàn)場級。
3、系統(tǒng)功能
　　·顯示功能
　　具有多窗口的PID圖、報(bào)警畫面、趨勢圖、指導(dǎo)畫面、控制畫面、參數(shù)修改畫面、故障診斷畫面、動(dòng)態(tài)畫面等各種監(jiān)視畫面。
　　·安全功能
　　分別設(shè)定操作員和系統(tǒng)員的進(jìn)入口令。在運(yùn)行環(huán)境下，屏蔽Windows所有熱鍵，從而鎖定系統(tǒng)自由進(jìn)出。系統(tǒng)上電后自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行狀態(tài)。
　　·歷史數(shù)據(jù)管理
　　對所有采集數(shù)據(jù)任意設(shè)定存取間隙和存取方式。
　　·打印報(bào)表
　　按用戶定義的報(bào)表格式進(jìn)行定時(shí)、報(bào)警和隨機(jī)打印。
　　·事件記錄
　　事件和內(nèi)部時(shí)鐘可按時(shí)間順序區(qū)分和管理，并可及時(shí)顯示和打印。
　　·數(shù)據(jù)庫接口與數(shù)據(jù)通訊
　　具備開放性的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可接受任何任務(wù)的訪問并與其交換數(shù)據(jù)。系統(tǒng)具備復(fù)制和分發(fā)功能，將信息分送給其它的通用數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序，同時(shí)支持SQL、ODBC或OLE DB的應(yīng)用程序。所有數(shù)據(jù)可用符號代表，如：VALVE、MOTOR等，需要時(shí)可對變量的每次改變進(jìn)行監(jiān)視和處理。
　　·控制操作功能
　　可按組態(tài)通過鼠標(biāo)指定畫面上的對象進(jìn)行開關(guān)或增減操作。回路響應(yīng)時(shí)間不大于2秒。
　　控制系統(tǒng)采用程控、遠(yuǎn)控、就地控制相結(jié)合的方式，對于電動(dòng)門、氣動(dòng)門、泵、風(fēng)機(jī)等控制對象除了在控制室進(jìn)行遠(yuǎn)方控制外，保留就地操作手段。
　　對于程序控制系統(tǒng)具有自動(dòng)、半自動(dòng)、步操、鍵操及就地手操五種操作方式。在手動(dòng)方式下，操作員啟停電動(dòng)機(jī)、開關(guān)閥門及其它設(shè)備時(shí)，LCD畫面提供操作指導(dǎo)。
　　現(xiàn)場設(shè)備故障，影響程控前進(jìn)時(shí)，在滿足相關(guān)約束下，運(yùn)行人員干預(yù)可進(jìn)行跳步操作。
　　設(shè)備處于就地操作方式時(shí)，上位機(jī)操作無效。