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                            沼氣發電效率提升方案和途徑簡要分析

                            瀏覽次數:1208發布日期:2022-12-08

                            養殖場糞污厭氧消化過程中會產生大量的沼氣,主要氣體組分是:甲烷、二氧化碳,將沼氣進行收集、凈化后送入沼氣發電機組。經防爆電磁閥和調壓閥后進入機組氣缸,由火花塞點火,混合氣體燃燒作功,帶動發電機發電。所發電力經變壓器升壓后并入城市電網,做功后的廢氣經余熱鍋爐回收熱能降溫后排出。

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                            沼氣發電機組,它的兩個主要部件就是發動機和電機。實際運行過程當中,發動機的問題相對來說多一些。主要問題就是:比如不好啟動,轉速不穩,功率加不足,氣門損壞,甚至氣門掉到缸體里,打爛缸體?;钊诨?,甚至炸缸,這些嚴重問題。造成這些問題的主要原因,主要是兩點。一耐腐蝕,二耐負荷。首先我們說耐腐蝕,因為沼氣里邊有硫化氫和水,還有粉塵。尤其硫化氫進入鋼體里,和機油混合會產生硫酸,對我們發動機內部的一些銅制品腐蝕的比較快。所以說要求我們對發動機內部的一些銅制品,比如銅頭,銅軸,銅套進行升級改造,進行耐腐蝕處理。包括沼氣凈化,脫硫、脫水,濾塵,這些一定要做好。包括后期的這些維護運營保養,及時更換脫硫劑,及時更換機油,脫水,及時排水。這些必須都做到位。

                            下面我們來說耐負荷。耐負荷又分兩種,機械負荷熱負荷,我們理解的主要是機械負荷。比如你家里的功率電流,這個不存在太大問題,只要你是正規的品牌發動機,因為它是經過柴油機,升級改造的,本身功率就比柴油發動機下降了很多。所以說他的壓力和疲勞這些問題不大,主要是熱負荷。燃料在發動機內部鋼鐵里燃燒,也就是火在鐵里燃燒,缸溫和排溫很重要。要想缸溫低,排溫低,就需要空燃比達到一個非常精確的控制。所謂的空燃比呢,就是空氣和燃氣的比例,控制的要非常好,如果控制不好,比如有一部分燃料沒有燃燒完,會產生外燃,產生外燃之后就會對排氣門缸蓋,甚至增壓器燒壞。而且缸門溫度也會增高,甚至融化活塞,燒壞氣孔。綜上所述:選擇進行沼氣發電前,不對沼氣氣質進行合理的把控,將導致發電機組無法正常運行,造成較大的經濟損失。

                            那么如何通過對沼氣氣質把控從而有效解決發電機組利用問題呢?有什么有效方法呢?

                            針對發動機對沼氣的要求,在沼氣發動機前安裝監測及處理系統以解決氣源側與用氣側的矛盾是目前解決沼氣發電機組利用問題的有效方法,主要表現在以下兩個方面:

                            第一、降低氣體的相對濕度。水分的脫除,考慮到具體的情況,簡單分為凝結水的脫除以及未凝結水脫除兩大部分,前者可以采用汽水分離器來實現,后者的實現較為復雜,目前主要有下面幾種方式:一:低溫除濕:通過制冷設備降低氣體的溫度,使得其中的水蒸氣凝結,然后排除系統;二:吸附:采用對水有較強吸附作用的吸附劑,將氣體中的水分析出;三:膜過濾:采用特殊結構的膜材料,在特定的條件下將水從氣體中分出。第二、降低氣體雜質成分含量。氣體中的雜質是比較復雜的成分,由于是針對發動機的利用,所以對雜質的判斷主要以發動機的要求為準,在這里我們重點講:硫的去除。以硫化氫為主的硫化物的去除主要有物理、化學以及生物三種方式。其中物理方法主要指物理吸附脫硫,這種方式操作簡便,但往往需要占地較大的設備,而且吸附劑需要再生?;瘜W方式指以化學反應的方式將硫固化下來,目前有干法及濕法,其差別主要是反應物的物理形態是固體還是液體的差別。生物法脫硫是目前比較新興的一種方式,其主要原理是在反應罐中培養出合適的菌種,這些菌種以硫化物為養料,將其中的硫固定下來。對于硫含量不高的氣體,采用物理吸附或者干法脫硫一般比較經濟實用,而且操作簡便。

                            第二、那么除了水分及硫化物以外影響發電機組效率的因素還有什么呢?

                            沼氣壓力沼氣發電機組在距離機組燃氣支管錢一米處的沼氣壓力不低于三千帕,當供氣壓力低于三千帕時,應配置氣體增壓設備;當供氣壓力超過五千帕時,則需要增加合適的減壓閥。在沼氣發電機組運行時,發動機允許的沼氣壓力波動一般要小于每秒零點四千帕。

                            如何才能隨時解沼氣成分及脫硫前后氣體組分的變化,判斷設備運行的可靠性呢?

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                            由鄭州立創光電研發的便攜式沼氣分析儀HIGS1000,采用激光原理測試沼氣中甲烷含量具有“快"、“準"、“穩"的特點,相對傳統紅外原理具有長期使用無漂移、不需校準、壽命更長的突出優點??赏瑫r對沼氣中的甲烷、氧氣、硫化氫、二氧化碳等氣體組分及氣體溫度、濕度,壓力等參量進行實時檢測。三十六萬組數據存儲,采用RS485通信方便歷史數據查詢對比。氣壓精測解決全國各地海拔大氣壓偏差問題,在云南麗江海拔3000米的地域依然穩定運行。大容量電池實測開機運行可以達到十九小時,高亮屏設計,外界陽光下也可以清晰讀數,攜帶方便。

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                            那么如何實現對脫硫前后氣體組分的實時監測呢?由鄭州立創光電技術有限公司采用核心技術自主研發的激光氣體在線監測裝置LGDS-2000可以實現,該產品采用激光傳感原理測量沼氣中甲烷氣體,具有無交叉干擾、無零點漂移,測試準確快速,長期使用不需要校準的特點;采用多級預處理系統、模塊化設計方便后期拆除維護;自帶油水過濾器及采用自動排水功能結構有效過濾雜質和水汽,無需人工定期進行排水操作,省事省力方便 ,有效延長設備使用壽命;PLC控制輸出,可實現多種功能集成,可以實現與物聯網大數據連接方便集團客戶在厭氧發酵過程,及時對沼氣工程各個工藝中:甲烷、二氧化碳、硫化氫、氧氣等組分含量進行監測,為客戶工藝調節、優化、控制提供依據,提高產氣量。脫硫和脫碳工藝段進行在線監測,可以為沼氣提純和沼氣發電穩定、可靠運行提供有效數據支撐,保證發電機組的穩定可靠運行,避免硫化物和水分對發電機組的器件造成損壞,從而提升發電效率,增加發電量,給客戶增加效益。

                            便攜式沼氣分析儀HIGS1000和激光氣體在線監測裝置LGDS-2000可廣泛應用于養殖沼氣發電、垃圾填埋氣發電、餐廚廚余處理、生物天然氣提純、煤層氣發電、廢水沼氣發電等領域!


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