沼氣發(fā)電機必要性

能源和環(huán)境問題已成為國際性熱點問題，引起人們的廣泛關注。開發(fā)新能源，替代原油、天然氣和煤炭這三種常規(guī)能源，迅速地逐年降低它們的消耗量，已經(jīng)成為人類發(fā)展中的緊迫課題。沼氣，是各種有機物質(zhì)，在隔絕空氣（還原條件），并必適宜的溫度、濕度下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃燒氣體。我國利用沼氣，特別是沼氣發(fā)電有十分重要的意義：一、是可用本地資源代替進口能源，減少國家對進口能源的依賴性；二、是使我國燃料利用多樣化，減少對一種能源的依賴；三、是一種相對清潔的能源，用沼氣代替礦物燃料是減少CO2排放的理想方式(沼氣中主要成分是甲烷，它的溫室效應是二氧化碳的21倍)；四、是沼氣資源分布廣泛，到處可以獲得，是能源分散供給體系的一種極佳能源。五、在某些方面，沼氣發(fā)電可以抵消運營成本，同時減少碳排放，降低溫室效應。

綜上所述：沼氣發(fā)電是一件利國利民利已的好事。

我國地域遼闊，沼氣資源豐富。在我國，沼氣發(fā)電技術已趨于成熟。發(fā)展分布式沼氣機組發(fā)電，可有效緩解區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰的壓力，產(chǎn)生的余熱還可以提供熱水或蒸汽；也可以帶動溴化鋰機組用來制冷，組成熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)，提高燃料的利用效率。

科學合理地開發(fā)利用沼氣，不僅能創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益，還能保護生態(tài)環(huán)境，促進可再生能源的開發(fā)利用 。

1、沼氣脫硫及穩(wěn)壓、防爆裝置：供發(fā)動機使用的沼氣要先經(jīng)過脫硫裝置，以減少硫化氫對發(fā)動機的腐蝕。沼氣進氣管路上安裝穩(wěn)壓裝置，以便于對流量進行調(diào)節(jié)，達到最佳的空燃比。另外，為防止進氣管回火，應在沼氣總管上安置防回火與防爆裝置。

2、進氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)：在進氣總管上，需設置一套精確、靈敏的燃氣混合器，以調(diào)節(jié)空氣和沼氣的混合比例。

3、發(fā)動機點火系統(tǒng)：沼氣的燃燒速度慢，對于原來使用汽油、柴油已及天然氣的發(fā)動機的點火系統(tǒng)要進行一定程度的改造，以提高燃燒效率，減少后燃燒現(xiàn)象，延長運行壽命。

4、調(diào)速系統(tǒng)：若沼氣發(fā)電機組獨立運行，即以用電設備為負荷進行運轉(zhuǎn)，用電設備的并入和卸載都會使發(fā)電機的負荷產(chǎn)生波動。為了確保發(fā)電機組正常運行，沼氣發(fā)動機上的調(diào)速系統(tǒng)必不可少。

5、預熱利用系統(tǒng)：采用預熱利用裝置，對發(fā)動機冷卻水和排氣中的熱量進行利用，提高沼氣的能源利用效率。

6、并網(wǎng)控制系統(tǒng)：主要包括發(fā)電機調(diào)壓電路，自動準同期并列控制電路，手動并列和解列控制電路，測量電路，燃氣發(fā)動機及輔助設備控制電路等。 沼氣發(fā)電系統(tǒng)對電能的最經(jīng)濟使用方式是先滿足建設單位自身的用點需求，然后再將多余的電力并入公共電網(wǎng)；產(chǎn)生的熱能也是先滿足發(fā)酵池的所需，然后再考慮住所、農(nóng)場的取暖或輸送至公用供熱網(wǎng)。

甲烷的辛烷值在105～115之間時，沼氣的辛烷值較高。由于抗爆性能好，發(fā)電機組可以選用較高的壓縮比。柴油機在燃用沼氣或雙燃料時，可以獲得不低于原機的功率。柴油機全部燒柴油時的額定功率為9708W/2000r/min，如果燃用70%的沼氣和30%的柴油，同樣可以達到這一指標。如全部燒沼氣，調(diào)整壓縮比和燃燒室，可以達到11032W/2000r/min，乃至更高的指標。

甲烷的燃燒點在640～840℃之間，它在密閉條件下與空氣的混合比為1/120～1/7時遇火引燃，因此，可以利用它使內(nèi)燃機工作。沼氣的理論燃燒溫度為1807.2～1945.5℃，由于沼氣中混有二氧化碳氣，使其火焰的傳播速度低，所以在內(nèi)燃機內(nèi)有良好的抗爆作用。

在我國，有全部使用沼氣的單燃料沼氣發(fā)電機組及部分使用沼氣的雙燃料沼氣-柴油發(fā)電機組。

單燃料工作原理及優(yōu)點

將“空氣沼氣”的混合物在氣缸內(nèi)壓縮，用火花塞使其燃燒，通過火塞的往復運動得到動力，然后連接發(fā)電機發(fā)電。

① 不需要輔助燃料油及其供給設備。

② 燃料為一個系統(tǒng)，在控制方面比可燒兩種燃料的發(fā)電機組簡單。

③ 發(fā)電機組價格較低。

雙燃料工作原理及優(yōu)缺點

優(yōu)點：將“空氣燃燒氣體”的混合物在氣缸內(nèi)壓縮，用點火燃料使其燃燒，通過火塞的往復運動得到動力，然后連接發(fā)電機發(fā)電。

① 用液體燃料或氣體燃料都可工作。

② 對沼氣的產(chǎn)量和甲烷濃度的變化能夠適應。

③ 如由用氣體燃料轉(zhuǎn)為用柴油燃料在停止工作，發(fā)電機組內(nèi)不殘留未燃燒的氣體。

缺點：工作受到供給的沼氣的數(shù)量和質(zhì)量的影響。

① 用氣體燃料工作時也需要液體輔助燃料。

② 需要液體燃料供給設備。

③ 控制機構稍復雜。

④ 價格較單燃料式發(fā)電機組稍高。

沼氣發(fā)電機潤滑系統(tǒng)

在處理燃料，潤滑劑和冷卻液時要盡量保持清潔。

注意：只能使用指定的燃料，潤滑劑等（見手冊“燃料，潤滑劑等”）。否則生產(chǎn)商將不給予保修。

沼氣發(fā)電機更換機油

危險：機油是熱的，小心燙傷。不用空手去觸摸排油塞。油會污染環(huán)境，謹慎進行處理！當發(fā)動機在運行溫度時，打開油箱上的排油塞，完全放出用過的機油。使用大小足夠的容器，防止油溢出。使用新墊片重新安裝排油塞。

注釋：每次更換機油時都要更換機油過濾器的零部件。重新填加機油

注意：填加的機油不能超過量油尺的最高刻度線，填加過量對發(fā)動機造成損壞。從填加口（箭頭所指方向）重新填加新機油。在填加完后，啟動發(fā)動機，讓它低速運轉(zhuǎn)幾分鐘。

注意：如果運行大約10秒后油壓沒有增高，立即關掉發(fā)動機。檢查油壓，檢查是否有泄漏。然后關掉發(fā)動機，大約20分鐘后，檢查油位。拔出量油尺（箭頭所指方向）用干凈的不起毛的布進行清潔，重新插入量油尺，再次拔出量油尺油位應該在量油尺的上下刻度之間，盡量把油填滿，但不要填加過量。

沼氣發(fā)電機更換機油過濾器

注意：用過的機油和機油過濾器屬于維修廢棄物。為了防止環(huán)境污染，遵守安全章程。使用鏈扳手擰下機油過濾器油筒，使用相應大小的容器盛裝機油，防止機油溢出。

危險：機油過濾器油筒裝滿了熱的機油。小心燙傷和燒傷。給新的機油過濾器的密封面（箭頭所指方向）涂上一層機油。用手旋上機油過濾器油筒，直到兩個面接觸為止。繼續(xù)用手轉(zhuǎn)動濾筒大約3/4周，直到擰緊為止。填加機油，讓發(fā)動機運行一段時間，檢查是否有泄漏。如果需要的話，用手擰緊過濾器濾筒。

沼氣發(fā)電機概念

有機廢水就是以有機污染物為主的廢水，有機廢水易造成水質(zhì)富營養(yǎng)化，危害比較大。

在生活污水、食品加工和造紙等工業(yè)廢水中，含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、木質(zhì)素等有機物質(zhì)。這些物質(zhì)以懸浮或溶解狀態(tài)存在于污水中，可通過微生物的生物化學作用而分解。在其分解過程中需要消耗氧氣，因而被稱為耗氧污染物。這種污染物可造成水中溶解氧減少，影響魚類和其他水生生物的生長。水中溶解氧耗盡后，有機物進行厭氧分解，產(chǎn)生硫化氫、氨和硫醇等難聞氣味，使水質(zhì)進一步惡化。水體中有機物成分非常復雜，耗氧有機物濃度常用單位體積水中耗氧物質(zhì)生化分解過程中所消耗的氧量表示，即以生化需氧量(BOD)表示。一般用20℃時，五天生化需氧量(BOD5)表示。

沼氣發(fā)電機客戶群

有機廢水沼氣發(fā)電機組主要客戶群：造紙廠、酒精廠、淀粉廠、藥廠、生化廠等。

隨著檸檬酸、酒精、造紙廠等工業(yè)生產(chǎn)中治理“三廢”所需的費用越來越高，2012年的“環(huán)保風暴”更是使三廢治理工作成為企業(yè)生死存亡的大事情。

工業(yè)生產(chǎn)的“三廢”治理主要有三大途徑。

一是對“三廢”采取合理有效的治理方法。

二是改進合成工藝，將污染消滅在生產(chǎn)工藝過程中。

三是對“三廢”合理利用，變廢為寶。

要從根本上消滅污染，關鍵是要對產(chǎn)生污染的每一個環(huán)節(jié)和步驟進行認真分析和研究，把污染消滅在工藝生產(chǎn)過程中，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。另外，要大力開發(fā)廢物的綜合利用技術，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益，保證企業(yè)的競爭優(yōu)勢。 我們這里討論的 “三廢”主要指其中的有機廢水。工業(yè)有機廢水來源很多，主要來自檸檬酸、制糖、酒精、造紙、養(yǎng)殖、PTA等行業(yè)，這些行業(yè)處理污水的主流方式是采用生化法進行處理，處理過程中產(chǎn)生大量沼氣，根據(jù)估算，每生產(chǎn)一噸檸檬酸可產(chǎn)生大約225方沼氣，其中甲烷含量可達60%左右，這種沼氣用于發(fā)電是一種非常好的燃料，每方沼氣可以發(fā)1.7度電，效益非?？捎^。生產(chǎn)一噸酒精可產(chǎn)生300方沼氣，甲烷含量可達70%，熱值更高。其它行業(yè)類同，產(chǎn)生的沼氣量都很可觀。

沼氣發(fā)電機國外

沼氣發(fā)電始于20世紀70年代初期。當時，國外為了合理、高效地利用在治理有機廢棄污染物中產(chǎn)生的沼氣，普遍使用往復式沼氣發(fā)電機組進行沼氣發(fā)電。使用的沼氣發(fā)電機大都是屬于火花點火式氣體燃料發(fā)電機組，并對發(fā)電機組產(chǎn)生的排氣余熱和冷卻水余熱加以充分利用，可使發(fā)電工程的綜合熱效率高達80%以上。通常每100萬噸的家庭或工業(yè)廢物就足以產(chǎn)生充足的甲烷作為燃料供一臺一兆瓦的發(fā)電機運轉(zhuǎn) 10～40年。

沼氣發(fā)電機國內(nèi)

在我國20世紀70年代沼氣發(fā)電開始受到國家的重視，成為一個重要的課題被提出來。到80年代中期我國已有上海內(nèi)燃機研究所、廣州能源所、四川省農(nóng)機院、南充地區(qū)農(nóng)機所、武進柴油機廠、泰安電機廠等十幾家科研院所、廠家對此進行了研究和試驗。在我國，沼氣機、沼氣發(fā)電機組已形成系列化產(chǎn)品。國內(nèi)從8千瓦到5000千瓦各級容量的沼氣發(fā)電機組均已先后鑒定和投產(chǎn)，主要產(chǎn)品有全部使用個沼氣的單燃料發(fā)電機組及部分使用沼氣的雙燃料沼氣-柴油發(fā)電機組。

當前,我國正處在快速工業(yè)化進程中，社會經(jīng)濟發(fā)展對能源的依賴程度越來越高。在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略上，我國已提出走重質(zhì)量、高增長、高效益、能源消耗最少、環(huán)境污染最小的發(fā)展道路；在能源利用上，實行節(jié)能優(yōu)先、結構多元、環(huán)境友好、市場推動的方針。沼氣資源豐富,熱值高；沼氣發(fā)電投資見效快，污染小，其燃燒所產(chǎn)生的污染物通常只有石油的1P40，煤炭的1P800。沼氣作為發(fā)電機組燃料，能夠有效改善我國的能源結構，保護生態(tài)環(huán)境，緩解能源運輸壓力，滿足社會對清潔能源的需求，具有良好的發(fā)展前景 。

沼氣發(fā)電機組

單燃料沼氣發(fā)電機組工作原理及優(yōu)點：將“空氣沼氣”的混合物在氣缸內(nèi)壓縮，用火花塞使其燃燒，通過活塞的往復運動得到動力，然后連接發(fā)電機發(fā)電。

① 不需要輔助燃料油及其供給設備

② 燃料為一個系統(tǒng)，在控制方面比可燒兩種燃料的發(fā)電機組簡單

③ 發(fā)電機組價格較低

雙燃料沼氣-柴油發(fā)電機組工作原理及優(yōu)點：將“空氣燃燒氣體”的混合物在氣缸內(nèi)壓縮，用點火燃料使其燃燒，通過活塞的往復運動得到動力，然后連接發(fā)電機發(fā)電。

① 用液體燃料或氣體燃料都可工作

② 對沼氣的產(chǎn)量和甲烷濃度的變化能夠適應

③ 如由用氣體燃料轉(zhuǎn)為用柴油燃料在停止工作，發(fā)電機組內(nèi)不殘留未燃燒的氣體，因為餓耐腐蝕性好

兩種沼氣發(fā)電機組缺點:工作受到供給的沼氣的數(shù)量和質(zhì)量的影響

① 用氣體燃料工作時也需要液體輔助燃料

② 需要液體燃料供給設備

③ 控制機構稍復雜

④ 價格較單燃料式發(fā)電機組稍高

有機廢水沼氣發(fā)電機組

什么是有機廢水

有機廢水就是以有機污染物為主的廢水，有機廢水易造成水質(zhì)富營養(yǎng)化，危害比較大?！≡谏钗鬯?、食品加工和造紙等工業(yè)廢水中，含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、木質(zhì)素等有機物質(zhì)。這些物質(zhì)以懸浮或溶解狀態(tài)存在于污水中，可通過微生物的生物化學作用而分解。在其分解過程中需要消耗氧氣，因而被稱為耗氧污染物。這種污染物可造成水中溶解氧減少，影響魚類和其他水生生物的生長。水中溶解氧耗盡后，有機物進行厭氧分解，產(chǎn)生硫化氫、氨和硫醇等難聞氣味，使水質(zhì)進一步惡化。水體中有機物成分非常復雜，耗氧有機物濃度常用單位體積水中耗氧物質(zhì)生化分解過程中所消耗的氧量表示，即以生化需氧量(BOD)表示。一般用20℃時，五天生化需氧量(BOD5)表示。

主要客戶群

有機廢水沼氣發(fā)電機組主要客戶群：造紙廠、酒精廠、淀粉廠、藥廠、生化廠等

目前檸檬酸、酒精、造紙廠等工業(yè)生產(chǎn)中治理“三廢”所需的費用越來越高，去年開始的“環(huán)保風暴”更是使三廢治理工作成為企業(yè)生死存亡的大事情。

工業(yè)生產(chǎn)的“三廢”治理主要有三大途徑：

一是對“三廢”采取合理有效的治理方法；

二是改進合成工藝，將污染消滅在生產(chǎn)工藝過程中；

三是對“三廢”合理利用，變廢為寶。

要從根本上消滅污染，關鍵是要對產(chǎn)生污染的每一個環(huán)節(jié)和步驟進行認真分析和研究，把污染消滅在工藝生產(chǎn)過程中，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。另外，要大力開發(fā)廢物的綜合利用技術，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益，保證企業(yè)的競爭優(yōu)勢。 我們這里討論的 “三廢”主要指其中的有機廢水。工業(yè)有機廢水來源很多，主要來自檸檬酸、制糖、酒精、造紙、養(yǎng)殖、PTA等行業(yè)，這些行業(yè)目前處理污水的主流方式是采用生化法進行處理，處理過程中產(chǎn)生大量沼氣，根據(jù)估算，每生產(chǎn)一噸檸檬酸可產(chǎn)生大約225方沼氣，其中甲烷含量可達60%左右，這種沼氣用于發(fā)電是一種非常好的燃料，每方沼氣可以發(fā)1.7度電，效益非?？捎^。生產(chǎn)一噸酒精可產(chǎn)生300方沼氣，甲烷含量可達70%，熱值更高。其它行業(yè)類同，產(chǎn)生的沼氣量都很可觀。