沼氣發(fā)電機(jī)(共21頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄一、 普通發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)概述圖一 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖發(fā)動(dòng)機(jī)（見圖一）是一臺(tái)由許多機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜計(jì)起，現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，即使是同一類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，其具體構(gòu)造也是各種各樣的，但就其總體功能而言，基本上都是由如下的機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成：曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系、潤(rùn)滑系、冷卻系和啟動(dòng)系。如果是汽油機(jī)還包括點(diǎn)火系，若為增壓發(fā)動(dòng)機(jī)則還應(yīng)有增壓系統(tǒng)。若是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)還有其獨(dú)特點(diǎn)火系、燃油供給系和電子控制系統(tǒng)等。各部分功用如下：1、 曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)部件。它由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在做功過程中，活塞承受

2、燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)做直線運(yùn)動(dòng)，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并從曲軸對(duì)外輸出動(dòng)力，而在進(jìn)氣、壓縮和排氣過程中，飛輪釋放能量把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成活塞的直線運(yùn)動(dòng)。2、 配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過程，定時(shí)開啟、關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn)換氣過程。配氣機(jī)構(gòu)大多數(shù)采用頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)，一般由氣門組、氣門傳動(dòng)組和氣門驅(qū)動(dòng)組組成。3、 燃料供給系汽油機(jī)燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中，柴油機(jī)燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內(nèi)形成混合氣

3、并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。4、 潤(rùn)滑系潤(rùn)滑系的功用是向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面輸送定量的清潔潤(rùn)滑油，以實(shí)現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損，并對(duì)零件表面進(jìn)行清洗和冷卻，潤(rùn)滑系通常由潤(rùn)滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門等組成。5、 冷卻系冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。6、點(diǎn)火系能夠按時(shí)在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備成為點(diǎn)火系。在汽油機(jī)中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點(diǎn)燃的，為此在汽油機(jī)的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部深入燃燒室內(nèi)。點(diǎn)火系通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分

4、電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成。7、 啟動(dòng)系發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹做功，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動(dòng)進(jìn)行。因此，曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)開始自動(dòng)地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。完成啟動(dòng)過程所需的裝置，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)系。汽油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃燒供給系、潤(rùn)滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和啟動(dòng)系組成；柴油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣系統(tǒng)、燃料供給系、潤(rùn)滑系、冷卻系和啟動(dòng)系組成，柴油機(jī)是壓燃的，不需要點(diǎn)火系。二

5、、沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)概述1、沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)要適應(yīng)沼氣的燃燒特性,各部件的布置應(yīng)適合沼氣生產(chǎn)使用的現(xiàn)場(chǎng)條件。設(shè)計(jì)中發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體、曲軸、連桿、氣缸蓋、凸輪軸等主要部件和普通燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)基本相同;對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)、增壓器、中冷器和進(jìn)氣系統(tǒng)等要進(jìn)行重新匹配。機(jī)組結(jié)構(gòu)及安裝布置見圖二 : 1. 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 2. 抽風(fēng)機(jī) 3. 過濾器 4. 穩(wěn)壓罐 5. 阻火器 6. 水氣分離器 7. 電磁閥 8. 調(diào)壓閥 9. 發(fā)動(dòng)機(jī) 10. 電控混合器 11. 渦輪增壓器 12. 發(fā)電機(jī)圖二 沼氣發(fā)電機(jī)組安裝圖2、沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣過程沼氣由氣源輸出后,經(jīng)凈化處理,由穩(wěn)壓罐、阻火器、水氣分離器、電磁

6、閥、調(diào)壓閥進(jìn)入電控混合器;計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)燃燒室內(nèi)壓力、溫度等參數(shù)的變化向電控混合器發(fā)出指令,自動(dòng)調(diào)節(jié)沼氣與空氣的混合比,得到合適空燃比的混合氣;再經(jīng)增壓器、中冷器、進(jìn)氣管進(jìn)入燃燒室。在燃燒室內(nèi)燃燒后將沼氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,燃燒后的廢氣經(jīng)排氣管排出。3、沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)要解決的核心問題是沼氣的凈化處理和混合。3.1、沼氣的凈化處理沼氣的產(chǎn)生主要是通過厭氧消化,而厭氧消化是利用無(wú)氧環(huán)境下生長(zhǎng)于污水、污泥中的厭氧菌菌群的作用,使有機(jī)物經(jīng)液化、氣化而分解成沼氣。生成的沼氣中含有微量的水分和 H2S 等腐蝕性介質(zhì),這些有害成分會(huì)對(duì)輸氣管道和發(fā)動(dòng)機(jī)部件產(chǎn)生腐蝕,影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行和

7、使用壽命。為了除去沼氣中的水分和H2S,可在進(jìn)氣管道上安裝干式脫硫塔,脫硫劑為鐵屑;或者濕式脫硫塔,脫硫劑為濃度30 %的NaOH 堿液。另外,還要在進(jìn)氣管道上安裝過濾除塵、除濕、除油裝置。3.2、沼氣發(fā)電機(jī)組的防腐處理沼氣中含有的H2S 和水分形成弱酸液,對(duì)管道及發(fā)動(dòng)機(jī)的金屬部件產(chǎn)生腐蝕,特別是對(duì)銅質(zhì)及鋁質(zhì)部件腐蝕更為嚴(yán)重。因此 ,應(yīng)對(duì)輸氣管道、中冷器、增壓器、活塞等部件進(jìn)行涂漆、滲瓷、滲氮等防護(hù)處理。另外,由于H2S燃燒后的產(chǎn)物SO2 具有更強(qiáng)的腐蝕性,燃燒室周圍相關(guān)部件及排氣管均應(yīng)考慮采取防腐措施。3.3、電控混合器技術(shù)普通燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)使用等真空度混合器,不能根據(jù)氣源CH4濃度的變化自動(dòng)調(diào)

8、節(jié)空燃比,使用時(shí)容易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出功率波動(dòng)較大,甚至因點(diǎn)火不連續(xù)而停機(jī),難以推廣使用。沼氣發(fā)電機(jī)組采用電控混合器。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控燃燒室內(nèi)的燃燒狀況,并將燃燒信號(hào)反饋到 ECU 控制單元, ECU 發(fā)出指令,使電控混合器的執(zhí)行器帶動(dòng)操縱機(jī)構(gòu),改變沼氣與空氣的進(jìn)氣流道面積,根據(jù)沼氣中CH4理匹配空氣和沼氣流量,達(dá)到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)空燃比的目的,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的稀薄燃燒,有效地控制了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷。三、沼氣發(fā)電機(jī)組的概述1、沼氣發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介（1）、沼氣發(fā)電機(jī)組主要由沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制屏、公共鋼制底盤和冷卻系統(tǒng)等組成。（2）、以勝動(dòng)沼氣發(fā)電機(jī)組為例，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件構(gòu)成：燃?xì)鈾C(jī)的機(jī)械基

9、礎(chǔ)件（機(jī)體、曲軸、連桿等主要部件），與我國(guó)目前鐵路機(jī)車動(dòng)力和石油鉆井柴油機(jī)通用，均是經(jīng)過了幾十年長(zhǎng)期考驗(yàn)的成熟機(jī)型，針對(duì)沼氣的特點(diǎn)，通過降低轉(zhuǎn)速并對(duì)部分基礎(chǔ)件進(jìn)行特殊處理來(lái)更好的適合沼氣。電子調(diào)速器：采用美國(guó)WOODWARD公司生產(chǎn)的電調(diào)系統(tǒng)。進(jìn)氣壓力調(diào)節(jié)閥：采用膜片式壓力調(diào)節(jié)閥雙向氣道精確調(diào)整技術(shù)，配合電控混合器對(duì)空燃比自動(dòng)調(diào)整，可以達(dá)到良好的均勻?qū)尤夹Ч８诇?、排溫的控?對(duì)燃?xì)鈾C(jī)的缸溫和排溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)并控制，對(duì)燃?xì)鈾C(jī)的缸溫和排溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)并控制，可以及時(shí)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)參數(shù)以消除爆震傾向。新型活塞環(huán)：采用既扭又錐的氣環(huán)和組合式油環(huán)，對(duì)機(jī)組的油耗控制有保證。氣門座圈采用新型耐熱合金材料，提高了

10、燃?xì)鈾C(jī)的可靠性和使用壽命。主重要控制部分零件如點(diǎn)火系統(tǒng)（火花塞、高壓線、點(diǎn)火線圈、磁電機(jī)）等，采用美國(guó)公司的產(chǎn)品。配氣系統(tǒng)：采用專為燃?xì)鈾C(jī)設(shè)計(jì)的凸輪軸及其他配氣機(jī)構(gòu)，具有獨(dú)特的配氣相位、配氣夾角、點(diǎn)火提前角等，可使燃?xì)鈾C(jī)達(dá)到理想的充氣效率及燃燒效果。（3）、IFC6/TF系列無(wú)刷恒壓同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)性能參數(shù)機(jī)組配置按西門子進(jìn)口許可證生產(chǎn)的無(wú)刷勵(lì)磁穩(wěn)極式電機(jī)，電機(jī)電壓為0.4kV.IFC6/TF系列無(wú)刷恒壓同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)組成：發(fā)電機(jī)：由主機(jī)、勵(lì)磁機(jī)和勵(lì)磁系統(tǒng)組成。主機(jī)為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)式，轉(zhuǎn)子成圓柱形并帶有阻尼繞阻，勵(lì)磁機(jī)為旋轉(zhuǎn)電樞式，主機(jī)勵(lì)磁功率通過旋轉(zhuǎn)整流器輸入主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。勵(lì)磁系統(tǒng)：帶可控

11、硅電壓調(diào)節(jié)器的THYRIPART勵(lì)磁系統(tǒng)，采用相復(fù)勵(lì)無(wú)刷自動(dòng)電壓調(diào)壓方式，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流隨負(fù)載情況而自動(dòng)調(diào)節(jié)，保持發(fā)電機(jī)的電壓恒定。在負(fù)載變化和短路情況下具有良好的動(dòng)態(tài)特性。絕緣系統(tǒng)：標(biāo)準(zhǔn)繞阻采用西門子DURIGNIT2000絕緣系統(tǒng)，滿足VDE0530標(biāo)準(zhǔn)對(duì)F級(jí)絕緣的要求。所采用的絕緣材料具有不吸潮、介電強(qiáng)度高等特性，且能承受劇烈的溫度變化。定子繞阻采用具有高耐水解特性的特種漆包線或包有云母箔的扁銅母線制成。標(biāo)準(zhǔn)絕緣采用特殊的樹脂浸漬工藝，能獲得高機(jī)械強(qiáng)度、高抗震性和極好絕緣強(qiáng)度的滿意效果，從而使發(fā)電機(jī)能在DIN50019標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各種氣候條件下長(zhǎng)期運(yùn)行。短路電流和短路參數(shù)：當(dāng)發(fā)生突加大型

12、鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載情況時(shí)，由于勵(lì)磁系統(tǒng)以相復(fù)勵(lì)方式運(yùn)行，發(fā)電機(jī)滿足最小電壓降和最快電壓恢復(fù)的要求，此時(shí)這種勵(lì)磁方式可提供其值約為3-5倍額定電流的持續(xù)短路電流，以便選擇保護(hù)裝置，但在持續(xù)短路電流的持續(xù)時(shí)間達(dá)5S時(shí)，發(fā)電機(jī)卸載負(fù)荷。過載：按VED0530標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，在額定電壓下，發(fā)電機(jī)能承受1.5倍額定電流，歷時(shí)2min的過載。四、投資分析以濰柴沼氣發(fā)電機(jī)組為例，發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體、氣缸蓋、曲軸、凸輪軸、飛輪、齒輪室等主要部件和普通燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)相同，為濰柴獨(dú)立生產(chǎn)，其余均采購(gòu)配件進(jìn)行裝配，例如：活塞：馬勒增壓器：honeyweell、霍爾賽特火花塞：博世、香火炬。電控：WOODWARD發(fā)電機(jī)：藍(lán)電、馬

13、拉松、西門子、斯坦福、強(qiáng)輝、興諾。廠區(qū)面積：1500X500平米員工15000人，年產(chǎn)5-6萬(wàn)臺(tái)。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)，它將沼氣用于發(fā)動(dòng)機(jī)上，并裝有綜合發(fā)電裝置，以產(chǎn)生電能和熱能，是有效利用沼氣的一種重要方式。目前用于沼氣發(fā)電的設(shè)備主要有內(nèi)燃機(jī)和汽輪機(jī)。國(guó)外用于沼氣發(fā)電的內(nèi)燃機(jī)主要使用Otto發(fā)動(dòng)機(jī)和Diesel發(fā)動(dòng)機(jī)，其單位重量的功率約為27 kWT。汽輪機(jī)中燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)和蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)均有使用，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是單位重量的功率大，一般為70140kWT；蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)一般為10kWT。國(guó)外沼氣發(fā)電機(jī)組主要用于垃圾填埋場(chǎng)的沼氣處理工藝中。目前，美國(guó)在沼氣發(fā)電

14、領(lǐng)域有許多成熟的技術(shù)和工程，處于世界領(lǐng)先水平。現(xiàn)有61個(gè)填埋場(chǎng)使用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，加上使用汽輪機(jī)發(fā)電的裝機(jī)，總?cè)萘恳堰_(dá)340兆瓦；歐洲用于沼氣發(fā)電的內(nèi)燃機(jī)，較大的單機(jī)容量在0.42兆瓦，填埋沼氣的發(fā)電效率約為1.682kWhm3。德國(guó)的沼氣工程所產(chǎn)生的沼氣主要用來(lái)發(fā)電，同時(shí)多數(shù)將發(fā)電過程中產(chǎn)生的廢熱用于供熱，即熱電聯(lián)產(chǎn)工藝。沼氣發(fā)電的方式主要是利用內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。所采用的內(nèi)燃機(jī)以雙燃料內(nèi)燃機(jī)為主，占72% ，其余28 % 為單燃料內(nèi)燃機(jī)。我國(guó)開展沼氣發(fā)電領(lǐng)域的研究始于八十年代初，1998年全國(guó)沼氣發(fā)電量為1,055，160kWh。在此期間，先后有一些科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行過沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的改裝和提高熱

15、效率方面的研究工作。我國(guó)的沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)主要為兩類，即雙燃料式和全燒式。目前，對(duì)“沼氣一柴油”雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研究開發(fā)工作較多。如：中國(guó)農(nóng)機(jī)研究院與四川綿陽(yáng)新華內(nèi)燃機(jī)廠共同研制開發(fā)的S1951型雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)：上海新中動(dòng)力機(jī)廠研制的2027G雙燃料機(jī)等。成都科技大學(xué)等單位還對(duì)雙燃料機(jī)的調(diào)速、供氣系統(tǒng)以及提高熱效率等方面進(jìn)行過研究。濰坊柴油機(jī)廠研制出功率為120 kW的6160A一3型全燒式沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)，貴州柴油機(jī)廠和四川農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所共同開發(fā)出60 kW的6135AD(Q)型全燒沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組；此外，還有重慶、上海、南通等一些機(jī)構(gòu)進(jìn)行過這方面的研究、研制工作?？梢哉f，目前我國(guó)在沼氣發(fā)電方面的研究工作

16、主要集中在內(nèi)燃機(jī)系列上。沼氣柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)方案采用少量的引燃柴油經(jīng)壓燃后點(diǎn)燃沼氣。因?yàn)槟呐轮挥?左右的柴油，其著火能量就會(huì)大大高于火花點(diǎn)火的能量，可以解決因沼氣燃燒速度慢而帶來(lái)的嚴(yán)重后燃、高排溫及大負(fù)荷等問題。其另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在可燃?xì)獠蛔愕那闆r下可以用柴油補(bǔ)充；沒有可燃?xì)鈺r(shí)，可以全部燃用柴油工作，使用起來(lái)比較靈活。   上面介紹了雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的許多優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是離不開柴油，經(jīng)濟(jì)效益也較低。所以在沼氣資源豐富的場(chǎng)合下，全燒沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)更具有應(yīng)用價(jià)值。起初，國(guó)產(chǎn)的全燒式沼氣發(fā)電機(jī)排溫太高，可靠性不過關(guān)，經(jīng)濟(jì)性也不好。現(xiàn)經(jīng)過國(guó)內(nèi)多年研究，通過采用快速燃燒系統(tǒng)等措施，明顯地改善了全

17、燒沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，取得了排氣溫度接近500的國(guó)際先進(jìn)水平，可望使國(guó)產(chǎn)沼氣排溫高達(dá)650700，致使可靠性與壽命不過關(guān)的問題得以解決,國(guó)內(nèi)部分發(fā)電機(jī)組氣耗率已接近05Nm3kw·h，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，目前國(guó)內(nèi)的機(jī)組大部分為全燃式機(jī)組。近年來(lái)，隨著人們對(duì)生物質(zhì)能認(rèn)識(shí)的提高，國(guó)內(nèi)有實(shí)力的廠家加大了科研和市場(chǎng)推廣的力度。目前成熟的國(guó)產(chǎn)機(jī)組的功率規(guī)格，主要集中在24600kW這個(gè)區(qū)段。典型企業(yè)勝利油田勝利動(dòng)力機(jī)械有限公司自上世紀(jì)80年代起就致力于燃?xì)鈾C(jī)的研制和推廣，因雙燃料式機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益較低，它主要致力于全燒式機(jī)組的研發(fā)，現(xiàn)在生產(chǎn)的燃?xì)鈾C(jī)單機(jī)功率已經(jīng)達(dá)到2000KW，機(jī)組的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)已經(jīng)接

18、近國(guó)外機(jī)組水平，在技術(shù)方面，勝動(dòng)機(jī)組采用電控燃?xì)饣旌霞夹g(shù)、低壓進(jìn)氣技術(shù)、稀薄燃燒技術(shù)，選用美國(guó)WOODWARD電子調(diào)速技術(shù)，采用美國(guó)進(jìn)口磁電機(jī)點(diǎn)火技術(shù)，已可以與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)同步，給沼氣發(fā)電事業(yè)帶來(lái)了活力。二、沼氣發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景隨著我國(guó)對(duì)發(fā)展節(jié)能產(chǎn)業(yè) ,提高能源利用效率的日益重視 ,沼氣發(fā)電已經(jīng)不是單純的能源工程 ,而是與環(huán)境保護(hù)、生態(tài)平衡及資源回收利用密切結(jié)合的重大舉措。從沼氣大量使用的范圍看 ,沼氣發(fā)電機(jī)組主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：（1）、城市污水處理產(chǎn)生的沼氣當(dāng)污水處理廠采用污泥消化技術(shù)時(shí),產(chǎn)生的沼氣可用來(lái)發(fā)電。1m³的污泥可產(chǎn)生10m³左右的沼氣,可發(fā)電15k

19、W·h以上,余熱還可用來(lái)加熱污泥,總的能量利用率達(dá)到 70 %以上,可補(bǔ)充城市污水處理廠20%40%的電耗,對(duì)降低污水處理廠的運(yùn)行成本起到重要作用。典型案例：北京排水集團(tuán)有限責(zé)任公司（國(guó)內(nèi)最大的污水處理企業(yè)）是2002年2月正式組建的國(guó)有獨(dú)資公司，負(fù)責(zé)運(yùn)行和經(jīng)營(yíng)北京高碑店污水處理廠等9座大中型污水處理廠、3座再生水回用和1座污泥消納設(shè)施，日處理污水能力為214萬(wàn)立方米。高碑店污水處理廠對(duì)生化沼氣前期采用4套美國(guó)庫(kù)伯公司生產(chǎn)的沼氣發(fā)電機(jī)組（裝機(jī)容量2052kW），總投資6000萬(wàn)元；二期采用3套奧地利顏巴赫公司生產(chǎn)的沼氣發(fā)電機(jī)組（裝機(jī)容量2130kW），總投資5000萬(wàn)元。（2）、垃圾

20、填埋沼氣一噸城市生活垃圾全部發(fā)酵后,所產(chǎn)生的填埋沼氣量約為100200立方米，提供150300kW·h的電力。我國(guó)城市每年可產(chǎn)生數(shù)億噸生活垃圾,如果將其發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣都轉(zhuǎn)換為電能,可發(fā)電150300 億kW·h,如果進(jìn)行熱電聯(lián)供 ,效益更大。典型案例：梅州市采取CDM(清潔發(fā)展機(jī)制)綜合治理龍豐垃圾填埋場(chǎng)，該項(xiàng)目2005年3月正式通過聯(lián)合國(guó)CDM理事會(huì)注冊(cè)，成為我國(guó)第一例成功實(shí)施的CDM項(xiàng)目。目前，該項(xiàng)目已投入資金3000多萬(wàn)元，利用勝動(dòng)公司生產(chǎn)的4臺(tái)500千瓦沼氣機(jī)組，建立了2000千瓦規(guī)模的沼氣發(fā)電站，于06年1月18日正式發(fā)電成功并網(wǎng)。該項(xiàng)目為我國(guó)及眾多發(fā)展中國(guó)家因資

21、金、技術(shù)缺乏而未能及時(shí)治理的成千上萬(wàn)的垃圾填埋場(chǎng)提供了運(yùn)用聯(lián)合國(guó)清潔發(fā)展機(jī)制模式綜合治理環(huán)境問題的成功范例。（3）、酒廠與檸檬酸廠沼氣我國(guó)年產(chǎn)酒精約400萬(wàn)噸,每生產(chǎn)1噸酒精可產(chǎn)生沼氣300立方米,可發(fā)電450kW·h,產(chǎn)生0.3MP蒸汽0.5噸。這樣,因生產(chǎn)酒精而產(chǎn)生的沼氣就可發(fā)電18億kW·h,產(chǎn)生0.3MP的蒸汽200萬(wàn)噸。我國(guó)年產(chǎn)檸檬酸70萬(wàn)噸（每生產(chǎn)1噸檸檬酸可產(chǎn)生沼氣200立方米,可發(fā)電300kW·h）,發(fā)電總量可達(dá)2. 1億kW·h,產(chǎn)生0.3MP的蒸汽24.5萬(wàn)噸。典型案例：山東檸檬生化公司老廠區(qū)年產(chǎn)2萬(wàn)噸檸檬酸，新廠區(qū)年產(chǎn)5萬(wàn)噸檸檬酸，

22、前期沼氣用于燒鍋爐產(chǎn)蒸汽，后公司新建一火電廠，電廠給廠區(qū)供應(yīng)蒸汽，這樣沼氣面臨燃燒排空，為節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。2004年11月從“勝動(dòng)”購(gòu)買4臺(tái)500GF1-RZ沼氣機(jī)組，老廠區(qū)和新廠區(qū)分別運(yùn)行2臺(tái)機(jī)組，通過運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。2005年8月，老廠區(qū)又增加1臺(tái)500GF1-RZ沼氣發(fā)電機(jī)組。2005年9月，公司又訂購(gòu)2臺(tái)500GF1-RZ機(jī)組，老廠和新廠分別再增加1臺(tái)500GF1-RZ機(jī)組。截至目前該公司共有15臺(tái)500GF1-RZ沼氣發(fā)電機(jī)組，目前該廠正在擴(kuò)產(chǎn)，沼氣產(chǎn)量將繼續(xù)增加，對(duì)方也將繼續(xù)擴(kuò)大沼氣電站的容量。（4）、農(nóng)村生物質(zhì)發(fā)酵池沼氣沼氣原料在我國(guó)農(nóng)村分布廣泛,潛力很大,凡是有

23、生物的地方都有可能獲得制取沼氣的原料,所以農(nóng)村生物質(zhì)沼氣是一種取之不盡,用之不竭的再生能源,修建一個(gè)平均每人l1. 5平方米的發(fā)酵池,就可以基本解決一年四季的燒火做飯和照明問題。農(nóng)村地區(qū)生產(chǎn)沼氣可以就地取材,節(jié)省開支。沼氣電站建在農(nóng)村,發(fā)酵原料一般不必外求,作物秸桿、人畜糞便、腐泥雜草等通過發(fā)酵后,都可產(chǎn)生沼氣;剩下的污泥還可作為肥料,而且由于腐熟程度高會(huì)使肥效更好,糞便等沼氣原料經(jīng)過發(fā)酵后,絕大部分寄生蟲卵被殺死,還可以改善農(nóng)村衛(wèi)生條件,減少疾病的傳染。興辦一個(gè)小型沼氣發(fā)電站,設(shè)備和技術(shù)都比較簡(jiǎn)單,管理和維修也很方便,大多數(shù)農(nóng)村都能辦到。據(jù)調(diào)查對(duì)比,小型沼氣電站每千瓦投資只要400 元左右,

24、僅為小型水力電站的 1/131/12,投資成本比風(fēng)力、潮汐和太陽(yáng)能發(fā)電低得更多。小型沼氣電站的建設(shè)周期短,只要幾個(gè)月時(shí)間就能投產(chǎn)使用,基本上不受自然條件變化的影響。 典型案例：淮安溫氏畜牧公司為省級(jí)農(nóng)業(yè)龍頭，該公司獲得2008年省級(jí)農(nóng)村清潔工程建設(shè)補(bǔ)助金50萬(wàn)元，規(guī)劃建設(shè)V類沼氣工程。據(jù)悉，該公司嚴(yán)崗豬場(chǎng)按存欄量3000頭豬計(jì)算，年糞污排放量1.1萬(wàn)噸，沼氣工程建成后年產(chǎn)沼氣約5.1萬(wàn)立方米，發(fā)電7.7萬(wàn)度，能滿足整個(gè)豬場(chǎng)、燃?xì)?、用電等需要。?dāng)前,我國(guó)正處在快速工業(yè)化進(jìn)程中,社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的依賴程度越來(lái)越高。在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略上,我國(guó)已提出走重質(zhì)量、高增長(zhǎng)、高效益、能源消耗最少、環(huán)境污染最小

25、的發(fā)展道路;在能源利用上,實(shí)行節(jié)能優(yōu)先、結(jié)構(gòu)多元、環(huán)境友好、市場(chǎng)推動(dòng)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1/40 ,煤炭的1/800。沼氣作為發(fā)電機(jī)組燃料,能夠有效改善我國(guó)的能源結(jié)構(gòu),保護(hù)生態(tài)環(huán)境,緩解能源運(yùn)輸壓力,滿足社會(huì)對(duì)清潔能源的需求,具有良好的發(fā)展前景。三、沼氣發(fā)電機(jī)組的概述1、沼氣發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介（1）、沼氣發(fā)電機(jī)組主要由沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制屏、公共鋼制底盤和冷卻系統(tǒng)等組成。（2）、以勝動(dòng)沼氣發(fā)電機(jī)組為例，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件構(gòu)成：燃?xì)鈾C(jī)的機(jī)械基礎(chǔ)件（機(jī)體、曲軸、連桿等主要部件），與我國(guó)目前鐵路機(jī)車動(dòng)力和石油鉆井柴油機(jī)通用

26、，均是經(jīng)過了幾十年長(zhǎng)期考驗(yàn)的成熟機(jī)型，針對(duì)沼氣的特點(diǎn)，通過降低轉(zhuǎn)速并對(duì)部分基礎(chǔ)件進(jìn)行特殊處理來(lái)更好的適合沼氣。電子調(diào)速器：采用美國(guó)WOODWARD公司生產(chǎn)的電調(diào)系統(tǒng)。進(jìn)氣壓力調(diào)節(jié)閥：采用膜片式壓力調(diào)節(jié)閥雙向氣道精確調(diào)整技術(shù)，配合電控混合器對(duì)空燃比自動(dòng)調(diào)整，可以達(dá)到良好的均勻?qū)尤夹Ч?。缸溫、排溫的控?對(duì)燃?xì)鈾C(jī)的缸溫和排溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)并控制，對(duì)燃?xì)鈾C(jī)的缸溫和排溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)并控制，可以及時(shí)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)參數(shù)以消除爆震傾向。新型活塞環(huán)：采用既扭又錐的氣環(huán)和組合式油環(huán)，對(duì)機(jī)組的油耗控制有保證。氣門座圈采用新型耐熱合金材料，提高了燃?xì)鈾C(jī)的可靠性和使用壽命。主重要控制部分零件如點(diǎn)火系統(tǒng)（火花塞、高壓線、點(diǎn)火線

27、圈、磁電機(jī)）等，采用美國(guó)公司的產(chǎn)品。配氣系統(tǒng)：采用專為燃?xì)鈾C(jī)設(shè)計(jì)的凸輪軸及其他配氣機(jī)構(gòu)，具有獨(dú)特的配氣相位、配氣夾角、點(diǎn)火提前角等，可使燃?xì)鈾C(jī)達(dá)到理想的充氣效率及燃燒效果。（3）、IFC6/TF系列無(wú)刷恒壓同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)性能參數(shù)機(jī)組配置按西門子進(jìn)口許可證生產(chǎn)的無(wú)刷勵(lì)磁穩(wěn)極式電機(jī)，電機(jī)電壓為0.4kV.IFC6/TF系列無(wú)刷恒壓同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)組成：發(fā)電機(jī)：由主機(jī)、勵(lì)磁機(jī)和勵(lì)磁系統(tǒng)組成。主機(jī)為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)式，轉(zhuǎn)子成圓柱形并帶有阻尼繞阻，勵(lì)磁機(jī)為旋轉(zhuǎn)電樞式，主機(jī)勵(lì)磁功率通過旋轉(zhuǎn)整流器輸入主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。勵(lì)磁系統(tǒng)：帶可控硅電壓調(diào)節(jié)器的THYRIPART勵(lì)磁系統(tǒng)，采用相復(fù)勵(lì)無(wú)刷自動(dòng)電壓調(diào)壓方式，發(fā)電

28、機(jī)的勵(lì)磁電流隨負(fù)載情況而自動(dòng)調(diào)節(jié)，保持發(fā)電機(jī)的電壓恒定。在負(fù)載變化和短路情況下具有良好的動(dòng)態(tài)特性。絕緣系統(tǒng)：標(biāo)準(zhǔn)繞阻采用西門子DURIGNIT2000絕緣系統(tǒng)，滿足VDE0530標(biāo)準(zhǔn)對(duì)F級(jí)絕緣的要求。所采用的絕緣材料具有不吸潮、介電強(qiáng)度高等特性，且能承受劇烈的溫度變化。定子繞阻采用具有高耐水解特性的特種漆包線或包有云母箔的扁銅母線制成。標(biāo)準(zhǔn)絕緣采用特殊的樹脂浸漬工藝，能獲得高機(jī)械強(qiáng)度、高抗震性和極好絕緣強(qiáng)度的滿意效果，從而使發(fā)電機(jī)能在DIN50019標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各種氣候條件下長(zhǎng)期運(yùn)行。短路電流和短路參數(shù)：當(dāng)發(fā)生突加大型鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載情況時(shí)，由于勵(lì)磁系統(tǒng)以相復(fù)勵(lì)方式運(yùn)行，發(fā)電機(jī)滿足最小電壓降

29、和最快電壓恢復(fù)的要求，此時(shí)這種勵(lì)磁方式可提供其值約為3-5倍額定電流的持續(xù)短路電流，以便選擇保護(hù)裝置，但在持續(xù)短路電流的持續(xù)時(shí)間達(dá)5S時(shí)，發(fā)電機(jī)卸載負(fù)荷。過載：按VED0530標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，在額定電壓下，發(fā)電機(jī)能承受1.5倍額定電流，歷時(shí)2min的過載。 2、沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)要適應(yīng)沼氣的燃燒特性 ,各部件的布置應(yīng)適合沼氣生產(chǎn)使用的現(xiàn)場(chǎng)條件。設(shè)計(jì)中發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體、曲軸、連桿、氣缸蓋、凸輪軸等主要部件和普通燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)基本相同;對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)、增壓器、中冷器和進(jìn)氣系統(tǒng)等要進(jìn)行重新匹配。機(jī)組結(jié)構(gòu)及安裝布置見圖1 : 1. 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 2. 抽風(fēng)機(jī) 3. 過濾器 4. 穩(wěn)壓罐 5. 阻火

30、器 6. 水氣分離器 7. 電磁閥 8. 調(diào)壓閥 9. 發(fā)動(dòng)機(jī) 10. 電控混合器 11. 渦輪增壓器 12. 發(fā)電機(jī)圖1 沼氣發(fā)電機(jī)組安裝圖3、沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣過程沼氣由氣源輸出后,經(jīng)凈化處理,由穩(wěn)壓罐、阻火器、水氣分離器、電磁閥、調(diào)壓閥進(jìn)入電控混合器;計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)燃燒室內(nèi)壓力、溫度等參數(shù)的變化向電控混合器發(fā)出指令,自動(dòng)調(diào)節(jié)沼氣與空氣的混合比,得到合適空燃比的混合氣;再經(jīng)增壓器、中冷器、進(jìn)氣管進(jìn)入燃燒室。在燃燒室內(nèi)燃燒后將沼氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,燃燒后的廢氣經(jīng)排氣管排出。4、沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)要解決的核心問題是沼氣的凈化處理和混合。4.1、沼氣的凈化處理沼氣的產(chǎn)生主要是通

31、過厭氧消化,而厭氧消化是利用無(wú)氧環(huán)境下生長(zhǎng)于污水、污泥中的厭氧菌菌群的作用,使有機(jī)物經(jīng)液化、氣化而分解成沼氣。生成的沼氣中含有微量的水分和 H2S 等腐蝕性介質(zhì),這些有害成分會(huì)對(duì)輸氣管道和發(fā)動(dòng)機(jī)部件產(chǎn)生腐蝕,影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行和使用壽命。為了除去沼氣中的水分和H2S,可在進(jìn)氣管道上安裝干式脫硫塔,脫硫劑為鐵屑;或者濕式脫硫塔,脫硫劑為濃度30 %的NaOH 堿液。另外,還要在進(jìn)氣管道上安裝過濾除塵、除濕、除油裝置。4.2、沼氣發(fā)電機(jī)組的防腐處理沼氣中含有的H2S 和水分形成弱酸液,對(duì)管道及發(fā)動(dòng)機(jī)的金屬部件產(chǎn)生腐蝕,特別是對(duì)銅質(zhì)及鋁質(zhì)部件腐蝕更為嚴(yán)重。因此 ,應(yīng)對(duì)輸氣管道、中冷器、增壓器、活塞

32、等部件進(jìn)行涂漆、滲瓷、滲氮等防護(hù)處理。另外,由于H2S燃燒后的產(chǎn)物SO2 具有更強(qiáng)的腐蝕性,燃燒室周圍相關(guān)部件及排氣管均應(yīng)考慮采取防腐措施。4.3、電控混合器技術(shù)普通燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)使用等真空度混合器,不能根據(jù)氣源CH4濃度的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)空燃比,使用時(shí)容易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出功率波動(dòng)較大,甚至因點(diǎn)火不連續(xù)而停機(jī),難以推廣使用。沼氣發(fā)電機(jī)組采用電控混合器。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控燃燒室內(nèi)的燃燒狀況,并將燃燒信號(hào)反饋到 ECU 控制單元, ECU 發(fā)出指令,使電控混合器的執(zhí)行器帶動(dòng)操縱機(jī)構(gòu),改變沼氣與空氣的進(jìn)氣流道面積,根據(jù)沼氣中CH4理匹配空氣和沼氣流量,達(dá)到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)空燃比的目的,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的稀薄燃燒,有

33、效地控制了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷。四、國(guó)內(nèi)外沼氣發(fā)電機(jī)組的優(yōu)劣比較主要優(yōu)劣比較體現(xiàn)在以下兩方面：1、內(nèi)燃發(fā)電機(jī)技術(shù)方面比較沼氣發(fā)電在發(fā)達(dá)國(guó)家已受到廣泛重視和積極推廣，如美國(guó)的能源農(nóng)場(chǎng)、德國(guó)的可再生能源促進(jìn)法的頒布、日本的陽(yáng)光工程、荷蘭的綠色能源等。生物質(zhì)能發(fā)電并網(wǎng)在西歐如德國(guó)、丹麥、奧地利、芬蘭、法國(guó)、瑞典等一些國(guó)家的能源總量中所占的比例為10左右，并一直在持續(xù)增加。沼氣發(fā)電設(shè)備方面，德國(guó)、丹麥、奧地利、美國(guó)的純?nèi)颊託獍l(fā)電機(jī)組比較先進(jìn)，氣耗率0.5m3/kWH（沼氣熱值25MJ/m3），價(jià)格在500750美元/kWH。我國(guó)在“九五”、“十五”期間研制出20500KW純?nèi)颊託獍l(fā)電機(jī)組系列產(chǎn)品，氣耗率0.

34、60.8m3/kWH（沼氣熱值21MJ/m3），價(jià)格在300500美元/kWH，由此可見，價(jià)格低廉是國(guó)內(nèi)機(jī)組的一個(gè)較大優(yōu)勢(shì)。但是，國(guó)內(nèi)機(jī)組與國(guó)外機(jī)組相比，在運(yùn)行、控制以及維護(hù)方面有較大差距，國(guó)外機(jī)組的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）國(guó)外機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，年運(yùn)行可以達(dá)到8300小時(shí)，無(wú)震動(dòng)、噪聲?。粐?guó)內(nèi)機(jī)組組可燃?xì)怏w濃度瞬時(shí)變化造成電壓波動(dòng)大，經(jīng)常出現(xiàn)停機(jī)現(xiàn)象，故障率高，經(jīng)常需要停機(jī)維護(hù)；（2）國(guó)外機(jī)組對(duì)沼氣中甲烷含量要求比較寬松，機(jī)組能適應(yīng)沼氣中甲烷含量范圍為38%-65%。機(jī)組采用稀燃技術(shù)，根據(jù)沼氣中甲烷含量自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣與沼氣的比例，達(dá)到最佳燃燒狀態(tài)；（3）能量利用方面：能夠?qū)崿F(xiàn)冷熱電聯(lián)產(chǎn)，能量總

35、利用率可以達(dá)到83%，發(fā)電效率大于40%，國(guó)內(nèi)機(jī)組的發(fā)電效率36%左右，總的能量利用率只有60%左右；（4）國(guó)外機(jī)組運(yùn)行可以達(dá)到無(wú)人值守的狀態(tài)，機(jī)組自動(dòng)切換市網(wǎng)與獨(dú)立供電之間的切換。（5）國(guó)外機(jī)組壽命可以達(dá)到50年，20萬(wàn)小時(shí)進(jìn)行中修，1萬(wàn)小時(shí)進(jìn)行更換配件，機(jī)組的運(yùn)行費(fèi)用為0.041元/KWh,國(guó)內(nèi)機(jī)組的運(yùn)行費(fèi)用大約為0.06元/KWh。（6）機(jī)組的容量方面：國(guó)外成熟的大型沼氣發(fā)電機(jī)組容量已達(dá)2000KW以上，如顏巴赫的大型發(fā)電機(jī)組的容量達(dá)到了2433KW，而目前，國(guó)內(nèi)主流的沼氣發(fā)電機(jī)組容量普遍小于1000KW，最成熟的大型發(fā)電機(jī)組的容量為500KW，這與國(guó)內(nèi)的沼氣發(fā)電的規(guī)模普遍較小有關(guān)系。因

36、此，提升沼氣發(fā)電及組的容量、發(fā)電的性能、發(fā)電效率以及總體利用熱效率是國(guó)內(nèi)沼氣發(fā)電及廠商需要重點(diǎn)解決的問題。2、余熱利用方面比較沼氣發(fā)電機(jī)的余熱利用分為兩部分，一是排煙的余熱利用，二是發(fā)電機(jī)自身冷卻熱量的利用。目前，國(guó)內(nèi)的發(fā)電機(jī)不提供機(jī)組自身冷卻熱量的利用，只有排煙的余熱可用。國(guó)外機(jī)組，例如GE Jenbacher的內(nèi)燃機(jī)，可以提供上述兩部分的余熱利用。余熱利用有以下四種方案：（1）熱水型。利用發(fā)電機(jī)的余熱可以產(chǎn)生90甚至更高溫度的熱水。這種形式在需要供暖的北方地區(qū)可以使用。（2）煙氣型。利用煙氣的余熱配合吸收式制冷機(jī)組，可以提供冷源負(fù)荷。（3）蒸汽型。利用煙氣的余熱可以產(chǎn)生飽和蒸汽或者過熱蒸汽

37、，但是沼氣發(fā)電機(jī)組的容量較小，蒸汽的產(chǎn)量較小。例如，一臺(tái)1MW的沼氣發(fā)電機(jī)組，可以產(chǎn)生1.0噸左右，蒸汽壓力為0.6MPa的飽和蒸汽，作為供汽負(fù)荷使用。（4）發(fā)電型。利用發(fā)電機(jī)的余熱，配合螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)發(fā)電。一臺(tái)1MW的沼氣發(fā)電機(jī)組，利用排煙余熱，可以配置一臺(tái)70KW的螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)發(fā)電。利用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的廢氣余熱可以制冷、供熱。夏季利用煙氣熱量，冬季主要利用發(fā)電機(jī)組冷卻水熱量。夏季的主要工藝流程：通過煙-水熱交換器產(chǎn)生高溫的水，輸送至溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組中，產(chǎn)生12冷媒水，通過風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)器給房間制冷；冬季的主要流程：一部分利用發(fā)電機(jī)組的冷卻水送至室內(nèi)系統(tǒng)，一部分利用煙-水熱交換器產(chǎn)生的水進(jìn)行

38、二級(jí)換熱，作為熱負(fù)荷的補(bǔ)充。1臺(tái)500GF1-RZ機(jī)組所產(chǎn)余熱可滿足6000平方米面積的制冷，可滿足15000平方米面積的采暖。這樣，沼氣綜合利用率可達(dá)80%左右。目前，我國(guó)集約化養(yǎng)殖廠一般建在農(nóng)村比較偏遠(yuǎn)的地方，養(yǎng)殖場(chǎng)周圍沒有熱、汽用戶，冷源用戶也非常少，沼氣發(fā)電廠通常建在養(yǎng)殖場(chǎng)的附近。因此，采用發(fā)電型方案可能是沼氣發(fā)電余熱利用的最佳方式。五、國(guó)內(nèi)外發(fā)電機(jī)組效益差異分析沼氣發(fā)電具有無(wú)可比擬的社會(huì)效益，也有巨大的經(jīng)濟(jì)效益，假設(shè)沼氣量充足，分別在60000小時(shí)內(nèi)，以勝動(dòng)沼氣發(fā)電機(jī)組跟顏巴赫沼氣發(fā)電機(jī)組為例進(jìn)行分析。1、以勝利油田勝利動(dòng)力機(jī)械有限公司燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組為例進(jìn)行分析：沼氣的主要成分是甲烷，

39、理論上約占所產(chǎn)生的各種氣體的50%一60%。每立方米純甲烷的發(fā)熱量為 34000千焦，每立方米沼氣的發(fā)熱量約為1700020400千焦，在這里統(tǒng)一取沼氣的發(fā)熱量為20MJ。以500KW發(fā)電機(jī)組（具體參數(shù)見表1）為例：查表1得勝動(dòng)發(fā)電機(jī)組的電效率為36%，每立方米沼氣用“勝動(dòng)”燃?xì)鈾C(jī)可發(fā)2度電。成本一：勝動(dòng)發(fā)電機(jī)組購(gòu)價(jià)為127.4萬(wàn)元，其設(shè)計(jì)壽命為10年，折合87600小時(shí)，60000小時(shí)的折舊費(fèi)約為127.4X60000/87600=87.3萬(wàn)元。發(fā)電總量：勝動(dòng)發(fā)電機(jī)組的大修周期為25000小時(shí)，大修成本為15萬(wàn)，大修時(shí)間為15天-25天，取20天，每年能運(yùn)行7500小時(shí)（312天），其電效率

40、為36%，則60000小時(shí)（大約7年）內(nèi)其發(fā)電總量為：500kW/臺(tái)×36%×1臺(tái)×（60000-53X7X24-20X2X24）小時(shí)=902.4萬(wàn)kWh。成本二：60000小時(shí)內(nèi)大修需要大修2次，成本為15X2=30萬(wàn)元。成本三：運(yùn)行費(fèi)用包括：人員費(fèi)用；機(jī)油消耗；配件及維修等運(yùn)行費(fèi)用。運(yùn)行費(fèi)用按0.06元/kWh計(jì)算：902.4×0.06=54.1萬(wàn)元。勝動(dòng)發(fā)電機(jī)組60000小時(shí)內(nèi)總發(fā)電量為902.4萬(wàn)kWh，總成本為87.3+30+54.1=171.4，每發(fā)一度電所需成本為171.4/902.4=0.190元。另外，勝動(dòng)發(fā)電機(jī)組的發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)及附件

41、整潔有序的安裝在一個(gè)撬座上，可整體吊裝、運(yùn)輸，現(xiàn)場(chǎng)安裝非常方便。其發(fā)電機(jī)組的噪聲水平為1m處的噪聲值為低于105dB，達(dá)到環(huán)保要求。因勝動(dòng)發(fā)電機(jī)組為國(guó)產(chǎn)品牌，配件購(gòu)買方便，維修方便。體積較大，需要的基礎(chǔ)面積大。質(zhì)量比顏巴赫笨重。參數(shù)名稱參 數(shù) 值單位機(jī)組型號(hào)500GF1-2RZ  發(fā)電機(jī)型號(hào)Z12V190ZLDK-2B  燃?xì)鈾C(jī)型號(hào)1FC6 455-6LA42  額定功率500kw KW額定電流902 A額定電壓400 V額定頻率50Hz Hz額定轉(zhuǎn)速1000 r/min額定功率因數(shù)0.8 cos電效率36%熱效率36%燃?xì)鉄岷穆?0.3 MJ/(kW·h)機(jī)油消耗率1.0 g/(kW·h)性能等級(jí)G2  相數(shù)與接法三相三線制或三相四線制  調(diào)壓方式自動(dòng)調(diào)壓  勵(lì)磁方式無(wú)刷勵(lì)磁  起動(dòng)方式DC24V直流電起動(dòng)  外形尺寸(L×B×H)5678×2170×2839