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农村养殖场开展沼气发电需要哪些条件?

  导语:
 
  随着国家对沼气事业的进一步重视,各地规模化畜禽养殖场沼气工程得到快速发展。其中,沼气发电是沼气工程中一项重要技术,养殖场可通过对有机废弃物进行厌氧发酵处理产生沼气,然后利用沼气发电机组进行发电。由于沼气发酵原料种类多、资源丰富,既可再生又可储存和运输,再加上不断研发的沼气生产技术和良好的抗爆性能,使沼气发电得到了越来越广泛的应用。
 
  由于沼气发电属于新型发电技术,且在我国发展历史较短、普及率低,除了需要掌握沼气发电技术之外,是否符合沼气发电的必备条件也是农村养殖场所需要考虑的问题。以下,就通过对养殖场开展沼气发电必备条件进行一些简要的分析,供大家借鉴。
 
  一、沼气生产条件
 
  沼气生产条件主要包含2个方面:①有充足的沼气生产发酵原料:②有科学合理的沼气生产装置(池)。有了充足的
 
  原料才能保证沼气装置(池)的使用效率,生产丰富的沼气。而科学合理的沼气生产装置(池),是保证沼气产气率稳定的重要因素。只有气源充足稳定才能使沼气发电有强大的生命力,在开展养殖场纯沼气发电项目建设时,做好沼气生产条件工作是首要必备条件。
 
  二、沼气贮存条件
 
  沼气发电要求沼气量充足,沼气压力基本稳定。但沼气池生产沼气的过程比较缓慢。不可能按用气量变化而变化。为解决供需之间的矛盾,一般要设置沼气贮存设备或建设沼气贮气柜。大多农村养殖场沼气池一般都采用地埋式污水自流入常温发酵工艺,且沼气池多为水压间结构,沼气池贮气室容积只能通过沼气池内发酵液排出和返回来实现用气的调节。
 
  仅靠水压间容量贮存的沼气十分有限,另外,水压式沼气池一年四季受发酵温度、浓度影响较大,产气率不均,导致沼气气源和压力极不稳定。如果不配备贮气柜,沼气发电机组不可能长时间稳定地发电。碰到场内炊事用气时段,消耗气量过快,常会出现中途断气,严重影响沼气发电机效率与使用寿命。在用气间隙,生产的沼气又不能全部贮存,又使更多的沼气白白浪费。为了避免沼气池的产气量和生产发电及生活用气量不平衡,养殖场设置沼气贮存设备是沼气发电不可缺少的稳定因素。
 
  1.贮气柜容积结构确定方法
 
  设计建造沼气贮气柜容积一般可根据产气量要求。按平均日产气量的50%~70%确定贮气柜容积。由于农村沼气工程普遍采用常温发酵,年平均装置产气率约为0.25m3.m—3,所以很多养殖场建造的贮气柜容积大多为30m3以下的小气柜。此类气柜一般采用中间导杆浮罩式贮气柜,其构造简单,加工方便,造价便宜,可以在施工现场加工,也可以工厂加工后运到现场安装,安装使用十分方便。非常适宜在南方农村养殖场建造使用。
 
  2.贮气柜压力选择及配重方法
 
  浮罩式贮气柜维持的沼气压力一般为2.5-4.0kPa。浮罩的质量和面积决定输、配气管路的静压。气柜压力调配可根据沼气发电机的压力参数要求配置,当所需压力高时,要给浮罩进行配重。其沼气输送可不经加压泵,直接通入沼气发电机组进行发电。气柜配重分为钟罩内壁下部配重和顶部外配重2种方法。内配重一般在钟罩里水面下,看不到,但进行配重计算时必须考虑水下配重块所受浮力。
 
  3.沼气净化处理
 
  沼气净化包括脱水、脱硫处理。沼气在通入贮气柜或沼气发电机之前,必须进行净化,使沼气的质量达到发电参数要求。因为沼气从沼气池逸出时,携带大量的水分,发酵温度越高则生产沼气的含水量也越高,沼气中水分对发电机组有影响。严重时有可能引起爆缸爆震,缩短发电机组寿命,同时由于水蒸气的存在,还降低了沼气的热值,也让发电效率不高。
 
  另外水蒸气与沼气中的硫化氢共同作用,会形成高强腐蚀的硫酸,对发电机缸体等金属零部件有较强腐蚀性,严重损害发动机缸体的使用寿命,同时还会造成大气污染,影响人体健康。因此,必须对沼气中的冷凝水及硫化氢进行脱除。
 
  三、沼气发电利用条件
 
  所谓沼气发电利用条件,可以简单理解为养殖场的用电负荷量(或同时工作的用电设备功率)。用电负荷量是养殖场选择(购买)沼气发电机组输出功率大小重要指标,也是沼气发电利用成功重要因素,直接关系到沼气发电的经济性、安全性和可靠性。
 
  目前,农村养殖场沼气发电基本上是内部使用。在沼气气源稳定的条件下,假如无视沼气发电利用条件,没有按照养殖场的用电负荷来进行正确匹配沼气发电机组,则会出现下面情况:养殖场用电设备多、功率大,沼气发电机组输出功率小,大功率用电设备根本不能使用,沼气发电意义不大;反之,用电设备少、功率小,而采用发电功率大的发电机组,电机达不到一定负荷作功,造成发电机的耗能增加及热效率降低,节能效果不明显,经济效益突显不出。因此,沼气发电利用条件的好坏是开展纯沼气发电能否成功的重要标志。
 
  结语:
 
  沼气发电是可再生能源的主要利用方式,合理有效利用这一新型能源,能有效改善能源结构,保护生态环境,缓解能源运输压力,满足社会对清洁能源的需求,具有良好的发展前景。但由于沼气发电技术是新兴的发电技术,在应用过程中仍存在不少问题,当农村养殖场准备开展沼气发电之前必须具备3大条件:首先是拥有良好的沼气生产条件,二是具备良好的沼气贮存条件,最后则是具备良好的沼气发电利用设备(负荷)条件。
 
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  参考资料:吴根禄,王晓春,陶卫平,《农村养殖场开展纯沼气发电的必备条件分析》
 
  


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