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沼氣發電機組三牛沼氣增壓風機選型注意事項及發電量、發電裝機容量計算方法
作者:管理員    發布于:2018-11-22 09:49:47    文字:【】【】【
摘要: 沼氣發電機組沼氣增壓風機選型注意事項及發電量、發電裝機容量計算方法
 沼氣發電機組選型注意事項及發電量、發電裝機容量計算方法


一、發電機組的氣質要求

“在沼氣發電過程中,沼氣發電機組對沼氣的成分、溫度、壓力、用量特別敏感,發電機組要求進氣系統必須保持空燃比的恒定和適度,避免空燃比過大,引起熄火;也要避免空燃比過小,引起溫度高及爆震??杖急仁怯跋煺悠⒌緇忌招閱艿鬧匾蛩刂?,而沼氣溫度、壓力、成分的變化都會影響空燃比,因此,在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。

1、沼氣質量


利用沼氣發電,首先要滿足沼氣發電機組對沼氣質量的要求,《中大功率沼氣發電機組》(GBT29488-2003)、《沼氣電站技術規范》(NY/T1704-2009)對沼氣質量的要求如下。


1) 沼氣低位發熱值≥14MJ/Nm3,相當于沼氣中甲烷體積分數不小于30%。沼氣中甲烷在30s內的體積分數變化率不應超過2%,機組連續運行期間沼氣中甲烷體積分數變化率不超過5%。

2) 沼氣溫度不高于50℃。

3) 沼氣發電機組對沼氣成分的具體要求如下表。

?
甲烷
硫化氫
氟氯化物

粉塵

%
mg/Nm3
粒度≤5μm
含量≤30mg/Nm3
無液體成分
濕度≤80%
30~50
≤200
≤100
≤20
50~60
≤250
≤125
≤25
≥60
≤300
≤150
≤30
注:沼氣體積的標準參比條件是101.3kPa,20℃;按照沼氣中所含硫成分全部轉化為硫化氫計算。

01
H2S對發電機組的影響
沼氣發電時沼氣中的H2S會對沼氣發電機組的進氣管道、沼氣增壓風機、中冷器、火花塞、氣缸套、排氣管和消音器等造成嚴重腐蝕,從而影響機組壽命,所以沼氣在進入發電機組之前必須進行沼氣預處理,將H2S降到機組允許的范圍內才能保證機組的可靠運行。

02
水分對發電機組的影響
沼氣發電過程中,沼氣水分含量過大,會導致發電機組的進氣壓力損耗過大,嚴重情況下,會引起發動機功率波動、敲缸、?;任侍?,嚴重地影響其使用壽命。其具體表現為:
(a)發動機點火困難;
(b)降低燃燒室溫度,降低內燃機效率;
(c)水蒸氣等無功氣體的存在,會增壓和增大功耗;
(d)水蒸氣與其他酸性物質化合產生的中間產物,會對發電機組產生腐蝕,縮短使用壽命,降低可靠性。

03
粉塵對發電機組的影響
粉塵是發動機明確限制的雜質,它主要影響在于:
(a)堵塞管路,流通不暢,加大壓損,增加運行費用;
(b)增大機械磨損,降低設備使用壽命。

2、沼氣壓力

沼氣發電機組在距離機組燃氣支管錢1m處的沼氣壓力不低于3kPa,當供氣壓力低于3kPa時,應配置氣體增壓設備;當供氣壓力超過5kPa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0.4kPa/s。

3、沼氣用量

沼氣發電機組的沼氣用量應根據發電機組的效率和負荷確定,發電時沼氣的供氣量應相對穩定。增壓風機應選用三牛羅茨風機,在計算沼氣使用量時,應小于沼氣發電機額定功率耗氣量的1.2倍。供氣系統應設有調節用氣的設施和氣體計量儀表。沼氣發電機組連續運行時,儲氣裝置容量應按照運行機組總額定功率大于3h的用氣量設計。沼氣發電機組間歇運行時,儲氣裝置容量應按照大于間斷發電時間的沼氣總量設計。

其中,沼氣發電機組的用氣調節系統,一般采用電子調速系統控制碟門開度來實現的,調速系統由轉速傳感器、速度控制器、執行器和驅動器組成,構成閉環的速度調節與控制系統,實現對混合氣體進氣量的控制。氣體計量儀表一般是采用沼氣流量計,如銳意自控超聲波氣體流量計BF-3000/BF-3000B,用以實時計量沼氣的瞬時流量和累計流量,為計算沼氣使用量提供科學的數據支撐。

二、發電機組選型計算方法
“沼氣發電機組的選擇,需要了解一些基本數據,如可用于發電的沼氣量、發電用途、發電時間、用電設備的總功率、單臺設備的最大功率。發電機組功率選擇應大于用電設備的總功率30%以上,并且應考慮最大功率用電設備啟動時對沼氣發電機組的影響。沼氣發電量、發電裝機容量可按照公式(1),公式(2)計算:

Qe=VHuη/3600……(1)
P=k[VHu/(t·gh)]=k[VHuη/(t·3600)]……(2)

式中,Qe為沼氣發電量,kW·h/d;P為電站總裝機容量,kW;k為裝機余量與發電機效率的綜合比例系數,取值范圍1.08~1.20;V為每天沼氣產量換算為標準狀況下的體積,Nm3/d;Hu為沼氣的低熱值,kJ/Nm3;t為每天發電時間,h/d;gh為發電機組熱耗率,kJ/kW·h;η為發電機組效率,%;3600為轉換系數,3600kJ/kW·h。

【例題】
有一個沼氣工程,沼氣產量為1000m3/d,沼氣熱值21000kJ/m3,發電機組電效率η按30%計,試計算沼氣發電量,并選用發電機裝機容量。

【解答】
沼氣發電量Qe=VHuη/3600=1000m3/d×21000kJ/m3×30%÷3600kJ/kW·h=1750kW·h/d
發電機組熱耗率gh=3600/η=3600÷30%=12000kJ/kW·h
設每天連續發電,即發電時間為24h,k取值1.2,則
沼氣發電裝機容量P=1.2×(1000m3/d×21000kJ/m3÷24h/d÷12000kJ/kW·h)=87.5kW
沼氣發電裝機容量P=1.2×(1000m3/d×21000kJ/m3×30%÷24h/d÷3600kJ/kW·h)=87.5kW
因此,選用100kW的沼氣發電機組即可。

以上就是沼氣發電機組根據沼氣量、沼氣熱值、發電時間、發電機組熱耗率、發電機組效率等因素計算得出沼氣發電量及機組裝機容量的計算方法。

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?
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?
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