1、沼气发电介绍 沼气发电始于70年代初期。国外主要是为了合理、高效地利用在治理有机废弃物污染中所产生的沼气，普遍使用往复式沼气发电机组进行沼气发电。国外使用的沼气机大都是属于火花点火式气体燃料发动机，并对发动机产生的排气余热和冷却水余热加以充分利用，可使发电工程的综合热效率高达80％以上。 我国可燃气发动机的改装与应用也有二十多年的历史。由于开始用的沼气大都是在农村以植物和粪肥等有机废弃物在沼气池中经过厌氧发酵产生的。虽然沼气地面广、量大，但产气量小．发动机功率也小．且沼气的产生常常受气候的影响，沼气的成分、热值和产气量都不稳定。近年来，随着大、中型沼气工程在各地农、牧、禽场中的建设，一些发动机工厂相继改装和生产出功率较大的沼气发动机，并应用于某些地区的大、中型沼气发电工程中。但是由于研究工作做得太少，沼气发动机只属于柴油机的简单改装。不但性能不好，而且可靠性与寿命也不过关，沼气发电工程难以长期、正常、稳定运转。至于近年来原能源部部长、现人大财经委副主任黄毅诚同志提出的高效沼气发电指标，每立方米发酵装置容积日产沼气5m3，每立方米沼气发2kW·h电能更是难以达到。 针对上述情况，我们利用多年来对内燃机燃烧过程的研究与实际经验，进行了五年多气体发动机的研究工作和相关成果推广应用工作，取得一些可喜成绩。现将有关情况介绍如下，以期促进这方面事业的发展。 沼气发电技术 沼气发电可分为双燃料式和全烧式两种方式。经过几年来的研究，我们已在这两方面取得突破性的研究成果并进行了推广应用，现分别介绍如下。 沼气——柴油双燃料发动机方案采用少量的引燃柴油经压燃后点燃沼气。因为哪怕只有5％左右的柴油，其着火能量就会大大高于火花点火的能量，可以解决因沼气燃烧速度慢而带来的严重后燃、高排温及大负荷等问题。其另一个优点是在可燃气不足的情况下可以用柴油补充；没有可燃气时，可以全部燃用柴油工作，使用起来比较灵活。 我们于1993年和1994年分别将该技术推广应用于福建省福州市的两个菜蓝子工程中的沼气发电及余热利用工程上。考虑到提高沼气发动机发电工程综合热效率是提高沼气能源利用率与提高工程经济效益的一个重要因素，我们决定将占燃料化学能35％～40％的发动机排气余热和20％～25％的冷却水余热加以高效利用。其中一个工程利用余热产生的大量热水和开水供农场职工饮用。另一个工程利用余热还可提供沼气工程冬季料液升温。 具体情况是这两个发电工程都基于沼气工程规模为日产沼气1000Nm3，甲烷含量65％，沼气的热值为5500heal／Nm3的情况下，提供给两台自行研制的沼气——柴油双燃料发动机发电机组，一台75kW作为主机，另一台40kW（第二个工程为50kW）作为备机。并提供一套自行研制的高效发动机排气余热利用与消音综合装置，一套发动机冷却水余热利用装置和全套管道、辅助设备与仪表。 这样一整套沼气发电和余热利用工程项目的投资约为30万元左右。 工程验收时租用福建马尾船厂的可变负载水电设备，并聘请该厂工程技术人员进行现场测试。测试结果：引燃油量＜18％，沼气消耗率为0．4lNm3／kw·h（折合为合沼气耗率为0．5Nm3／kw·h），每度电的柴油成本为0．12元。发动机排气温度比原柴油机排温还低20～30oC，不但发动机可靠性与寿命不成问题，经济性亦属国内领先水平。 工程使用效果即使只计及75kw主机应用效果（备机应用效果不计在内），年发电量为6．5万kw·h，创产值32．5万元。排气余热利用年供80oC热水6533t或开水3255t，创值16．33万元。冷却水余热利用产生的热水常年可供沼气工程与发电工程工作人员洗澡用。排气经过余热利用消音综合装置后，可使机房内100多dB噪音降低为80多dB，再经过消音坑最后排气澡音只有50多dB。考虑沼气成本、机器折旧、职工工资、引燃柴油费用后，只一年多，最多两年30万元投资便能收回。这对于包括沼气工程在内的整个工程投资回收率的提高也是显而易见的。更主要的是能根本解决农场受福建省供电不足而经常停电的问题。特别是1995年下半年福建严重缺水，供电更是不足，而该农场两年多来发电装置一直正常运行，饱尝了沼气发电的甜头。即使在工程建设初期，虽然还没有沼气，但由于采用的是双燃料发动机方案，完全可以使用柴油发电，大大加快了工程建设速度。 上面介绍了双燃料发动机的许多优点，但其缺点是离不开柴油。在沼气资源丰富的场合下，全烧沼气发动机更具有应用价值。遗憾的是，国内生产的全烧沼。气发电机排温太高，可靠性不过关，经济性也不好，使沼气发电工程应用与发展大受影响。我们经过多年研究，通过采用快速燃烧系统等措施，明显地改善了全烧沼气发动机的性能。取得了排气温度接近500℃的国际先进

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