太阳能与发电余热复合沼气增温系统设计

为了实现大中型沼气工程在北方寒冷地区的应用推广。该文针对北方寒冷气候特点,以哈尔滨双城市沼气工程为例构建了1套太阳能—发电余热中温厌氧发酵增温系统,阐述了该增温系统的设计原理,并对沼气发酵热负荷、发电机组余热回收利用率、太阳能集热装置热效率等关键参数进行了理论计算。计算得出该沼气工程全年平均每日热量的损失为6659.2 MJ,太阳能—发电余热中温厌氧发酵增温系统全年平均每日集热量为7017.6 MJ。通过对增温效果与该工程的热量损失进行对比,表明12、1、2月份系统需沼气发电机组额外提供372.2、369.4、208.3 kWh电量增温,其余月份系统可以实现发酵工程每日热量损失的补充,保证该工程的稳定运行。在8月份对示范工程的一次发酵罐体进行了增温效果测试,表明该增温系统在28 d左右可将该发酵罐内物料温度提升到中温发酵水平。该文为北方寒冷地区大中型沼气增温保温设备的配套建设提供参考。

沼气热泵系统设计及其经济性分析

燃气直燃型吸收式热泵具有明显的节能环保特点。在目前能源紧张的情况下,如何利用沼气资源作为燃料驱动吸收式热泵,值得重视。结合直燃型吸收式热泵技术的最新研究进展,对沼气直燃型吸收式热泵进行系统设计及经济性分析。结果表明,直燃型吸收式热泵机组的一次能源利用率(PER)比活塞式、螺杆式及涡旋式热泵机组分别高14.1%、14.3%和6.8%,沼气热泵的节能效益更为显著。

北方蔬菜温室及沼气加热系统的设计

北方蔬菜温室全年生产的关键是冬季夜晚加热保温问题。应用生态学的理论,设计了一个白天利用太阳能加热,夜晚利用沼气燃烧加热保温的生态蔬菜温室。分析其运行过程可知,该温室具有良好的生态效益和经济效益。

小型生物质沼气冷热电联供系统多目标优化设计与运行分析

数十千瓦级冷热电联供系统是解决中国农村生物质资源浪费的一种崭新而有效的途径,极具发展潜力。文中以动态系统仿真程序平台为基础,设计了一种计及设备变工况特性的小型生物质沼气内燃发电机组冷热电联供系统,并阐述了其能量流程和运行方式。同时,建立了综合能源、经济和环境效益的多目标优化模型,采用带约束因子的粒子群算法求解,实现了设备容量和运行参数优化。以某养殖场建筑全年冷热电负荷数据为例完成仿真,分析了优化系统运行情况,同时对比了沼气与天然气联供系统的性能差别。结果表明,优化后的联供系统较传统分供系统有效实现了节能减排,同时还可在寿命年限内回收投资成本;另一方面,相比天然气联供系统,沼气系统在节约能源成本和减排二氧化碳方面均具明显优势。

西北村镇太阳能与沼气联合供暖系统优化配置研究

针对西北村镇地区太阳能与沼气联合供暖系统设备容量设计问题,建立了以热量平准化成本最小为目标的太阳能与沼气联合供暖系统容量匹配优化模型,利用MATLAB/Simulink平台编写了联合系统模拟仿真程序,利用遗传算法对优化模型进行了求解计算,并对优化结果进行了准确性检验及分析。选取西北地区5个典型城市进行了优化模拟,分析了不同地区气候资源差异对联合系统容量配置优化结果的影响。研究结果表明:优化后的热量平准化成本相比未优化时降低了29.4%,同时太阳能子系统的能效及系统总能效得到了提升;对于太阳能资源条件较好的酒泉、西宁和银川地区,在发酵原料充足的条件下,可再生能源保证率达到了80%以上。

燃沼气导热油炉的设计开发

介绍了沼气发酵工艺流程,研究了沼气发酵设备的结构型式,分析了升流式厌氧污泥床消化器的结构特点,设计开发了燃沼气导热油炉,总结了燃沼气导热油炉干背式结构与湿背式结构的优缺点,讨论了扩散式沼气燃烧器和大气式沼气燃烧器的结构特点与设计原则。