沼氣燃燒火炬
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沼氣發(fā)電站主要由厭氧消化裝置、發(fā)電裝置和扶助加熱裝置組成，生物質(zhì)原料在厭氧消化池中發(fā)酵時，需要一個恒溫的環(huán)境，以保障沼氣的均勻、連續(xù)生產(chǎn)，在較佳消化溫度范圍內(nèi)，沼氣產(chǎn)量和產(chǎn)氣率達到較大。
因此，厭氧消化池的溫度平衡對電廠的運行起著重要的作用，本文對沼氣發(fā)電廠厭氧罐的熱平衡進行了計算，并對熱平衡的調(diào)整方法進行了分析。
從水箱到周圍空氣的對流換熱將損失部分熱量，為了保持發(fā)酵溫度穩(wěn)定，需要對厭氧消化池進行加熱。為了簡化罐內(nèi)物料對空氣的散熱計算，假設(shè)罐內(nèi)物料攪拌，每次進料及時與物料混合，罐內(nèi)物料溫度分布均勻。
由于儲罐的直徑比壁厚大得多，可以將其簡化為沒有限度長的平壁，平壁兩側(cè)分別攪拌原料和流動空氣，從內(nèi)到外的熱傳遞是原材料與罐內(nèi)壁之間的對流換熱，罐內(nèi)的熱傳導(dǎo)與保溫材料之間的對流換熱，以及保溫材料外壁與空氣之間的對流換熱。
厭氧罐周圍環(huán)境空氣的計算溫度和風(fēng)速取自采暖、通風(fēng)和空調(diào)的室外氣象參數(shù)，其他物理參數(shù)取自NIST數(shù)據(jù)庫，罐內(nèi)原料的物理性質(zhì)隨鴨糞含量和消化工序的不同而變化，便于用水計算，攪拌速度為0.1m/s，而不是物理參數(shù)。
來自發(fā)動機廢熱交換器的高溫?zé)崴ㄟ^加熱帶將熱量釋放到油箱中的原材料。原材料與罐內(nèi)壁之間的傳熱繼續(xù)被視為大平板的對流傳熱，計算公式與散熱方程相同。熱水側(cè)的換熱被認(rèn)為是管內(nèi)的強制對流換熱。
通過對一年中不同季節(jié)的計算，發(fā)現(xiàn)由于夏季環(huán)境溫度較高，熱水沒有對水箱進行加熱，即qh=0，所獲得的熱量全由蒸汽加熱供給。
由此可見，在冬季和夏季，沼氣發(fā)電廠厭氧罐的熱平衡溫度在30~35℃之間，處于厭氧消化的較佳消化溫度范圍，在典型的季節(jié)和冬季，輸入能量為鴨糞，所產(chǎn)生的沼氣全用于系統(tǒng)的沼氣發(fā)動機，并終端輸出電能。過渡季節(jié)厭氧消化溫度接近40，由于加熱量力恒定，散熱量小，但不會對厭氧消化產(chǎn)生太多不利影響。此外，整個系統(tǒng)的運行模式保持不變，從工程角度和運行控制角度來看，這是一種適合的運行策略。
沼氣發(fā)電廠厭氧罐的熱平衡決定了沼氣生產(chǎn)的速度和產(chǎn)量。厭氧系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率在沼氣發(fā)電中起著重要作用，通過建立厭氧消化池加熱系統(tǒng)的傳熱模型，計算了厭氧消化池加熱系統(tǒng)在一個進料周期內(nèi)的熱增益和散熱量，并對系統(tǒng)的終端結(jié)果進行了判斷，無論穩(wěn)定溫度是否在較佳消化溫度范圍內(nèi)，均能為厭氧罐加熱系統(tǒng)提供調(diào)整措施，為沼氣發(fā)電站的預(yù)設(shè)計計算提供可行的方法。
關(guān)鍵詞：雙膜氣柜
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