中小规模养猪场开展纯沼气发电的必备条件分析

中小规模养猪场开展纯沼气发电主要是提高沼气综合利用率及沼气工程经济效益。笔者认为养猪场对纯沼气发电开展得好，效果显着，开展得不好，影响了纯沼气发电推广进度及效益发挥。本文通过对养猪场开展纯沼气发电必备条件简要分析介绍，为推广纯沼气发电应用作参考。

随着国家对沼气事业的不断重视，各地规模化畜禽养猪场沼气工程得到快速发展，沼气工程数量日益增多，目前有许多养猪场自身对所建沼气工程生产的沼气用不完，又因这些养猪场远离集镇、村庄，受困于输气管网路线太长和建设费用太高（或有输气管道占用土地纠纷），无法作为村庄农民的生活燃料进行集中供气，结果多余的沼气直接排向空中，一方面白白浪费了优质的沼气可再生能源，另一方面又造成二次环境污染。另外，很多养猪场本身用于饲料加工等大功率设备的用电负荷较高，用电量较大，且到夏天用电高峰时经常受到地方电网用电负荷的限制（每星期停电1～2天）或计划外用电需高价购买，严重影响养猪场正常生产生活秩序。因此，一些有沼气工程的养猪场已经开始意识到沼气发电的重要性，想通过开展纯沼气发电利用，既能让养猪场提高自身的经济效益，又可缓解电力紧缺的矛盾，还能解决养猪场多余沼气利用等问题，是一举多得的好事情。在此，笔者对养猪场开展纯沼气发电必备条件进行一些简要的分析，以供相关人员借鉴。

养猪场开展纯沼气发电必须具备三大条件，其一有良好的沼气生产条件，其二有良好的沼气贮存条件，其三有良好的沼气发电利用设备（负荷）条件。

1 沼气生产条件分析确定

沼气生产条件主要包含二个方面，一是要有充足的沼气生产发酵原料，二是有科学合理的沼气生产装置（池）。有了充足的沼气发酵原料才能保证沼气装 置（池）能吃饱，才能生产丰富的沼气，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纯沼气发电有强大的生命力。在开展养猪场纯沼气发电项目建设时，做好沼气生产条件工作是办好养猪场纯沼气发电项目的首要必备条件。

2 沼气贮存条件分析确定

在进行沼气发电时一般要求沼气量充足，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，也就是说要建设沼气贮气柜。农村大多中小规模养猪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开展长时间稳定的沼气发电，再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，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，笔者认为养猪场的纯沼气发电工程必须配备贮气柜。有了贮气柜，整个生产发电用气量的调蓄和稳压就有保证，纯沼气发电就有充分的可靠性、稳定性、安全性。因此设置沼气贮存设备是办好纯沼气发电不可缺少的稳定因素。

2.1贮气柜容积、结构确定方法

金华有许多农村养猪场建设的沼气池容积大多数在150m3以下，以容积100m3的居多，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，所以农村很多养猪场建造的贮气 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较好，因其构造简单，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，非常适宜在南方中小规模养猪场建造使用。

2.2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（相当于250～400mm水柱），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（注：输送距离较远时要考虑管网允许压力降），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二种方法。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。

2.3沼气必须进行净化处理

沼气的净化主要是沼气的脱水、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。而水蒸气与沼气中的硫化氢共同作用，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，将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。

3 沼气发电利用条件分析确定

所谓沼气发电利用条件，笔者在此简单定义为猪场的用电负荷（或同时工作的用电设备功率）量。用电负荷量是猪场选择（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，中小养猪场利用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，没有按照养猪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：猪场用电设备多、功率大，沼气发电机组输出功率小，那么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，从而造成发电机的耗能增加及热效率降低，节能效果不明显，费钱费气，经济效益突显不出。

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