沼气燃烧器燃烧性能参数优化的试验研究

通过对沼气燃烧器进行燃烧参数优化的试验研究,明确各参数对燃烧性能的影响规律,为进一步设计和改进沼气燃烧器提供基础技术参数。试验通过采用多因素多水平设计,对数据进行处理后得到热负荷、热效率与试验因素之间的回归方程,并通过等值曲线曲面分析了试验因素对性能指标的影响规律以及之间的交互作用,最后经过对试验结果的回归分析和参数优化,得到了沼气燃烧器的最佳工作组合为:沼气流量3.0m3/h、喷口直径6.0mm、一次空气量系数0.61;并且进行了验证,得出的实际值与预测值非常接近,表明了优化结果的合理性。     

寒区沼气厌氧发酵反应器保温层厚度的研究——基于限定温降值和温降时间

由于北方寒区冬季沼气工程存在产气率低,甚至无法正常运转等问题,需对反应器采取保温增温措施,而确定技术保温层厚度、降低能耗、保证沼气工程的正能输出是其中一系列关键环节。为此,以一体式全地上立式圆柱型反应器为例,用稳态传热原理分别对反应器的顶、壁和底部进行了传热分析,建立料液温降值与温降时间的数学模型,并用黑龙江省鸡西市兰岭乡大型沼气工程中实际工程监测值对模型进行了验证。最后,运用模型,计算出鸡西地区反应器不同保温层厚度下的温降和耗能,得出顶部散热是反应器整体散热主要影响因素,壁面散热量次之,底部散热量最小。此类反应器壁面不同保温层厚度对料液温降变化无显著影响,这对以后研究反应器耗能具有一定的指导意义。     

厌氧发酵反应器一维稳态传热模型的建立与验证

在北方高寒地区,采取适当的加热及保温措施,确保沼气厌氧发酵所需的稳定温度,是关系到沼气工程冬季能否正常运行的关键所在。厌氧发酵反应器传热耗热量是沼气发酵料液加热系统设计的最基本的数据,它直接影响着加热系统方案的选择、供热管道管径和加热器等主要设备的确定。该文在稳态传热理论的基础上,通过对集厌氧发酵和沼气收集为一体式的全地上反应器传热过程的理论分析,建立了一维稳态传热模型,并通过试验对传热模型进行了修正和验证。结果表明,通过模型计算得到的模拟值与实际值在统计上没有明显差异,传热模型可用于反应器耗热量的计算。这为今后大型沼气工程中厌氧发酵反应器热负荷的计算和反应器能耗的预测提供了依据。     

基于地下水源热泵的寒区沼气工程加热模式的探讨

合理选择节能环保型沼气发酵料液加热增温的模式和设备,是北方高寒地区发展大中型沼气工程必须解决的问题。该文提出了利用地下水源热泵对沼气发酵系统进行加热的模式,通过沼气工程应用实例与现场测试,验证了地下水源热泵加热系统对保持沼气中温发酵系统稳定运行的作用;获得了热泵机组的平均能效比为4.39,加热系统平均能效比为2.71;热泵机组一次能源利用系数为1.27,高于燃煤锅炉直接供热方式近1倍。同时通过对加热系统在2010-09-29—2011-02-25供热期内的实时跟踪监测,获得系统的实际能耗为4.79×108kJ,与燃煤锅炉直接供热方式相比,可节约标准煤10.8t,节约标准煤44%,减少二氧化碳排放量25.9t。结果证明地下水源热泵加热系统应用于沼气工程中是可行的,具有高效节能,运行稳定可靠,环境效益显著等优点,可为热泵技术在寒区沼气工程中的应用提供参考。     

寒区沼气发酵地源热泵增温系统的初步研究

以黑龙江省鸡西市兰岭乡大型沼气工程的增温系统为研究对象,通过对配料池、厌氧反应器加热量的计算,确定增温系统的供热负荷.并以此来选择合适的地下水源热泵机组.同时,对增温系统运行参数进行了周期为33h的测试,并进行了相关的分析.结果表明,地下水源热泵为沼气工程增温,不仅能保证沼气工程在北方冬季正常运行,还体现出了沼气增温系统的高效节能性.     

寒区沼气工程加热增温过程能耗监测系统的实现

随着我国经济建设和社会文明的高度发展,环境和资源问题日益突出,节能减排的压力越来越大。在我国社会总能耗中,新能源开发能耗占据了相当大的比例。在新能源开发能耗中,寒区沼气工程加热增温能耗的问题尤为突出。为此,以寒区沼气工程加热增温节能标准、能耗监测技术导则为依据,在分析研究能耗监测系统体系的基础上提出了寒区沼气工程加热增温能耗数据存储与处理系统的设计思路,并在生产现场搭建了能耗监测系统的基础平台。该系统能够对寒区沼气工程加热增温的能源利用率和消耗水平进行统计计算,为下一步建立基于寒区沼气工程加热增温节能的能源环境最优控制模型提供基本依据和基础资料。