西北地區(qū)規(guī)模化養(yǎng)殖場熱電聯(lián)產系統(tǒng)性能優(yōu)化研究.pdf

1、畜禽養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)?；瘞砹瞬豢珊雎缘沫h(huán)境污染問題。沼氣工程將養(yǎng)殖場產生的糞污進行厭氧發(fā)酵，既解決了環(huán)境污染問題，又得到了可利用能源，具有重要的推廣意義。但是，西北地區(qū)冬季寒冷漫長，導致大多沼氣工程在實際運行中普遍存在產氣率低和產氣量不穩(wěn)定的現象。本文基于對蘭州花莊大型沼氣發(fā)電工程的實地調研，對該工程運行9年以來的整體性能進行了分析，并總結了沼氣發(fā)電工程實際運行所遇到的問題。為了解決花莊沼氣工程發(fā)酵溫度不穩(wěn)定、系統(tǒng)運行連續(xù)性差等問題，整合太

2、陽能集熱系統(tǒng)、恒溫厭氧發(fā)酵系統(tǒng)、內燃機發(fā)電系統(tǒng)和沼氣鍋爐熱利用系統(tǒng)，構建了一套多種可再生能源耦合的新型熱電聯(lián)產系統(tǒng)，并從經濟性、節(jié)能性、環(huán)保性等方面對新系統(tǒng)進行了全面的評價。
　　本研究主要內容包括：⑴系統(tǒng)的初始工藝符合實際工程，9年運行期內系統(tǒng)基本能夠穩(wěn)定運行，具有可推廣性；累計收益239.1萬元，節(jié)省標煤1724噸，減少CO2排放4211噸；政策扶持力度不夠、工程配套裝備質量差和運行管理不規(guī)范等因素是造成工程后期運行效果差、綜

3、合效益沒有最大化以及企業(yè)主體缺乏積極性的關鍵原因。⑵針對現在沼氣工程存在的問題，整合太陽能集熱系統(tǒng)、恒溫厭氧發(fā)酵系統(tǒng)、內燃機發(fā)電系統(tǒng)和沼氣鍋爐熱利用系統(tǒng)，構建了多能互補的熱電聯(lián)產系統(tǒng)。以蘭州花莊奶牛場的實際情況為基礎，對現有系統(tǒng)進行優(yōu)化，構建一套太陽能—沼氣鍋爐—發(fā)電余熱耦合的新型熱電聯(lián)供系統(tǒng)，并對新系統(tǒng)的關鍵部分進行了設計和選型。⑶優(yōu)化后的系統(tǒng)年產氣量達到51.9萬m3，增幅比達到400%；優(yōu)化后系統(tǒng)年發(fā)電量達到71.3萬 kWh，增

4、幅比達到390%，占全年養(yǎng)殖場用電量的70.2%；系統(tǒng)年增益為24.9萬元，靜態(tài)投資回收期為1.1年；改進后的系統(tǒng)具有良好的經濟效益、社會效益和環(huán)境效益。⑷優(yōu)化后的各個子系統(tǒng)的成本差均不大，整個系統(tǒng)的能量轉換效率比較高，經過熱電聯(lián)產優(yōu)化后系統(tǒng)具有較優(yōu)的熱經濟性；優(yōu)化后系統(tǒng)總效率在20%~33%之間，冬季較小，夏季最大，春秋季位于其間；優(yōu)化后的系統(tǒng)全年產出的經濟系數為0.417元/kWh，大大低于市場電價，說明該養(yǎng)殖場采取這種模式運行的熱