目录
目录 (1)
一、国内外沼气发电技术进展状况 (2)
二、沼气发电机组的应用现状及前景 (10)
三、沼气发电机组的概述 (12)
1、沼气发电机组的结构简介 (12)
2、沼气发动机的结构 (13)
3、沼气发动机的进气过程 (14)
4、沼气发动机的关键技术 (14)
四、国内外沼气发电机组的优劣比较 (15)
五、国内外发电机组效益差异分析 (17)
六、结论 (22)
一、普通发动机的结构概述
图一发动机结构示意图
发动机（见图一）是一台由许多机构和系统组成的复杂计起，现代汽车发动机的结构形式很多，即使是同一类型的发动机，其具体构造也是各种各样的，但就其总体功能而言，基本上都是由如下的机构和系统组成：曲柄连杆机构、配气机构、供给系、润滑系、冷却系和启动系。如果是汽油机还包括点火系，若为增压发动机则还应有增压系统。若是电喷发动机还有其独特点火系、燃油供给系和电子控制系统等。
各部分功用如下：
1、曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机实际工作循环，完成能量转换的主要运动部件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在做功过程中，活塞承受燃气压力在气缸内做直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力，而在进气、压缩和排气过程中，飞轮释放能量把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。
2、配气机构
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启、关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多数采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。
3、燃料供给系
汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入
气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中，柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。
4、润滑系
润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损，并对零件表面进行清洗和冷却，润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。
5、冷却系
冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。
6、点火系
能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备成为点火系。
在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部深入燃烧室内。点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。
7、启动系
发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀做功，推动活塞向下运动使曲轴旋转，发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的启动。完成启动过程所需的装置，称为发动机的启动系。
汽油机由以上两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃烧供给系、润滑系、冷却系、点火系和启动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气系统、燃料供给系、润滑系、冷却系和启动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。
二、沼气发动机的结构概述
1、沼气发动机的结构简介
沼气发动机的基本结构要适应沼气的燃烧特性,各部件的布置应适合沼气生产使用的现场条件。设计中发动机的机体、曲轴、连杆、气缸盖、凸轮轴等主要部件和普通燃气发动机基本相同;对点火系统、增压器、中冷器和进气系统等要进行重新匹配。机组结构及安装布置见图二:
1. 计算机监控系统
2. 抽风机
3. 过滤器
4. 稳压罐
5. 阻火器
6. 水气分离器
7. 电磁阀
8. 调压阀
9. 发动机10. 电控混合器11. 涡轮增压器12. 发电机
图二沼气发电机组安装图
2、沼气发动机的进气过程
沼气由气源输出后,经净化处理,由稳压罐、阻火器、水气分离器、电磁阀、调压阀进入电控混合器;计算机监控系统根据燃烧室内压力、温度等参数的变化向电控混合器发出指令,自动调节沼气与空气的混合比,得到合适空燃比的混合气;再经增压器、中冷器、进气管进入燃烧室。在燃烧室内燃烧后将沼气的化学能转化为机械能,燃烧后的废气经排气管排出。
3、沼气发动机的关键技术
沼气发动机要解决的核心问题是沼气的净化处理和混合。
3.1、沼气的净化处理
沼气的产生主要是通过厌氧消化,而厌氧消化是利用无氧环境下生长于污水、污泥中的厌氧菌菌群的作用,使有机物经液化、气化而分解成沼气。生成的沼气中含有微量的水分和H2S 等腐蚀性介质,这些有害成分会对输气管道和发动机部件产生腐蚀,影响发动机的正常运行和使用寿命。为了除去沼气中的水分和H2S,可在进气管道上安装干式脱硫塔,脱硫剂为铁屑;或者湿式脱硫塔,脱硫剂
为浓度30 %的NaOH 碱液。另外,还要在进气管道上安装过滤除尘、除湿、除油装置。
3.2、沼气发电机组的防腐处理
沼气中含有的H2S 和水分形成弱酸液,对管道及发动机的金属部件产生腐蚀,特别是对铜质及铝质部件腐蚀更为严重。因此,应对输气管道、中冷器、增压器、活塞等部件进行涂漆、渗瓷、渗氮等防护处理。另外,由于H2S燃烧后的产物SO2 具有更强的腐蚀性,燃烧室周围相关部件及排气管均应考虑采取防腐措施。
3.3、电控混合器技术
普通燃气发动机使用等真空度混合器,不能根据气源CH4浓度的变化自动调节空燃比,使用时容易导致发动机转速和输出功率波动较大,甚至因点火不连续而停机,难以推广使用。
沼气发电机组采用电控混合器。计算机监控系统实时监控燃烧室内的燃烧状况,并将燃烧信号反馈到ECU 控制单元, ECU 发出指令,使电控混合器的执行器带动操纵机构,改变沼气与空气的进气流道面积,根据沼气中CH4理匹配空气和沼气流量,达到实时调节空燃比的目的,实现稳定的稀薄燃烧,有效地控制了发动机的热负荷。
三、沼气发电机组的概述
1、沼气发电机组的结构简介
（1）、沼气发电机组主要由沼气发动机、发电机、控制屏、公共钢制底盘和冷却系统等组成。
（2）、以胜动沼气发电机组为例，燃气发动机的主要部件构成：
燃气机的机械基础件（机体、曲轴、连杆等主要部件），与我国目前铁路机车动力和石油钻井柴油机通用，均是经过了几十年长期考验的成熟机型，针对沼气的特点，通过降低转速并对部分基础件进行特殊处理来更好的适合沼气。
电子调速器：采用美国WOODWARD公司生产的电调系统。
进气压力调节阀：采用膜片式压力调节阀双向气道精确调整技术，配合电控
混合器对空燃比自动调整，可以达到良好的均匀层燃效果。
缸温、排温的控制:对燃气机的缸温和排温进行监测并控制，对燃气机的缸温和排温进行监测并控制，可以及时调整发动机的相关参数以消除爆震倾向。
新型活塞环：采用既扭又锥的气环和组合式油环，对机组的油耗控制有保证。气门座圈采用新型耐热合金材料，提高了燃气机的可靠性和使用寿命。
主重要控制部分零件如点火系统（火花塞、高压线、点火线圈、磁电机）等，采用美国公司的产品。
配气系统：采用专为燃气机设计的凸轮轴及其他配气机构，具有独特的配气相位、配气夹角、点火提前角等，可使燃气机达到理想的充气效率及燃烧效果。
（3）、IFC6/TF系列无刷恒压同步发电机结构及主要技术性能参数
机组配置按西门子进口许可证生产的无刷励磁稳极式电机，电机电压为0.4kV. IFC6/TF系列无刷恒压同步发电机结构组成：
发电机：由主机、励磁机和励磁系统组成。主机为旋转磁场式，转子成圆柱形并带有阻尼绕阻，励磁机为旋转电枢式，主机励磁功率通过旋转整流器输入主发电机转子。
励磁系统：带可控硅电压调节器的THYRIPART励磁系统，采用相复励无刷自动电压调压方式，发电机的励磁电流随负载情况而自动调节，保持发电机的电压恒定。在负载变化和短路情况下具有良好的动态特性。
绝缘系统：标准绕阻采用西门子DURIGNIT2000绝缘系统，满足VDE0530标准对F级绝缘的要求。所采用的绝缘材料具有不吸潮、介电强度高等特性，且能承受剧烈的温度变化。定子绕阻采用具有高耐水解特性的特种漆包线或包有云母箔的扁铜母线制成。标准绝缘采用特殊的树脂浸渍工艺，能获得高机械强度、高抗震性和极好绝缘强度的满意效果，从而使发电机能在DIN50019标准规定的各种气候条件下长期运行。
短路电流和短路参数：当发生突加大型鼠笼式异步电动机负载情况时，由于励磁系统以相复励方式运行，发电机满足最小电压降和最快电压恢复的要求，此时这种励磁方式可提供其值约为3-5倍额定电流的持续短路电流，以便选择保护装置，但在持续短路电流的持续时间达5S时，发电机卸载负荷。
过载：按VED0530标准的规定，在额定电压下，发电机能承受1.5倍额定
电流，历时2min的过载。
四、投资分析
以潍柴沼气发电机组为例，发动机的机体、气缸盖、曲轴、凸轮轴、飞轮、齿轮室等主要部件和普通燃气发动机相同，为潍柴独立生产，其余均采购配件进行装配，例如：
活塞：马勒
增压器：honeyweell、霍尔赛特
火花塞：博世、香火炬。
电控：WOODWARD
发电机：蓝电、马拉松、西门子、斯坦福、强辉、兴诺。
厂区面积：1500X500平米
员工15000人，年产5-6万台。
沼气燃烧发电是随着沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能，是有效利用沼气的一种重要方式。目前用于沼气发电的设备主要有内燃机和汽轮机。
国外用于沼气发电的内燃机主要使用Otto发动机和Diesel发动机，其单位重量的功率约为27 kW／T。汽轮机中燃气发动机和蒸汽发动机均有使用，燃气发动机的优点是单位重量的功率大，一般为70～140kW／T；蒸汽发动机一般为10kW／T。国外沼气发电机组主要用于垃圾填埋场的沼气处理工艺中。目前，美国在沼气发电领域有许多成熟的技术和工程，处于世界领先水平。现有61个填埋场使用内燃机发电，加上使用汽轮机发电的装机，总容量已达340兆瓦；欧洲用于沼气发电的内燃机，较大的单机容量在0.4～2兆瓦，填埋沼气的发电效率约为1.68～2kWh／m3。
德国的沼气工程所产生的沼气主要用来发电，同时多数将发电过程中产生的废热用于供热，即热电联产工艺。沼气发电的方式主要是利用内燃机带动发电机进行发电。所采用的内燃机以双燃料内燃机为主，占72% ，其余28 % 为单燃料内燃机。
我国开展沼气发电领域的研究始于八十年代初，1998年全国沼气发电量为1,055，160kWh。在此期间，先后有一些科研机构进行过沼气发动机的改装和提高热效率方面的研究工作。我国的沼气发动机主要为两类，即双燃料式和全烧式。目前，对“沼气一柴油”双燃料发动机的研究开发工作较多。如：中国农机研究院
与四川绵阳新华内燃机厂共同研制开发的S195—1型双燃料发动机：上海新中动力机厂研制的20／27G双燃料机等。成都科技大学等单位还对双燃料机的调速、供气系统以及提高热效率等方面进行过研究。潍坊柴油机厂研制出功率为120 kW的6160A一3型全烧式沼气发动机，贵州柴油机厂和四川农业机械研究所共同开发出60 kW的6135AD(Q)型全烧沼气发动机发电机组；此外，还有重庆、上海、南通等一些机构进行过这方面的研究、研制工作。可以说，目前我国在沼气发电方面的研究工作主要集中在内燃机系列上。
沼气――柴油双燃料发动机方案采用少量的引燃柴油经压燃后点燃沼气。因为哪怕只有5％左右的柴油，其着火能量就会大大高于火花点火的能量，可以解决因沼气燃烧速度慢而带来的严重后燃、高排温及大负荷等问题。其另一个优点是在可燃气不足的情况下可以用柴油补充；没有可燃气时，可以全部燃用柴油工作，使用起来比较灵活。
上面介绍了双燃料发动机的许多优点，但其缺点是离不开柴油，经济效益也较低。所以在沼气资源丰富的场合下，全烧沼气发动机更具有应用价值。起初，国产的全烧式沼气发电机排温太高，可靠性不过关，经济性也不好。现经过国内多年研究，通过采用快速燃烧系统等措施，明显地改善了全烧沼气发动机的性能，取得了排气温度接近500℃的国际先进水平，可望使国产沼气排温高达650～700℃，致使可靠性与寿命不过关的问题得以解决,国内部分发电机组气耗率已接近0．5Nm3／kw·h，达到国内先进水平，目前国内的机组大部分为全燃式机组。
近年来，随着人们对生物质能认识的提高，国内有实力的厂家加大了科研和市场推广的力度。目前成熟的国产沼气发电机组的功率规格，主要集中在24～600kW这个区段。
典型企业胜利油田胜利动力机械有限公司自上世纪80年代起就致力于燃气机的研制和推广，因双燃料式机组经济效益较低，它主要致力于全烧式机组的研发，现在生产的燃气机单机功率已经达到2000KW，机组的各项指标参数已经接近国外机组水平，在技术方面，胜动机组采用电控燃气混合技术、低压进气技术、稀薄燃烧技术，选用美国WOODWARD电子调速技术，采用美国进口磁电机点火技术，已可以与国际先进技术同步，给沼气发电事业带来了活力。
二、沼气发电机组的应用现状及前景
随着我国对发展节能产业,提高能源利用效率的日益重视,沼气发电已经不是单纯的能源工程,而是与环境保护、生态平衡及资源回收利用密切结合的重大举措。从沼气大量使用的范围看,沼气发电机组主要应用在以下几个方面：（1）、城市污水处理产生的沼气
当污水处理厂采用污泥消化技术时,产生的沼气可用来发电。1m3的污泥可产生10m3左右的沼气,可发电15kW·h以上,余热还可用来加热污泥,总的能量利用率达到70 %以上,可补充城市污水处理厂20%～40%的电耗,对降低污水处理厂的运行成本起到重要作用。
典型案例：北京排水集团有限责任公司（国内最大的污水处理企业）是2002年2月正式组建的国有独资公司，负责运行和经营北京高碑店污水处理
厂等9座大中型污水处理厂、3座再生水回用和1座污泥消纳设施，日处理
污水能力为214万立方米。高碑店污水处理厂对生化沼气前期采用4套美国
库伯公司生产的沼气发电机组（装机容量2052kW），总投资6000万元；二期
采用3套奥地利颜巴赫公司生产的沼气发电机组（装机容量2130kW），总投
资5000万元。
（2）、垃圾填埋沼气
一吨城市生活垃圾全部发酵后,所产生的填埋沼气量约为100～200立方米，提供150～300kW·h的电力。我国城市每年可产生数亿吨生活垃圾,如果将其发酵产生的沼气都转换为电能,可发电150～300 亿kW·h,如果进行热电联供,效益更大。
典型案例：梅州市采取CDM(清洁发展机制)综合治理龙丰垃圾填埋场，该项目2005年3月正式通过联合国CDM理事会注册，成为我国第一例成功实施的CDM项目。目前，该项目已投入资金3000多万元，利用胜动公司生产的4台500千瓦沼气机组，建立了2000千瓦规模的沼气发电站，于06年1月18日正式发电成功并网。该项目为我国及众多发展中国家因资金、技术缺乏而未能及时治理的成千上万的垃圾填埋场提供了运用联合国清洁发展机制模式综合治理环境问题的成功范例。
（3）、酒厂与柠檬酸厂沼气
我国年产酒精约400万吨,每生产1吨酒精可产生沼气300立方米,可发电450kW·h,产生0.3MP蒸汽0.5吨。这样,因生产酒精而产生的沼气就可发电18亿kW·h,产生0.3MP的蒸汽200万吨。我国年产柠檬酸70万吨（每生产1吨柠檬酸可产生沼气200立方米,可发电300kW·h）,发电总量可达2. 1亿kW·h,产生0.3MP的蒸汽24.5万吨。
典型案例：山东柠檬生化公司老厂区年产2万吨柠檬酸，新厂区年产5
万吨柠檬酸，前期沼气用于烧锅炉产蒸汽，后公司新建一火电厂，电厂给厂
区供应蒸汽，这样沼气面临燃烧排空，为节约能源，实现循环经济。2004年
11月从“胜动”购买4台500GF1-RZ沼气机组，老厂区和新厂区分别运行2
台机组，通过运行，经济效益非常可观。2005年8月，老厂区又增加1台
500GF1-RZ沼气发电机组。2005年9月，公司又订购2台500GF1-RZ机组，
老厂和新厂分别再增加1台500GF1-RZ机组。截至目前该公司共有15台
500GF1-RZ沼气发电机组，目前该厂正在扩产，沼气产量将继续增加，对方也
将继续扩大沼气电站的容量。
（4）、农村生物质发酵池沼气
沼气原料在我国农村分布广泛,潜力很大,凡是有生物的地方都有可能获得制取沼气的原料,所以农村生物质沼气是一种取之不尽,用之不竭的再生能源,修建一个平均每人l～1. 5平方米的发酵池,就可以基本解决一年四季的烧火做饭和照明问题。农村地区生产沼气可以就地取材,节省开支。沼气电站建在农村,发酵原料一般不必外求,作物秸杆、人畜粪便、腐泥杂草等通过发酵后,都可产生沼气;剩下的污泥还可作为肥料,而且由于腐熟程度高会使肥效更好,粪便等沼气原料经过发酵后,绝大部分寄生虫卵被杀死,还可以改善农村卫生条件,减少疾病的传染。兴办一个小型沼气发电站,设备和技术都比较简单,管理和维修也很方便,大多数农村都能办到。据调查对比,小型沼气电站每千瓦投资只要400 元左右,仅为小型水力电站的1/13～1/12,投资成本比风力、潮汐和太阳能发电低得更多。小型沼气电站的建设周期短,只要几个月时间就能投产使用,基本上不受自然条件变化的影响。
典型案例：淮安温氏畜牧公司为省级农业龙头企业，该公司获得2008年省级农村清洁能源工程建设项目补助金50万元，规划建设V类沼气工程。据悉，
该公司严岗猪场按存栏量3000头猪计算，年粪污排放量1.1万吨，沼气工程建成后年产沼气约5.1万立方米，发电7.7万度，能满足整个猪场、燃气、用电等需要。
当前,我国正处在快速工业化进程中,社会经济发展对能源的依赖程度越来越高。在可持续发展战略上,我国已提出走重质量、高增长、高效益、能源消耗最少、环境污染最小的发展道路;在能源利用上,实行节能优先、结构多元、环境友好、市场推动的方针。沼气资源丰富,热值高;沼气发电投资见效快,污染小,其燃烧所产生的污染物通常只有石油的1/40 ,煤炭的1/800。沼气作为发电机组燃料,能够有效改善我国的能源结构,保护生态环境,缓解能源运输压力,满足社会对清洁能源的需求,具有良好的发展前景。
三、沼气发电机组的概述
1、沼气发电机组的结构简介
（1）、沼气发电机组主要由沼气发动机、发电机、控制屏、公共钢制底盘和冷却系统等组成。
（2）、以胜动沼气发电机组为例，燃气发动机的主要部件构成：
燃气机的机械基础件（机体、曲轴、连杆等主要部件），与我国目前铁路机车动力和石油钻井柴油机通用，均是经过了几十年长期考验的成熟机型，针对沼气的特点，通过降低转速并对部分基础件进行特殊处理来更好的适合沼气。
电子调速器：采用美国WOODWARD公司生产的电调系统。
进气压力调节阀：采用膜片式压力调节阀双向气道精确调整技术，配合电控混合器对空燃比自动调整，可以达到良好的均匀层燃效果。
缸温、排温的控制:对燃气机的缸温和排温进行监测并控制，对燃气机的缸温和排温进行监测并控制，可以及时调整发动机的相关参数以消除爆震倾向。
新型活塞环：采用既扭又锥的气环和组合式油环，对机组的油耗控制有保证。气门座圈采用新型耐热合金材料，提高了燃气机的可靠性和使用寿命。
主重要控制部分零件如点火系统（火花塞、高压线、点火线圈、磁电机）等，采用美国公司的产品。
配气系统：采用专为燃气机设计的凸轮轴及其他配气机构，具有独特的配气
相位、配气夹角、点火提前角等，可使燃气机达到理想的充气效率及燃烧效果。
（3）、IFC6/TF系列无刷恒压同步发电机结构及主要技术性能参数
机组配置按西门子进口许可证生产的无刷励磁稳极式电机，电机电压为0.4kV. IFC6/TF系列无刷恒压同步发电机结构组成：
发电机：由主机、励磁机和励磁系统组成。主机为旋转磁场式，转子成圆柱形并带有阻尼绕阻，励磁机为旋转电枢式，主机励磁功率通过旋转整流器输入主发电机转子。
励磁系统：带可控硅电压调节器的THYRIPART励磁系统，采用相复励无刷自动电压调压方式，发电机的励磁电流随负载情况而自动调节，保持发电机的电压恒定。在负载变化和短路情况下具有良好的动态特性。
绝缘系统：标准绕阻采用西门子DURIGNIT2000绝缘系统，满足VDE0530标准对F级绝缘的要求。所采用的绝缘材料具有不吸潮、介电强度高等特性，且能承受剧烈的温度变化。定子绕阻采用具有高耐水解特性的特种漆包线或包有云母箔的扁铜母线制成。标准绝缘采用特殊的树脂浸渍工艺，能获得高机械强度、高抗震性和极好绝缘强度的满意效果，从而使发电机能在DIN50019标准规定的各种气候条件下长期运行。
短路电流和短路参数：当发生突加大型鼠笼式异步电动机负载情况时，由于励磁系统以相复励方式运行，发电机满足最小电压降和最快电压恢复的要求，此时这种励磁方式可提供其值约为3-5倍额定电流的持续短路电流，以便选择保护装置，但在持续短路电流的持续时间达5S时，发电机卸载负荷。
过载：按VED0530标准的规定，在额定电压下，发电机能承受1.5倍额定电流，历时2min的过载。
2、沼气发动机的结构
沼气发动机的基本结构要适应沼气的燃烧特性,各部件的布置应适合沼气生产使用的现场条件。设计中发动机的机体、曲轴、连杆、气缸盖、凸轮轴等主要部件和普通燃气发动机基本相同;对点火系统、增压器、中冷器和进气系统等要进行重新匹配。机组结构及安装布置见图1 :
1. 计算机监控系统
2. 抽风机
3. 过滤器
4. 稳压罐
5. 阻火器
6. 水气分离器
7. 电磁阀
8. 调压阀
9. 发动机10. 电控混合器11. 涡轮增压器12. 发电机
图1沼气发电机组安装图
3、沼气发动机的进气过程
沼气由气源输出后,经净化处理,由稳压罐、阻火器、水气分离器、电磁阀、调压阀进入电控混合器;计算机监控系统根据燃烧室内压力、温度等参数的变化向电控混合器发出指令,自动调节沼气与空气的混合比,得到合适空燃比的混合气;再经增压器、中冷器、进气管进入燃烧室。在燃烧室内燃烧后将沼气的化学能转化为机械能,燃烧后的废气经排气管排出。
4、沼气发动机的关键技术
沼气发动机要解决的核心问题是沼气的净化处理和混合。
4.1、沼气的净化处理
沼气的产生主要是通过厌氧消化,而厌氧消化是利用无氧环境下生长于污水、污泥中的厌氧菌菌群的作用,使有机物经液化、气化而分解成沼气。生成的沼气中含有微量的水分和H2S 等腐蚀性介质,这些有害成分会对输气管道和发动机部件产生腐蚀,影响发动机的正常运行和使用寿命。为了除去沼气中的水分和H2S,可在进气管道上安装干式脱硫塔,脱硫剂为铁屑;或者湿式脱硫塔,脱硫剂
为浓度30 %的NaOH 碱液。另外,还要在进气管道上安装过滤除尘、除湿、除油装置。
4.2、沼气发电机组的防腐处理
沼气中含有的H2S 和水分形成弱酸液,对管道及发动机的金属部件产生腐蚀,特别是对铜质及铝质部件腐蚀更为严重。因此,应对输气管道、中冷器、增压器、活塞等部件进行涂漆、渗瓷、渗氮等防护处理。另外,由于H2S燃烧后的产物SO2 具有更强的腐蚀性,燃烧室周围相关部件及排气管均应考虑采取防腐措施。
4.3、电控混合器技术
普通燃气发动机使用等真空度混合器,不能根据气源CH4浓度的变化自动调节空燃比,使用时容易导致发动机转速和输出功率波动较大,甚至因点火不连续而停机,难以推广使用。
沼气发电机组采用电控混合器。计算机监控系统实时监控燃烧室内的燃烧状况,并将燃烧信号反馈到ECU 控制单元, ECU 发出指令,使电控混合器的执行器带动操纵机构,改变沼气与空气的进气流道面积,根据沼气中CH4理匹配空气和沼气流量,达到实时调节空燃比的目的,实现稳定的稀薄燃烧,有效地控制了发动机的热负荷。
四、国内外沼气发电机组的优劣比较
主要优劣比较体现在以下两方面：
1、内燃发电机技术方面比较
沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广，如美国的能源农场、德国的可再生能源促进法的颁布、日本的阳光工程、荷兰的绿色能源等。生物质能发电并网在西欧如德国、丹麦、奥地利、芬兰、法国、瑞典等一些国家的能源总量中所占的比例为10左右，并一直在持续增加。沼气发电设备方面，德国、丹麦、奥地利、美国的纯燃沼气发电机组比较先进，气耗率≤0.5m3/kWH（沼气热值≥25MJ/m3），价格在500～750美元/kWH。
我国在“九五”、“十五”期间研制出20～500KW纯燃沼气发电机组系列产品，气耗率0.6～0.8m3/kWH（沼气热值≥21MJ/m3），价格在300～500美元/kWH，由此可见，价格低廉是国内机组的一个较大优势。
但是，国内机组与国外机组相比，在运行、控制以及维护方面有较大差距，国外机组的优势主要表现在以下几点：
（1）国外机组运行稳定，年运行可以达到8300小时，无震动、噪声小；国内机组组可燃气体浓度瞬时变化造成电压波动大，经常出现停机现象，故障率高，经常需要停机维护；
（2）国外机组对沼气中甲烷含量要求比较宽松，机组能适应沼气中甲烷含量范围为38%-65%。机组采用稀燃技术，根据沼气中甲烷含量自动调节空气与沼气的比例，达到最佳燃烧状态；
（3）能量利用方面：能够实现冷热电联产，能量总利用率可以达到83%，发电效率大于40%，国内机组的发电效率36%左右，总的能量利用率只有60%左右；
（4）国外机组运行可以达到无人值守的状态，机组自动切换市网与独立供电之间的切换。
（5）国外机组寿命可以达到50年，20万小时进行中修，1万小时进行更换配件，机组的运行费用为0.041元/KWh,国内机组的运行费用大约为0.06元/KWh。
（6）机组的容量方面：国外成熟的大型沼气发电机组容量已达2000KW以上，如颜巴赫的大型发电机组的容量达到了2433KW，而目前，国内主流的沼气发电机组容量普遍小于1000KW，最成熟的大型发电机组的容量为500KW，这与国内的沼气发电的规模普遍较小有关系。
因此，提升沼气发电及组的容量、发电的性能、发电效率以及总体利用热效率是国内沼气发电及厂商需要重点解决的问题。
2、余热利用方面比较
沼气发电机的余热利用分为两部分，一是排烟的余热利用，二是发电机自身冷却热量的利用。目前，国内的发电机不提供机组自身冷却热量的利用，只有排烟的余热可用。国外机组，例如GE Jenbacher的内燃机，可以提供上述两部分的余热利用。余热利用有以下四种方案：
（1）热水型。利用发电机的余热可以产生90℃甚至更高温度的热水。这种形式在需要供暖的北方地区可以使用。
（2）烟气型。利用烟气的余热配合吸收式制冷机组，可以提供冷源负荷。
（3）蒸汽型。利用烟气的余热可以产生饱和蒸汽或者过热蒸汽，但是沼气发电机组的容量较小，蒸汽的产量较小。例如，一台1MW的沼气发电机组，可以产生1.0吨左右，蒸汽压力为0.6MPa的饱和蒸汽，作为供汽负荷使用。
（4）发电型。利用发电机的余热，配合螺杆膨胀动力机发电。一台1MW 的沼气发电机组，利用排烟余热，可以配置一台70KW的螺杆膨胀动力机发电。利用燃气发电机组产生的废气余热可以制冷、供热。夏季利用烟气热量，冬季主要利用发电机组冷却水热量。夏季的主要工艺流程：通过烟-水热交换器产生高温的水，输送至溴化锂冷水机组中，产生12℃冷媒水，通过风机盘管空调器给房间制冷；冬季的主要流程：一部分利用发电机组的冷却水送至室内系统，一部分利用烟-水热交换器产生的水进行二级换热，作为热负荷的补充。1台500GF1-RZ机组所产余热可满足6000平方米面积的制冷，可满足15000平方米面积的采暖。这样，沼气综合利用率可达80%左右。
目前，我国集约化养殖厂一般建在农村比较偏远的地方，养殖场周围没有热、汽用户，冷源用户也非常少，沼气发电厂通常建在养殖场的附近。因此，采用发电型方案可能是沼气发电余热利用的最佳方式。
五、国内外发电机组效益差异分析
沼气发电具有无可比拟的社会效益，也有巨大的经济效益，假设沼气量充足，分别在60000小时内，以胜动沼气发电机组跟颜巴赫沼气发电机组为例进行分析。
1、以胜利油田胜利动力机械有限公司燃气发电机组为例进行分析：
沼气的主要成分是甲烷，理论上约占所产生的各种气体的50%一60%。每立方米纯甲烷的发热量为34000千焦，每立方米沼气的发热量约为17000－20400千焦，在这里统一取沼气的发热量为20MJ。
以500KW发电机组（具体参数见表1）为例：
查表1得胜动发电机组的电效率为36%，每立方米沼气用“胜动”燃气机可发2度电。
成本一：胜动发电机组购价为127.4万元，其设计寿命为10年，折合87600小时，60000小时的折旧费约为127.4X60000/87600=87.3万元。
发电总量：胜动发电机组的大修周期为25000小时，大修成本为15万，大修时间为15天-25天，取20天，每年能运行7500小时（312天），其电效率为36%，则60000小时（大约7年）内其发电总量为：500kW/台×36%×1台×（60000-53X7X24-20X2X24）小时=902.4万kWh。
成本二：60000小时内大修需要大修2次，成本为15X2=30万元。
成本三：运行费用包括：人员费用；机油消耗；配件及维修等运行费用。运行费用按0.06元/kWh计算：902.4×0.06=54.1万元。
胜动发电机组60000小时内总发电量为902.4万kWh，总成本为87.3+30+54.1=171.4，每发一度电所需成本为171.4/902.4=0.190元。
另外，胜动发电机组的发动机、发电机及附件整洁有序的安装在一个撬座上，可整体吊装、运输，现场安装非常方便。
其发电机组的噪声水平为1m处的噪声值为低于105dB，达到环保要求。
因胜动发电机组为国产品牌，配件购买方便，维修方便。
体积较大，需要的基础面积大。质量比颜巴赫笨重。
表1 胜动发电机组参数表
2、以颜巴赫沼气发电机组为例进行分析：
颜巴赫发电机组的电效率为40.4%，每立方米沼气用“颜巴赫”沼气发电机组可发电力2.24度，同样以500KW发电机组（具体参数见表3）为例，：成本一：颜巴赫发电机组购价为318.5万元，其设计寿命为20年，折合175200小时，60000小时的折旧费约为318.5X60000/175200=109.1万元。
发电总量：颜巴赫发电机组的大修周期为60000小时，每年能运行8300小时（346天），其电效率为40.4%，则60000小时（大约7年）内其发电总量为：526kW/台×40.4%×1台×（60000-19X7X24）小时=1207.2万kWh。
成本三：运行费用包括：人员费用；机油消耗；配件及维修等运行费用。运行费用由表2得知为0.047元/kWh计算：1207.2×0.047=56.7万元。
颜巴赫发电机组60000小时内总发电量为1207.2万kWh，总成本为109.1+56.7=165.8，每发一度电所需成本为165.8/1207.2=0.137元。
备注：
保养包含，润滑油过滤器，空气过滤器，火花塞等根据机组运行情况需要正常更
换的耗件；
预防性维修，包含小修与中修
表2 颜巴赫沼气发电机组大修期内平均成本表
大修周期为60000工作小时，大修2种方式，一种为直接针对机组维修，另外一种为以旧换新。
机组配件国内在广州有备件库，可以国内发货，售后服务由广州的服务中心负责（捷成集团负责），国内品牌发电机组在维修、配件供应、售后服务这几个方面无明显优势。
其发电机组的噪声水平为1m处的噪声值为低于95dB，环境效益优于国内品牌。
结构紧凑，发电机组体积较小，需要的基础面积小。质量轻，安装较胜动方便。
沼气发电机组的基本参数 沼气热值一般在26MJ/立方；每标准立方沼气可发电2.3度电以上，耗气率为0.43 Nm3/kW.h。 1.济柴沼气发电机组特点： A.针对沼气中可燃成分热值低、大量CO2具有阻燃作用等特点，1012CZ、1112CZ等型号沼气发动机采用预燃室结 构及CPU-95点火系统；114LZ、1812Z型发动机采用德国著名公司的IC500高能量智能化的点火系统。其优点是点火提前角和点火能量都可随意调整，点火电压为5万伏，高能量点火使实现稀薄燃烧成为可能。此点火系统具备超速保护功能。1512T系列沼气机组采用美国WOODWARD公司EGS燃气控制气，可根据沼气成分的变化及机组运行工况自动调整空然比（A/F），可适应低压或零压沼气气源；机组采用全程电子调速，保证供电品质。整机技术水平在国内居领先地位。可根据具体用户配置远传系统（RS485通讯接口，通讯协议），实现远程监测及控制。 B.采用美国著名公司生产的ESD5330或2301A电子调速系统，稳态调速率可在0-5％之间调节，具有动态相应快、操 作简单、使用安全可靠等优点，满足了沼气发动机的控制要求。 C.机械内混式沼气发动机在两侧进气管中对应每一气缸都安装一套燃气定时喷射装置。此装置在主排气门关闭、主进气门开启后，依靠机械传动的定时凸轮，定时打开燃气阀门将燃气喷入气缸，使燃气与空气在气缸内混合（可根据各气缸排温检测，调整单缸燃气进气量），解决了进气管回火放炮问题。由于进气管是空气，可以增大气门重叠角，有效地增大扫气量，从而降低气门及气门阀座处的热负荷，延长了气门的使用寿命，提高排气系统及增压器的使用寿命。 D.发电机采用进口许可证生产的无刷励磁稳极式电机，三相四线制接线，绝缘等级F级，调压系统灵敏可靠；燃气 发电机组专用零部件（如火花塞、高压线圈、数字点火模块等）全部采用可靠性优良的进口名牌产品，控制柜为落地柜式结构，选用高质量的自动空气断路器，装备有主开关、各种显示仪表、调整按钮、机组保护指示灯、紧急停车按钮等，控制机组运行和调整机组运行参数，并可满足并车或并网运行要求，并具有负荷自动分配功能。 E.机组装备齐全的安全保护装置，包括发动机保护、机组保护。具体有燃气漏气报警、发动机防爆装置、发动机超速报警停车、机油压力低自动停车保护、水温高自动报警、紧急停车装置、发电机过流保护、欠电压保护、短路保护、并联（或并网）机组的逆功率报警及落闸保护。
餐厨垃圾资源化综合处理项目技术方案
目录 第一章项目概况 (3) 1.1基本概况 (3) 1.2项目背景 (3) 1.3物料性质 (3) 第二章工艺方案选择 (5) 2.1常用处理工艺介绍 (5) 2.1.1 生产饲料 (5) 2.1.2 堆肥 (5) 2.1.3 厌氧发酵处理 (5) 2.2工艺比较 (6) 2.3工艺选择 (6) 第三章技术方案 (7) 2.1工程目标 (7) 2.2工艺方案 (7) 2.2.1 系统组成 (7) 2.3.2 工艺流程 (8) 2.3.3 物料平衡 (10) 2.3工艺系统 (12) 2.3.1 餐厨垃圾预处理系统 (12) 2.3.2 厌氧发酵系统 (12) 2.3.3 沼气预处理系统 (13) 2.3.4 热电联产系统 (15) 2.3.5 沼渣稳定化系统 (15) 2.3.6 臭气处理系统 (16) 2.3.7 废水处理系统 (16) 2.4主要工艺参数 (17) 2.5占地面积 (17) 第四章投资估算及经济分析 (18) 4.1投资估算 (18) 第五章结论及建议 (20) 5.1结论 (20) 5.2建议 (20)
第一章项目概况 1.1 基本概况 项目名称：餐厨垃圾处理项目 项目地点：处理对象：餐厨垃圾 建设规模：200吨/日 主要工艺：餐厨垃圾中温厌氧发酵、沼气发电、沼渣稳定化 主要产品：电力、有机肥、废油 1.2 项目背景 餐饮业比较发达，每天产生大量的餐厨垃圾，目前还没有建成的餐厨垃圾处理设施，每天产生的大量餐厨垃圾还没有得到有效的处理。 餐厨垃圾表观性状恶劣，高含水及其易腐特性，对城市环境具有较大的影响；此外，由于餐厨垃圾来源的复杂性，存在严重的病毒污染，威胁城市的公共卫生安全；长期采用的直接作为动物饲料的处置方式亦不当，易引发多种动物瘟疫，同时存在形成污染食物链的危险，威胁人类健康安全。 鉴于餐厨垃圾的环境和公众健康危险，我国相继有多个城市出台了餐厨垃圾处置管理办法，如《上海市餐厨垃圾管理办法》、《北京市餐厨垃圾收集运输处理管理办法》、《广州市餐厨垃圾管理办法》等已明确规定餐厨垃圾的收运、处理处置，同时禁止使用未经科学处理的餐厨垃圾作为猪饲料。因此，对餐厨垃圾进行资源化、减少化、无害化的处理处置已迫在眉睫。 1.3 物料性质 餐厨垃圾是指居民日常生活以外的食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的剩菜剩饭等垃圾和废弃食用油脂，俗称泔脚、泔水或潲水。以淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等有机物质为主要成分，具有水分、油脂、盐分含量高、易腐烂、易发酵、易发臭等特点。
市城市综合管理局赴江门市学习 生活垃圾填埋场整治先进经验 为学习生活垃圾填埋场整治的先进技术和经验，进一步推进我市生活垃圾填埋场综合整治工作，2011年7月12日，市城市综合管理局钟耀祥局长率市容环卫科相关人员，虎门镇、塘厦镇、樟木头镇公用事业服务中心相关人员，赴江门市鹤山市马山生活垃圾卫生填埋场改造及扩容工程现场进行参观，并对其新建填埋库区的防渗系统以及渗滤液处理工艺等进行了细致的学习考察。 一、深入了解马山生活垃圾卫生填埋场改造及扩容工程情况 马山生活垃圾填埋场位于鹤山市鹤城镇马山，是处臵周边沙坪、桃源、鹤城、共和等镇生活垃圾的唯一场所，由于原有的老填埋场建设水平低，环境污染大，容量即将饱和，鹤山市政府决定对其进行综合整治并关停封场，同时在现有场址东侧山谷中扩建新库区。 马山生活垃圾卫生填埋场改造及扩容工程总概算投资约为6596.29万元，于2008年开始建设前期工作，2010年开始施工，2010年年底完工， 2011年3月正式投产。工程占地约24.37公顷，场地地形条件适合建设垃圾填埋场。场地距市中心约15公里，运距适中，交通比较便利。场区远离居民点，且有山丘相隔，对居民环境影响小。工程设计处理量在253～552t/d之间，平均处理量约为400t/d，填埋总库容为225.67万m3，使用年限为17.6年。如果能与老场搭
接，利用老场及新场的上部空间，还可增加约10年的延长期限。扩容后的填埋场按国家规范标准配备相关的配套设施，达到卫生填埋场的国家Ⅰ级无害化建设标准。 （一）复合防渗系统 垃圾填埋采用厌氧填埋工艺，新建填埋库区的底部和边坡采用1.5mmHDPE膜+GCL膨润土垫相结合的复合防渗系统，防止污染地下水。库区底部又分为两个小区，非填埋作业的小区所收集的降雨直接排出场外，同时在库区的边坡设臵水平排水沟，将垃圾面以上的降雨排出场外，以减少垃圾渗滤液的产生量。 （二）渗滤液收集处理系统 在防渗系统之上设臵渗滤液收集管道，将垃圾堆体所产生的渗滤液集中收集到调节池，调节池容量约为5000m3，采
天水项目发电机并网方案及基本配置（发电机房标配两套400KW沼气发电机组） 一、沼气发电机组的保护介绍 （一）400KW沼气发电机组具有完善的安全控制系统。符合标准JB/，NYT1223-2006沼气发电机组的要求，并具备以下安全保护装置（以济柴同规格为例）： 1、发动机油压低报警、停车 2、发动机超速报警、停车 3、发动机中冷水温度高报警 4、机房甲烷浓度高报警 { 5、发动机冷却水温度高报警 6、发动机机油温度高报警 7、点火系统失火报警 8、发电机逆功率保护 9、发电机欠电压保护 10、发电机过电流保护 11、所有旋转部分均采用了钢丝网罩作为防护装置进行防护。 （二）控制屏功能简介： 》 1、沼气机组控制屏为落地柜式结构。选用智能自动空气断路器（AH），具有过电流自动保护和逆功率保护，发生过流或逆功率时可自动分断主开关并发出声光报警信号。控制屏内装有控制器、各种显示仪表、调整按钮、机组保护指示灯、紧急停车按钮等，用于控制及监测发电机组的工作状况。发电机组的启动由人工在机旁操作，停机可在机组旁控制，也可由控制屏面板上紧急停车按钮控制。 2、控制系统装备进口自动并车控制模块（用户选配），可自动监测同步，满足手动并车及自动并车，多台机组并联运行时可实现负荷自动分配功能，满足并网、并联运行工况。机组转速采用电子调速控制系统自动调节，也可通过控制屏面板上转速微调旋钮进行微量调整；机组电压为自动调整，通过控制屏面板上电压整定电位器进行电压整定。控制屏内装备浮充电装置，为蓄电池提供充电电源。
二、以济柴机组相关并网保护阐述 1、短路保护：利用主回路低压断路器电磁式脱扣器做短路保护，动作电流整定8-10倍额定电流。 2、过电流保护：利用主回路低压断路器的延时脱扣器，按照发电机额定电流的倍整定。 3、欠压保护：在主回路低压短路器装设失压脱扣器，当发电机电压低于50%-60%额定电压时，使主断路器分闸。 4、逆功率保护：并联运行时发生5%-15%额定功率的逆功率时，10s内逆功率保护装置使主断路器分闸。 5、发电机热保护：定子温度超过145℃，发出声光预告报警信号，超过155℃使主断路器分闸。 < 三、沼气发电机并网方案 （一）发电机并网应满足三个的条件： 1、待并发电机的电压与系统的电压相等。 2、待并发电机的周率与系统的周率相等。 3、待并发电机的相位角与系统的相位角一致。 （二）并网方案 1、一次系统方案（具体以发电机厂家配置及电业部门一次系统设计要求为准） 方案1：发电机——发电机控制柜——并网保护柜——计量及出线断路器柜——并入低压400V电网； \ 方案2：发电机——发电机控制柜——计量及出线断路器柜——升压变压器 （10KV/35KV）——计量及PT柜——并网保护柜——高压隔离开关——电网； 2、继电保护配置方案（具体以发电机厂家配置及电业部门继电保护设计要求为准） 在每台发电机出口处除了配置厂家的标准配置外，装设继电保护柜一面，内装设独立的过电流保护装置、低电压方向过电流保护装置、装设低周波保护；为了保证发电机安全运行，防止系统向发电机倒送功率，还需在发电机出口处装设逆功率保护装置。（优选电力系统普遍采用的并网综合保护装置） （发电机的并网柜就是内装断路器的一个“普通”高压开关柜，由于其连接发电机系统和电网系统，安装有完备的并网保护装置，起到发电机并网作用，而被称为“并网柜”；该柜的特殊
附件1： 陕西省可再生能源统计报表 主要指标解释 1.管理推广机构情况 （1）.管理推广机构：指在省、地（市）、县、乡级政府部门中设臵的农村可再生能源行政管理机构及从事农村可再生能源技术推广的事业机构。在统计尺度上对于既有管理职能、又有技术推广职能的机构应按一个单位来统计其数量，而不应累加，以免发生重复；而对于兼有多种职能（如既有农村能源管理、推广职能，又具备农业环境保护管理、推广职能）的机构，统计其人员不应包括该机构全部人员，而应只统计该机构从事农村能源工作的人员。 2.服务体系情况 （1）.省级实训基地：指受省级农村能源管理部门委托，具备一定师资力量和完善的培训设施设备、实际操作场地、考核鉴定场所、必要的专业仪器设备等；重点承担引进、试验、推广适用的农村能源新技术、新产品和适用设备；在全省范围内，开展新技术示范、展示、交流，培训农村能源管理人员、技术骨干以及开展农村能源职业技能培训和鉴定工作的单位或组织。 （2）.县级服务站：指受县级农村能源管理部门委托，拥有高级工以上农村能源技能人才，具备固定的服务场所、实训场地以及一定的交通工具、大型维修设备、培训和教学设备等，承担管理辖区内乡村服务网点，开展农村能源技术轮训、巡回检查、应急处理、配件供应、大修服务、新技术试验示范以及循环利用等工作，并能够自主经营、自行服务、自负盈亏的单位或组织。 （3）.乡村服务网点：指以项目村为依托，具有技术服务人员、服务场所、服务设备设施和维修工具等，有能力为覆盖范围内农户提供农村能源服务的单位或组织。 （4）.覆盖范围：指乡村服务网点服务区域内的农村能源利用户数。 （5）.从业人员：包括在省级实训基地、县级服务站和乡村服务网点工作的所有管理和技术人员。
灭磁工作原理 当发电机组的内部或发电机出口端发生故障以及正常停机时都要快速切断励磁电源，由于发电机转子绕组是个储能的大电感，因此励磁电流突变势必在转子绕组两端引起相当大的暂态过电压，造成转子绝缘击穿，所以必须尽快将转子电感中的磁能快速消耗，这就是通常所说的灭磁。 通常使用的灭磁方法有：线性电阻灭磁、灭磁开关灭磁、逆变灭磁和非线性电阻灭磁。本公司采用氧化锌非线性电阻灭磁方式利用其特殊的伏安特性，达到近似恒压灭磁的效果。 灭磁的原理如图1所示，其中i转子中的电流、FR1为氧化锌非线性电阻、FMK为灭磁开关、Uo为励磁电压、LP为整流电源、Uk为灭磁开关弧压、U R为氧化锌非线性电阻残压。若要使转子电流衰减至零，必须在转子两端加一个与其励磁电源电势相反的电势U，灭磁方程式为Ldi/dt+U=O。可见电感中电流衰减率正比于反向电势U，反向电势越大，灭磁时间越短。但反向电势受转子绝缘水平限，限不能超过转子绝缘允许值因此最理想的灭磁方式是灭磁电压保持恒定，电流保持一个固定的变化率（di/dt=-U/L）按直线规律衰减至零。由于氧化锌非线性电阻残压U R变化很小，灭磁时近似于恒压，即U R=U。发电机正常运行时转子电压低，氧化锌非线性电阻呈高阻态，漏电流仅为微安级。灭磁时，灭磁开关FMK跳开，切开励磁电源，在满足Uk≥Uo+U R时，电流被迫入灭磁过电压保护器中，转子绕组中所储能量被氧化锌非线性电阻消耗，且氧化锌良好的伏安特性保证了这部分能量几乎以恒压的形式消耗，确保了发电机组的安全。 图1 发电机转子灭磁及过电压保护装置采用多组氧化锌非线性电阻并联跨接于转子绕组两端，由于氧化锌非线性电阻FR1、线性电阻R1、快速熔断器RD、二极管D1组成（见图2）。其核心部件FR1具有限制反向过电压和吸收磁能的作用；各支路中都有特制熔断器RD，熔断器的熔断时间小于2ms并且熔丝电压足够高，当部分支路必生故障，其相应熔断器快速
目录 一、国内外沼气发电技术现状 (2) 二、燃气发电机组的介绍 (2) 三、资金支持和专业化生产会吸引更多的投资主体 (13) 四、我司在燃气机组的发展领域有这跟广阔的空间和优势 (14) UU1、国内燃气发电机组维护维修频繁 (14) 2、国内发电机组的的自身保护设置不合理，易发生运行事故 (14) 3、国内发电机组发电效率低 (14) 4、国内发电机组寿命短 (15) 5、国内机组的自动化水平低，开机与并网操作需要多次作业程序 (15) 6、对于此项目与国外同类型机组比较，有一下几大优势 (15) 五、燃气发电机的运行流程 (16) 六、沼气发酵与沼气预处理 (16) 七、高斯科尔燃气发电机组介绍 (21) 八、对客户提出的几点要求 (25) 1.燃气信息： (25) 2.所需机组的信息 (25) 3.机组安装地点信息 (26) 4.机组所带负载信息 (26) 九、锅炉部分介绍 (26)
一、国内外沼气发电技术现状 沼气技术即厌氧消化技术，主要用于处理畜禽粪便和高浓度工业有机废水。我国经过几十年的研发应用，在全国兴建了大中型沼气工程2000多座；户用农村沼气池1060万户，数量位居世界第一。 沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广，如美国的能源农场、德国的可再生能源促进法的颁布、日本的阳光工程、荷兰的绿色能源等。生物质能发电并网在西欧如德国、丹麦、奥地利、芬兰、法国、瑞典等一些国家的能源总量中所占的比例为10％左右，并一直在持续增加。 我国沼气发电研发工作有20多年的历史，特别是“九五”、“十五”期间有一批科研单位、院校和企业先后从事了沼气发电技术的研究及沼气发电设备的开发。在这一领域中，逐渐建立起一支科研能力强、水平高的骨干队伍，并建立了相应的科研、生产基地，积累了较多的成功经验，为沼气发电技术的应用研究及沼气发电的设备质量再上台阶奠定了基础。 沼气发电设备方面，德国、丹麦、奥地利、美国的纯燃沼气发电机组比较先进，气耗率≤0.5m3/kWh（沼气热值≥25MJ/m3）。 二、燃气发电机组的介绍 1、瓦克夏燃气发电机组：
电磁场的综合应用 一、 粒子速度选择器练习 如图，粒子以速度v 0，进入正交的电场和磁场，受到的电场力与洛 伦兹力方向相反，若使粒子沿直线从右边孔中出去，根据qv 0B ＝qE , 得v 0=E/B ，故 若v= v 0=E/B ，粒子做直线运动，与粒子电量、电性、质量无关 若v ＜E/B ，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加． 若v ＞E/B ，洛伦兹力大，粒子向磁场力方向偏，电场力做负功，动能减少． 1、如图，水平放置的平行金属板a 、b 带有等量异种电荷，a 板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，若一个带正电的液滴在两板间做直线运动，其运动方向是：( ) A ．沿竖直方向向下 B ．沿竖直方向向上 C ．沿水平方向向左 D ．沿水平方向向右 2、如图，氕、氘、氚核以相同的动能射入速度选择器，结果氘核沿直 线运动，则 ( ) A ．偏向正极板的是氕核 B ．偏向正极板的是氚核 C ．射出时动能最大的是氕核 D ．射出时动能最大的是氚核 二、质谱仪: 组成：离子源O ，加速场U ，速度选择器（E 、B ），偏转场B 2，胶片． 原理：加速场中221mv qu = 选择器中:1 B E v = 偏转场中:d ＝2r ，r v m qvB 22=，则：比荷:d B B E m q 212=质量E dq B B m 221=作用：主要用于测量粒子的质量、比荷、研究同位素． 3、如图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B 和E 。平板S 上有可让粒子通过的狭缝P 和记录粒子位置的胶片A 1A 2。平板S 下方有强度为B 0的匀强磁场。下列表述不正确的是（ ） A ．质谱仪是分析同位素的重要工具 B ．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C ．能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于E/B D ．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ，粒子的荷质比越小 4、是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使某有机化合物的 气态分子导入图中所示的容器A 中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成正一价的分子离子。分子离子从狭缝s 1以很小的速度进入电压为U 的加速电场区（初速不计），加速后，再通过狭缝s 2、s 3射入磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ 。最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面而且平行于狭缝s 3的细线。若测得细线到狭缝s 3的距离为d ，请你导出分子离子的质量m 的表达式。
目录 目录 (1) 一、国内外沼气发电技术进展状况 (2) 二、沼气发电机组的应用现状及前景 (10) 三、沼气发电机组的概述 (12) 1、沼气发电机组的结构简介 (12) 2、沼气发动机的结构 (13) 3、沼气发动机的进气过程 (14) 4、沼气发动机的关键技术 (14) 四、国内外沼气发电机组的优劣比较 (15) 五、国内外发电机组效益差异分析 (17) 六、结论 (22)
一、普通发动机的结构概述 图一发动机结构示意图 发动机（见图一）是一台由许多机构和系统组成的复杂计起，现代汽车发动机的结构形式很多，即使是同一类型的发动机，其具体构造也是各种各样的，但就其总体功能而言，基本上都是由如下的机构和系统组成：曲柄连杆机构、配气机构、供给系、润滑系、冷却系和启动系。如果是汽油机还包括点火系，若为增压发动机则还应有增压系统。若是电喷发动机还有其独特点火系、燃油供给系和电子控制系统等。 各部分功用如下： 1、曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实际工作循环，完成能量转换的主要运动部件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在做功过程中，活塞承受燃气压力在气缸内做直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力，而在进气、压缩和排气过程中，飞轮释放能量把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。 2、配气机构 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启、关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多数采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。 3、燃料供给系 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入
沼气燃烧发电 概述 沼气燃烧发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电具有创效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。 [1]沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广。生物质能发电并网在西欧一些国家占能源总量的10%左右。我国沼气发电有30多年的历史，在“十五”期间研制出20～600kW纯燃沼气发电机组系列产品，气耗率0．6～0．8m0/kw h(沼气热值~>21MJ/m0)。但国内沼气发电研究和应用市场都还处于不完善阶段，特别是适用于我国广大农村地区小型沼气发电技术研究更少，我国农村偏远地区还有许多地方严重缺电，如牧区、海岛、偏僻山区等高压输电较为困难，而这些地区却有着丰富的生物质原料。如能因地制宜地发展小 沼电站，则可取长补短就地供电。[1]编辑本段沼气发电技术 沼气发电流程图 [2] 沼气发电技术是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。它是利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物（例如酒糟液、禽畜粪、城市垃圾和污水等），经厌氧发酵处理产生的沼气，驱动沼气发电机组发电，并可充分将发电机组的余热用于沼气生产。[1]沼气发电热电联产项目的热效率，视发电设备的不同而有较大的区别，如使用燃气内燃机，其热效率为70%~75%之间，而如使用燃气透平和余热锅炉，在补燃的情况下，热效率可以达到90%以上。沼气发电技术本身提供的是清洁能源，不仅解决了沼气工程中的环境问题、消耗了大量废弃物、保护了环境、减少了温室气体的排放，而且变废为宝，产生了大量的热能和电能，符合能源再循环利用的环保理念，同时也带来巨大的经济效益。 编辑本段我国沼气发电机组状况
直流发电机直流电动机的工作原理和结构 直流电机工作原理和结构 一、直流电机工作原理 * 直流发电机的工作原理 * 直流电动机的工作原理 * 电机的可逆运行原理 两个定理与两个定则 1、电磁感应定理在磁场中运动的导体将会感应电势，若磁场、导体和导体的运动方向三者互相垂直，则作用导体中感应的电势大小 为： e = B·l·v 符 号 物理 量 单位 B 磁场的磁感应强 度 Wb/m2 v 导体运动速 度 米/秒 l 导体有效长 度 m
e 感应电 势 V 电势的方向用右手定 则 2.电磁力定律载流导体在磁场中将会受到力的作用，若磁场与载流导体互相垂直 (见下图)，作用在导体上的电磁力大小为：f = B·l·i 符 号 物理 量 单位 i 导体中的电 流 A l 导体有效长 度 m f 电磁 力 N
力的方向用左手 定则 （一）直流发电机的工作原理 1.直流发电机的原理模型
2.发电机工作原理 a、直流电势产 生用电动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈边 a b 和 c d 分别切割不同极性磁极下的磁力线，感应产生电动
势直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势因为电刷 A 通过换向片所引出的电动势始终是切割N 极磁力线的线圈边中的电动势。所以电刷 A 始终有正极性，同样道理，电刷 B 始终有负极性。所以电刷端能引出方向不变但大小变化的脉动电动势 b、结 论线圈内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷 A B 端的电动势却是直流电动势。（二）直流电动机的工作原理 1.直流电动机的原理模型（图1.1.5） 直流电动机的工作原理 要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩，关键在于：当线圈边在不同极性的磁极下，如何将流过线圈中的电流方向及时地加以变换，即进行所谓“换向”。为此必须增添一个叫做换向器的装置，换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向，就可以使电动机能连续的旋转,这就是直流电动机的工作原理 （三）电机的可逆运行原理从上述基本电磁情况来看：一台直流电机原则上既可以作为电动机运行,也可以作为发电机运行,这种原理在电机理论中称为可逆原理 二、直流电机的结构 旋转电机结构形式 , 必须有满足电磁和机械两方面要求的结构
沼气发电工艺路线图 沼气池一招气一脱水脱硫一气水分离一过滤一压缩一气水分离一冷却一发电机组一配电室一用户一循环冷却 随着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广。根据当地使用要求和气温、地质等条件，家用沼气池有固定拱盖的水压式池、大揭盖水压式池、吊管式水压式池，曲流布料水压式池，顶返水水压式池、分离浮罩式池，半塑式池、全塑式池和罐式池。 形式虽然多种多样，但是归总起来大体由水压式沼气池，浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型变化形成的。我国农村一般以建筑圆柱形水压式沼气池最合算。圆柱形水压式沼气池的工作原理是气压水、水压气。发酵池以液面为界，上部为贮气间，下部为发酵间。 这种池型的池体上部气室完全封闭，随着沼气的不断产生。沼气压力相应提高，这个不断增高的气压，迫使沼气池内的一部分料液进到与池体相通的水压间内，使得水压间内的液面升高。这样一来，水压间的液面跟沼气池体内的液面就产生了一个水位差，这个水位差就ⅡH做“水压”也就是U形管沼气压力表显示的数值)。 用气时，沼气开关打开，沼气在水压下排出；当沼气减少时，水压间的料液又返回池体内，使得水位差不断下降，导致沼气压力也随之相应降低。这种利用部分料液来回串动，引起水压反复变化来贮存和排放沼气的池型，就称为水压式沼气池。水压式沼气池具有构造简单，施工方便，造价低廉，我国农村使用比较适合。 进行沼气发酵的微生物需要适宜的生存条件，而且这种条件要求比较稳定才能使其的沼气发酵正常进行。沼气发酵的条件就是在工艺上满足微生物的生存条件，使它们在合适的
环境中生长、发育、繁殖、代谢。在发酵条件比较稳定的情况下，微生物生命活动越旺盛，产生的沼气就越多，产气时间就越长-相反，环境条件满足不了微生物生命活动的需要，沼气发酵就会停止，如原料干物质浓度过高时，产酸量增大，产气就会受阻，甚至不产气。 因此，人们在制取沼气时，必须控制好沼气发酵条件，给沼气微生物创造一个良好的生活环境。也就是说，控制好沼气发酵工艺条件是维持正常发酵产气的关键。根据沼气发动机的工作特点，在组建沼气发动机发电机组系统时，要着重考虑以下几个方面。 (1)沼气脱硫及稳压、防爆装置：沼气中含有少量的H2S，该气体对发动机有强烈的腐蚀作用，因此供发动机使用的沼气要先经过脱硫装置。沼气作为燃气，其流量调节是基于压力差，为了使调节准确，应确保进入发动机时的压力稳定，故需要在沼气进气管路上安装稳压装置。另外，为了防止进气管回火引起沼气管路发生爆炸，应在沼气供应管路上安置防回火与防爆装置。 (2)进气系统：在进气总管上，需加装一套沼气一空气混合器，以调节空燃比和混合气进气量，混合器应调节精确、灵敏。 (3)发动机：沼气的燃烧速度很慢，若发动机内的燃烧过程组织不利，会影响发动机运行寿命，所以对沼气发动机有较高的要求。 (4)调速系统：沼气发动机的运行场合是和发电机一起以用电设备为负荷进行运转，用电设备的装载、卸载会使沼气发动机负荷产生波动，为了确保发电机正常发电，沼气发动机上的调速系统必不可少。鉴于农村秸秆沼气发电广阔的发展前景，国内数家有实力的研究院所和大型企业进行了强强合作，针对市场需求开发出不同规格的沼气发电机组系列产品。
第三章直流电机的原理 本章主要介绍直流电机的结构和基本工作原理、直流电机绕组的构成、直流电机的电枢反应、直流电机绕组的电动势和电磁转矩、直流发电机和直流电动机的功率转矩等内容。本章共有10节课，内容和时间分配如下： 1.掌握直流电机的结构及工作原理。（2节） 2.掌握直流电机绕组有关的结构。（2节） 3.掌握直流电机绕组的电枢反应。（1节） 4.掌握直流电机的电枢电动势和电磁转矩。（1节） 5.掌握直流发电机的基本方程式和运行特性、并励发电机的条件。( 2.5节) 6.掌握直流电动机的基本方程式和运行特性。( 1.5节) 第一节直流电机的基本工作原理 一直流电机的用途 直流电动机的优点： 1 调速范围广，易于平滑调节 2 过载、启动、制动转矩大 3 易于控制，可靠性高 4 调速时的能量损耗较小 缺点: 换向困难，容量受到限制，不能做的很大。 应用: 轧钢机、电车、电气铁道牵引、造纸、纺织拖动。 直流发电机用作电解、电镀、电冶炼、充电、交流发电机励磁等的直流电源。 二、直流电机的工作原理 原理：任何电机的工作原理都是建立在电磁感应和电磁力这个基础上。 为了讨论直流电机的工作原理，我们把复杂的直流电机结构简化为工作原理图。（一）直流发电机的工作原理 1．工作原理：导体在磁场中运动时，导体中会感应出电势e 。 e=Blv。 B:磁密l：导体长度；v：导体与磁场的相对速度。 正方向：用右手定则判断。电势e正方向表示电位升高的方向，与U相反。如果同一元件上e和U正方向相同时，e= -U。
理解：电磁感应原理的变形（变化的磁通产生感应电动势） 2 发电机工作过程分析：两磁极直流发电机的工作原理图。 （1）构成： 磁场：图中N和 S是一对静止的磁极，用以产生磁场，其磁感应强度沿圆周为正弦分布。 励磁绕组——容量较小的发电机是用永久磁铁做磁极的。容量较大的发电机的磁场是由直流电流通过绕在磁极铁心上的绕组产生的。用来形成N极和S极的绕组称为励磁绕组，励磁绕组中的电流称为励磁电流If。 电枢绕组：在N极和 S极之间，有一个能绕轴旋转的圆柱形铁心，其上紧绕着一个线圈称为电枢绕组(图中只画出一匝线圈)，电枢绕组中的电流称为电枢电流Ia。 换向器：电枢绕组两端分别接在两个相互绝缘而和绕组同轴旋转的半圆形铜片——换向片上，组成一个换向器。换向器上压着固定不动的炭质电刷。 电枢：铁心、电枢绕组和换向器所组成的旋转部分称为电枢。
沼气发电资料 一、沼气发电介绍 1、沼气主要成份 S)、氮及沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氢(H 2 其他一些成分。沼气的组成中，可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55%～70%、二氧化碳含量为28%～44%、硫化氢平均含量为0.034%。沼气依据其原料、生产过程等的不同, 其成分组成有很大的区别。 2、沼气的燃烧特性 甲烷燃点在650～750℃之间，且沼气中高浓度的二氧化碳对其有阻燃作用, 因此沼气发动机的改装过程中要尽量提高甲烷的燃烧速度。沼气中的硫化氢对发电设备有很强的腐蚀作用, 硫化氢含量高于0.1% 的沼气在用于发电时应严格脱硫。沼气在燃烧过程中空气的混入量对其燃烧特性有很大的影响。研究表明, 燃气组成变化时火焰及其动态变化与火焰的分层结构有强烈的依赖关系。在沼气中加入少量的氢气可以明显地改善沼气的燃烧性能。在沼气中加入少量的氢气( 5%、10%、15%, 以能量计), 并以此为燃料, 在一定速度下研究了不同的氢气比例对火花点燃式发动机的性能、排放、燃烧的影响。结果表明, 氢气的加入明显增加了沼气的燃烧率, 减少了沼气燃烧的限制, 在制动热 效率和制动能量上有明显的改善，然而高于15%的氢含量并没有导致相对较高的燃烧。 3、沼气发酵工艺温度 沼气产生于有机物质的厌氧发酵, 它是甲烷细菌的代谢产物. 产生沼气的先决条 件除了缺氧以外, pH值应该在6.5和7.5之间, 温度应控制在一定范围。 沼气池的温度条件分为: ①常温发酵 (也称为低温发酵)10℃～30℃，在这个温度条件下，嗜低温菌的发酵期大约在90天至120天，产气率可为0.15～0.3 m3/m3.d。 ②中温发酵 30℃～45℃，在这个温度条件下，中温菌的发酵期大约25天至30天,池容产气率可达1m3/m3.d左右。 ③高温发酵 45℃～60℃，在这个温度条件下，嗜热菌的发酵期大约10天,池容产气率可达2～2.5 m3/m3.d。 沼气发酵最经济的温度条件是35℃，即中温发酵。 4、工艺流程介绍 以下通过禽畜粪沼气发电项目对沼气发电作针对性的介绍：
关于磁流体发电技术的几个问题 摘要：磁流体发电技术经过30多年的研究，已经取得相当大的进步。 但其本身技术的发展很大程度上取决于其他科学技术的发展和进步。本文首先介绍了磁流体发电的原理，然后简述了磁流体发电技术。尤其对开式磁流体发电技术及其装置进行了详细的阐述。最后，分析了通过提高发电机的效率、超导技术和解决耐高温材料等方面来改善发电技术的可行性。 关键词：磁流体 磁流体发电及其优点 发电机 超导技术 高温材料。 能源问题是21世纪世界面临的重大问题之一。我国的能源处于短缺中，又因能源储备有限，随着我国经济的飞速发展，随之面临着能源危机。而化石燃料的使用对大气造成的污染不可估量。寻找绿色无污染的能源替代品成为了当务之急，而磁流体发电技术可以解决上述的问题。 磁流体发电的研究开始于20世纪50年代末，其具有综合效率高、污染低、结构简单、启动快等优点。作为一种新型发电技术被认为是最可行、最具有竞争力的直接发电方式。迄今，中国、美国、印度、澳大利亚以及欧洲共同体等都致力于这方面的研究和探索。随着科学技术的进步，磁流体发电具有广阔的发展空间和应用前景。 1.磁流体发电及其分类 磁流体发电是一种新型的高效发电方式，其定义为当带有等离子状态，是指物质原子内的电子在高温下脱离原子核的吸引，使物质呈为正负带电粒子状态存在。 是导体流体以一定的速度垂直通过磁场进而以感生电动势产生电功率，能量从内能直接转化为电能。磁流体发电按其工作物质的循环方式可分为开式循环方式、闭式循环方式和液态金属循环方式。通常在高温和高速下，通过把钾、铯等碱金属加入到惰性的工作物质中来使其具有足够的电导率。和普通的风力、水利和核能发电，优点表现的很突出，其一是利用磁流体发电机发电，只要加快带电流体的喷射速度，增加磁场强度，就能提高发电机的功率。人们使用高能量的燃料，再配上快速启动装置，就可以使发电机功率达到1000万KW ，这就满足了一些需要大功率电力的场合。其二是节约燃料%25~%20，甚至更多，这是个巨大的数字，具有重要的经济意义。其三是污染少也是与普通火力发电比较而言。磁流体发电有“种子”回收装置，起自动脱硫作用，大气污染大为减少；联合循环热效率高，热污染比火力发电减少三分之一，比原子能发电减少一半，大大减少冷却水的用量。此外，还有单机容量大，可达千万千瓦1台；起动快，可在几秒钟内达到满负载；比功率很大，发电机体积和重量相对比较小等。本文将对最简单的开式磁流体发电系统进行研究和探讨。
沼气发电电站方案 一、建站规模计算 根据××公司提供的沼气的产气量为12000m3/天，其中甲烷含量为55%，热值为5000大卡/Nm3。将产生的沼气用于发电，根据上面数据按每方沼气发电1.5-1.6kW·h//Nm3计算得，该项目的沼气年可发电54000000kW·h，机组输出电压为400V，可直接并入当地低压网或通过变压器并入高压电网运行。 根据计算，所产生的沼气可满足我厂生产的500kW燃气发动机20台的用气需要，其中2台为备用机组，除备用机组外，电站每小时可发电7200kW-8110kW。满足我厂生产的700kW 燃气发动机只需16台的用气需要，其中2台为备用机组。除备用机组外，电站每小时可发电7840kW-8820kW。另据××公司提供的用地面积，建议该电站采用700kW沼气发电机组。 二、700KW沼气发电机组主要性能特点 该系列机组是与奥地利AVL公司合作的结晶。机组采用济柴新型G系列发动机（190系列机的第三代产品），为更好地适应燃气发电特点，直接嫁接目前世界上最先进的燃气发电技术的先进控制部件： 1、美国WOODWARD公司的EGS型燃气控制器； 2、德国MOTORTECH公司的IC500高能量智能化的点火模块； 3、美国原装进口高品质调速系统； 4、美国SITT火花塞； 5、采用德国GEA公司技术生产的圆管式高效中冷器； 6、发电机为1FC6 456-4LA4西门子标牌产品。 先进的配置使发电机组的技术含量、性能指标等均达到国际先进水平，远远领先国内同行业。先进技术体现在： 1、先进的电控技术和稀薄燃烧控制技术，更适应燃气浓度低压变化工况，发电效率高，热效率达36％以上。 2、故障自动检测技术，运行状态自动检控。 3、高能量智能化的数字点火系统，可按照燃气工况调整最佳点火状况。 4、自动跟踪燃气浓度变化，适时调整发动机的最佳运行状态,确保100%的发电效率。 5、无隙并网技术，自动并车、并网。
磁流体问题 1-（磁流体发电机）磁流体发电是一项新兴技术。如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于发电机。把两个极板与用电器相连，则 A ．用电器中的电流方向从A 到B B ．用电器中的电流方向从B 到A C ．若只增强磁场，发电机的电动势增大 D ．若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大 2-如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d ，极 板面积为S ，这两个电极与可变电阻R 相连。在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B 。发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体，气体以速度v 向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气 体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势。若不计气体流动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消 耗的电功率2)v B d S P R R S ρd =+（。调节可变电阻的阻值，根据上面的公式或你所学过的物理知识，可求得可变电阻R 消耗电功率的最大值为 A ．223v B d S ρ B ．224v B d S ρ C ．225v B d S ρ D ．226v B d S ρ 3-磁流体发电是一项新兴技术，如图是它的示意图。相距为d 的两平行金属板P 、Q 之间有一个很强的磁场。一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v 沿垂直于磁场的方向射入磁场，由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转，P 、Q 板上就会聚集电荷，从而在两板间产生电压。若P 、Q 两板间的磁场、电场按匀强磁场、匀强电场处理，磁感应强度为B 。 （1）求这个发电机的电动势E ； （2）发电机的输出端a 、b 间接有阻值为R 的电阻，发电机的内电阻为r 。 a ．在图示磁极配置的情况下，判断通过电阻R 的电流方向； b ．计算通过电阻R 的电流大小I 。 4-由于受地球信风带和盛行西风带的影响，海洋中一部分海水做定向流动，称为风海流，风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随风海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中下的正、负离子发生偏转，便可用来发电。如图为一利用风海流发电的磁流体发电机原理示意图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M 、N ，金属板长为a ，宽为b ，两板间的距离为d 。将管道沿风海流方向固定在风海流中，在金属板之间加一水平匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向由南向北，用导线将M 、N 外侧连接电阻为R 的航标灯（图中未画出）。工作时，海水从东向西流过管道，在两金属板之间形成电势差，可以对航标灯供电。设管道内海水的流速处处相同，且速率恒为v ，海水的电阻率为，海水所受摩擦阻 力与流速成正比，比例系数为k 。 （1）求磁流体发电机电动势E 的大小，并判断M 、N 两板哪个板电势较高； （2）由于管道内海水中有电流通过，磁场对管道内海水有力的作用，求此力的大小和方向； （3）求在t 时间内磁流体发电要消耗的总机械能。 等离子体 A 用 电器 B 等离子体
直流发电机的工作原理及结构 电机的可逆运行原理 两个定理与两个定则 1、电磁感应定理 在磁场中运动的导体将会感应电势，若磁场、导体和导体的运动方向三者互相垂直，则作用导体中感应的电势大小为： e = B·l·v 符号物理量单位 B 磁场的磁感应强度Wb/m2 v 导体运动速度米/秒 l 导体有效长度m e 感应电势V 电势的方向用右手定则
2.电磁力定律载流导体在磁场中将会受到力的作用，若磁场与载流导体互相垂直(见下图)，作用在导体上的电磁力大小为：f = B·l·i 符号物理量单位 i 导体中的电流A l 导体有效长度m f 电磁力N 力的方向用左手定则 （一）直流发电机的工作原理 1.直流发电机的原理模型
2.发电机工作原理
a、直流电势产生 用电动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈边a b 和c d 分别切割不同极性磁极下的磁力线，感应产生电动势直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势因为电刷A 通过换向片所引出的电动势始终是切割N 极磁力线的线圈边中的电动势。所以电刷A 始终有正极性，同样道理，电刷 B 始终有负极性。所以电刷端能引出方向不变但大小变化的脉动电动势 b、结论 线圈的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷A B 端的电动势却是直流电动势。 直流发电机[浏览次数：约145次] ?直流发电机是一种把机械能转换为直流电输出的电机，流电动机具有良好的起动性能和调速性能，因此广泛应用于要求调速平滑，调速围广等对调速要求较高的电气传动系统中，如电力机车、无轨电车、轧钢机起重设备等。 目录 ?直流发电机的结构 ?直流发电机的部件功能 ?直流发电机的工作原理 ?直流发电机的额定值
沼气发电 沼气发电始于20世纪70年代初期。当时，国外为了合理、高效地利用在治理有机废弃污染物中产生的沼气，普遍使用往复式沼气发电机组进行沼气发电。使用的沼气发电机大都是属于火花点火式气体燃料发动机，并对发动机产生的排气余热和冷却水余热加以充分利用，可使发电工程的综合热效率高达80%以上。通常每100万吨的家庭或工业废物就足以产生充足的甲烷作为燃料供一台一兆瓦的发电机运转10～40年。在我国20世纪70年代沼气发电开始受到国家的重视，成为一个重要的课题被提出来。到80年代中期我国已有上海内燃机研究所、广州能源所、四川省农机院、南充地区农机所、武进柴油机厂、天津发电设备总厂等十几家科研院所、厂家对此进行了研究和试验。在我国，沼气机、沼气发电机组已形成系列化产品。目前我公司沼气发电机组已覆盖从8千瓦到1000千瓦各级容量，主要产品有全部使用个沼气的单燃料发动机及部分使用沼气的双燃料沼气-柴油发动机。 一、沼气发电系统概述 构成沼气发电系统的主要设备有沼气发动机、发电机和热回收装置。沼气经脱硫器由贮气罐供给燃气发动机，从而驱动与沼气内燃机相连接的发电机而产生电力。沼气发动机排出的冷却水和废气中的热量通过热回收装置进行回收后，作为沼气发生器的加温热源。从牛圈收集来的牛粪进入一次消化槽和二次消化槽，在消化槽中产生的沼气首先经脱硫器进入球形贮气罐，然后由此输送入沼气发电装置中。作为发动机燃料的沼气中甲烷的含量必须高于50%，不必要进行二氧化碳的脱除，因为少量二氧化碳对发动机有利，使其工作平稳，减少废气中有毒物的含量。从发电装置出来的废沼气进入热交换器中，将热量释放出来，用来加热进行厌氧发酵的牛粪，从而提高沼气的发生率。 二、沼气用于内燃机的特点 甲烷的辛烷值在105～115之间时，沼气的辛烷值较高。由于抗爆性能好，发动机可以选用较高的压缩比。柴油机在燃用沼气或双燃料时，可以获得不低于原机的功率。柴油机全部烧柴油时的额定功率为9708W/2000r/min，如果燃用70%的沼气和30%的柴油，同样可以达到这一指标。如全部烧沼气，调整压缩比和燃烧室，可以达到11032W/2000r/min，乃至更高的指标。 甲烷的燃烧点在640～840℃之间，它在密闭条件下与空气的混合比为1/120～1/7时遇火引燃，因此，可以利用它使内燃机工作。沼气的理论燃烧温度为1807.2～1945.5℃，由于沼气中混有二氧化碳气，使其火焰的传播速度低，所以在内燃机内有良好的抗爆作用。 三、沼气发动机装置 在我国，有全部使用沼气的单燃料沼气发动机及部分使用沼气的双燃料沼气-柴油发动机。下表为两种发动机的性能比较。两种发动机的性能比较：