沼气发电机的控制技术原理

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什么是沼气？沼气是一种可燃气体，由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。沼气是怎样产生的？沼气是有机物在隔绝空气和一定的温度、湿度、酸碱度等的条件下，经过沼气细菌的作用产生的一种可燃气体。沼气含有哪些成分？沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷、其余为二氧化碳、氧气、氮气和硫化氢。其中甲烷含量约为55%-70%，二氧化碳含量约为30%-45%。沼气的物理、化学性质怎样？沼气的主要成分是甲烷。甲烷是无色、无臭的气体，分子式CH4，分子量为16.04，在一个大气压下甲烷对空气的相对密度为05548，沼气约为0.94。

沼气发电：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。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。

沼气发电技术：[1]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。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。

氮氧化物排放控制原理及新技术中国环境学会2011年03月31日

李俊华，陈亮，常化振，郝吉明清华大学环境科学与工程系

(通讯地址：清华大学环境系，100084，Tel：62771093，email：lijunhua@)

摘要：NOx排放量逐年增加，造成区域酸沉降趋势不断恶化，大气中二次颗粒物臭氧（O3）和微细

可吸入颗粒物（PM2.5）居高难下，严重影响人体健康和生态环境质量。本文介绍了我国NOx排放趋势,

重点讨论了NOx控制原理及关键控制技术的研究进展。基于目前烟气脱硝技术存在的问题，提出了脱硝

催化剂原材料和制备工艺国产化、针对我国不同煤种研究催化剂适应性的问题，以及下一步燃煤烟气协同

污染控制最新研究方向。

关键词：氮氧化物，燃煤烟气，稀燃汽车，排放，脱硝催化剂，协同控制

1我国NOx排放现状

《国家环境保护“十一五”规划》提出确保实现SO2减排目标，实施燃煤电厂脱硫工程，实施酸雨

和SO2污染防治规划，重点控制高架源的SO2和NOx排放，综合改善城市空气环境质量。随着“十一

五”期间对电厂实施烟气脱硫效果明显，大气SO2浓度及硫沉降均有所下降。但NOx作为一类主要的大

气污染物，在我国其排放量仍在增加，不仅对人体健康造成直接危害，同时也不仅会造成空气中NO2浓

度的增加、区域酸沉降趋势不断恶化，还会使对流层O3浓度增加，并在空气中形成微细颗粒物（PM），

影响大气环境质量[1,2]。

我国以煤为主的能源结构和发电结构，使得燃煤成为NOx的最大来源，全国NOx排放量的67%来

自煤炭燃烧，其中燃煤电厂是NOx排放的最大分担者。2007年全国NOx排放量为1643.4万吨，工业

排放NOx1261.3万吨，其中火电厂排放811万吨，占全国NOx排放量的49.4%，占工业NOx排放的

64.3%[3]。今年NOx排放量将达到1800万吨，未来若无控制措施，NOx排放在2020年将达到3000

万吨以上，届时我国将成为世界上第一大NOx排放国，污染将进一步加重，污染进一步加重。我国于2004

风力发电机控制原理

本文综述了风力发电机组的电气控制。在介绍风力涡轮机特性的基础上介绍了双馈异步发电系统和永磁同步全馈发电系统，具体介绍了双馈异步发电系统的运行过程，最后简单介绍了风力发电系统的一些辅助控制系统。

关键词：风力涡轮机；双馈异步；永磁同步发电系统

概述：

经过20年的发展风力发电系统已经从基本单一的定桨距失速控制发展到全桨叶变距和变速恒频控制，目前主要的两种控制方式是：双馈异步变桨变速恒频控制方式和低速永磁同步变桨变速恒频控制方式。

在讲述风力发电控制系统之前，我们需要了解风力涡轮机输出功率与风速和转速的关系。

风力涡轮机特性：

1，风能利用系数Cp

风力涡轮从自然风能中吸取能量的大小程度用风能利用系数Cp表示：

P---风力涡轮实际获得的轴功率

r---空气密度

S---风轮的扫风面积

V---上游风速

根据贝兹（Betz）理论可以推得风力涡轮机的理论最大效率为：Cpmax=0.593。

2，叶尖速比l

为了表示风轮在不同风速中的状态，用叶片的叶尖圆周速度与风速之比来衡量，称为叶尖速比l。

n---风轮的转速

w---风轮叫角频率

R---风轮半径

V---上游风速

在桨叶倾角b固定为最小值条件下，输出功率P/Pn与涡轮机转速N/Nn的关系如图1所示。从图1中看，对应于每个风速的曲线，都有一个最大输出功率点，风速越高，最大值点对应得转速越高。如故能随风速变化改变转速，使得在所有风速下都工作于最大工作点，则发出电能最多，否则发电效能将降低。 涡轮机转速、输出功率还与桨叶倾角b有关，关系曲线见图2 。图中横坐标为桨叶尖速度比，纵坐标为输出功率系统Cp。在图2 中，每个倾角对应于一条Cp=f(l)曲线，倾角越大，曲线越靠左下方。每条曲线都有一个上升段和下降段，其中下降段是稳定工作段（若风速和倾角不变，受扰动后转速增加，l加大，Cp减小，涡轮机输出机械功率和转矩减小，转子减速，返回稳定点。）它是工作区段。在工作区段中，倾角越大，l和Cp越小。

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风力发电机原理及风力发电技术

作者：曹爱华 江丽萍

来源：《中国化工贸易·下旬刊》2017年第03期

摘 要：能源问题是一个世界性的难题，其直接影响着社会的发展与时代的进步。我国为了环境能源危机问题，加强了对能源结构的调整，进一步开发清洁能源。风能作为一种可再生能源，其具有清洁、高效等一系列优点，因此近年来风力发电技术的发展十分迅速。本文重点介绍了风力发电机以及风力发电技术，以期促进我国风力发电行业的进一步发展。

关键词：新能源；风力发电机；风力发电技术；应用

1 风力发电机及其分类

1.1 风力发电机

风力发电机是根据传统的风车改造而来的，其能够将风能转换为机械能，然后通过发电装置将机械能转变为电能。风力发电机在运作的过程中主要是通过叶片来收集风能，然后再通过增速机对叶轮进行加速，从而实现发电。

1.2 风力发电机分类

1.2.1 按照机组容量划分

按机组容量划分可分为小型机组、中型机组、大型机组和巨型机组。小型机组的机组容量为0.1-1kW；中型机组容量为1-1000kW；大型机组容量为1-10MW；巨型机组容量为10MW以上。

1.2.2 按运行特征和控制方式划分

按风力发电机的运行特征和控制方式划分可以将其分为恒速恒频风力发电系统与变速恒频风力发电系统两种。恒速恒频风力发电系统结构简单、控制方便、可靠性高，但是风能利用率不高。变速恒频风力发电系统转速可调节，从而适应风速变化，最大限度利用分能，提高系统发电率。

1.2.3 风力发电机风轮轴位置分类

风力发电机风轮轴按位置分为垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机，其中，垂直轴风力发电机装机成本相对较低，机组维护检修方便，机组使用寿命长。水平轴风力发电机技术成熟，单机容量大，启动性相对较好。 龙源期刊网