标题：沼气发电机
为什么要沼气发电
国外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电机组，并对发电机组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。
[1]国内沼气发电在我国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、泰安电机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。目前国内从8千瓦到5000千瓦各级容量的沼气发电机组均已先后鉴定和投产，主要产品有全部使用个沼气的单燃料发电机组及部分使用沼气的双燃料沼气-柴油发电机组。
[1]沼气发电的必要性能源和环境问题已成为国际性热点问题，引起人们的广泛关注。开发新能源，替代原油、天然气和煤炭这三种常规能源，迅速地逐年降低它们的消耗量，已经成为人类发展中的紧迫课题。沼气，是各种有机物质，在隔绝空气（还原条件），并必适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。我国利用沼气，特别是沼气发电有十分重要的意义：一、是可用本地资源代替进口能源，减少国家对进口能源的依赖性；二、是使我国燃料利用多样化，减少对一种能源的依赖；三、是一种相对清洁的能源，用沼气代替矿物燃料是减少CO2排放的理想方式(沼气中主要成分是甲烷，它的温室效应是二氧化碳的21倍)；四、是沼气资源分布广泛，到处可以获得，是能源分散供给体系的一种极佳能源.五、在某些方面，沼气发电可以抵消运营成本，同时减少碳排放，降低温室效应。
综上所述：沼气发电是一件利国利民利已的好事。[1]
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电机组、发电机和热回收装置。沼气经脱硫器由贮气罐供给燃气发电机组，从而驱动与沼气内燃机相连接的发电机而产生电力。沼气发电机组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。
从废水处理厂出来的污泥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。作为发电机组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电机组有利，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污泥，从而提高沼气的发生率。[1]
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，发电机组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。  沼气发电机[1]
沼气发电机组装置
在我国，有全部使用沼气的单燃料沼气发电机组及部分使用沼气的双燃料沼气-柴油发电机组。下表为两种发电机组的性能比较。
单燃料沼气发电机组工作原理及优点：
将“空气沼气”的混合物在气缸内压缩，用火花塞使其燃烧，通过火塞的往复运动得到动力，然后连接发电机发电。 ① 不需要辅助燃料油及其供给设备 ② 燃料为一个系统，在控制方面比可烧两种燃料的发电机组简单 ③ 发电机组价格较低
双燃料沼气-柴油发电机组工作原理及优点：
将“空气燃烧气体”的混合物在气缸内压缩，用点火燃料使其燃烧，通过火塞的往复运动得到动力，然后连接发电机发电。 ① 用液体燃料或气体燃料都可工作 ② 对沼气的产量和甲烷浓度的变化能够适应 ③ 如由用气体燃料转为用柴油燃料在停止工作，发电机组内不残留未燃烧的气体，因为饿耐腐蚀性好两种沼气发电机组缺点:工作受到供给的沼气的数量和质量的影响　① 用气体燃料工作时也需要液体辅助燃料 ② 需要液体燃料供给设备 ③ 控制机构稍复杂 ④ 借个较单燃料式发电机组稍高[1]
沼气发电机的维护保养
润滑系统在处理燃料，润滑剂和冷却液时要尽量保持清洁。
注意：只能使用指定的燃料，润滑剂等（见手册“燃料，润滑剂等”）。否则生产商将不给予保修。
[1]更换机油危险：机油是热的，小心烫伤。不用空手去触摸排油塞。油会污染环境，谨慎进行处理！当发动机在运行温度时，打开油箱上的排油塞，完全放出用过的机油。使用大小足够的容器，防止油溢出。使用新垫片重新安装排油塞。
注释：每次更换机油时都要更换机油过滤器的零部件。重新填加机油
注意：填加的机油不能超过量油尺的最高刻度线，填加过量对发动机造成损坏。从填加口（箭头所指方向）重新填加新机油。在填加完后，启动发动机，让它低速运转几分钟。
注意：如果运行大约10秒后油压没有增高，立即关掉发动机。检查油压，检查是否有泄漏。然后关掉发动机，大约20分钟后，检查油位。拔出量油尺（箭头所指方向）用干净的不起毛的布进行清洁，重新插入量油尺，再次拔出量油尺油位应该在量油尺的上下刻度之间，尽量把油填满，但不要填加过量。
[1]更换机油过滤器注意：用过的机油和机油过滤器属于维修废弃物。为了防止环境污染，遵守安全章程。使用链扳手拧下机油过滤器油筒，使用相应大小的容器盛装机油，防止机油溢出。
危险：机油过滤器油筒装满了热的机油。小心烫伤和烧伤。给新的机油过滤器的密封面（箭头所指方向）涂上一层机油。用手旋上机油过滤器油筒，直到两个面接触为止。继续用手转动滤筒大约3/4周，直到拧紧为止。填加机油，让发动机运行一段时间，检查是否有泄漏。如果需要的话，用手拧紧过滤器滤筒。[1]
有机废水沼气发电机组
什么是有机废水有机废水就是以有机污染物为主的废水，有机废水易造成水质富营养化，危害比较大。
在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中，含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中，可通过微生物的生物化学作用而分解。在其分解过程中需要消耗氧气，因而被称为耗氧污染物。这种污染物可造成水中溶解氧减少，影响鱼类和其他水生生物的生长。水中溶解氧耗尽后，有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味，使水质进一步恶化。水体中有机物成分非常复杂，耗氧有机物浓度常用单位体积水中耗氧物质生化分解过程中所消耗的氧量表示，即以生化需氧量(BOD)表示。一般用20℃时，五天生化需氧量(BOD5)表示。
[1]主要客户群有机废水沼气发电机组主要客户群：造纸厂、酒精厂、淀粉厂、药厂、生化厂等
目前柠檬酸、酒精、造纸厂等工业生产中治理“三废”所需的费用越来越高，去年开始的“环保风暴”更是使三废治理工作成为企业生死存亡的大事情。 
工业生产的“三废”治理主要有三大途径：
一是对“三废”采取合理有效的治理方法；
二是改进合成工艺，将污染消灭在生产工艺过程中；
三是对“三废”合理利用，变废为宝。
要从根本上消灭污染，关键是要对产生污染的每一个环节和步骤进行认真分析和研究，把污染消灭在工艺生产过程中，实现清洁生产。另外，要大力开发废物的综合利用技术，增加企业的经济效益，保证企业的竞争优势。 我们这里讨论的 “三废”主要指其中的有机废水。工业有机废水来源很多，主要来自柠檬酸、制糖、酒精、造纸、养殖、PTA等行业，这些行业处理污水的主流方式是采用生化法进行处理，处理过程中产生大量沼气，根据估算，每生产一吨柠檬酸可产生大约225方沼气，其中甲烷含量可达60%左右，这种沼气用于发电是一种非常好的燃料，每方沼气可以发1.7度电，效益非常可观。生产一吨酒精可产生300方沼气，甲烷含量可达70%，热值更高。其它行业类同，产生的沼气量都很可观。
宾士动力自04年起就致力于新能源领域，大力推广应用燃气发电机组，先后和美国瓦克夏以及西班牙高斯科尔、德国曼、韩国大宇、英国珀金斯、GE颜巴赫等国际知名领先品牌合作。先后成功开发大型垃圾填埋场综合治理及沼气发电工程、污泥综合治理及沼气发电工程、养殖场粪污处理及综合利用工程[2]。
节源又环保
为发展循环经济，变废为宝，建设大型沼气工程。公司目前正在研发属于自己品牌的沼气发电机组，沼气池采用推流式厌氧发酵工艺，新建9个地下池，容积为1200立方米。沼气池需达到10至25℃的常温才能产气，公司通过修建地下池、加厚土层保温、利用发电机热水和烟气回收加温、猪舍消毒水分流等手段，在现处冬季最低温度1至3℃的气候条件下，使沼气池的温度达到19℃以上，已安装运行近一个月的60千瓦沼气发电机组，每天可发电6至8个小时，解决了冬季因温度低不产气发不了电的技术难题。到了夏秋两季每天发电机组能发电10至12个小时，年发电量可达19万千瓦/时，节省电费30多万元。同时，公司还配套修建了多级贮存净化池，在山上栽杜仲树，田间种菜、种牧草，通过管道，将厌氧发酵后的沼液作为有机肥施用，既保护了环境，又带来可观的经济效益。[3]