CN216811894U - 低浓度填埋气发电气体稳定供给*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低浓度填埋气发电气体稳定供给***，沼气预处理***与若干发电机组为撬装一体式结构，在沼气预处理***的出气总管上依次设置有总管压力表、总管气体流量计、总管甲烷浓度传感器、总管温度传感器、总管气动开断阀和手动进气阀，各个发电机组的进气支管与出气总管末端形成并列式汇流连接，各个进气支管上均设置有气体稳压阀、电磁切断阀、支管气体流量计、燃料计量阀、支管压力表和支管温度传感器。该***能够使发电机组在填埋气甲烷低浓度的情况下，保证发电机的正常发电效率，同时达标排放。

Description

低浓度填埋气发电气体稳定供给***

技术领域

本实用新型涉及沼气发电技术领域，尤其涉及一种低浓度填埋气发电气体稳定供给***。

背景技术

目前，发电公司机组气源主要来源于两个方面：一是垃圾填埋场中厌氧发酵所产生的填埋气，是发电机组的主要气源，甲烷浓度在50％左右，浓度与气量有逐渐降低的趋势；二是易腐垃圾发酵所产生的气体，甲烷浓度在50％以上，浓度较为稳定，但供气量不足且不稳定。为了使现有的发电机组能够继续正常运行，更好的合理化利用填埋气体，不造成能源浪费，需要进行发电机组的***改造，确保低浓度下的发电机组运行。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，所要解决的技术问题是提供一种低浓度填埋气发电气体稳定供给***，能够使发电机组在填埋气甲烷低浓度的情况下，保证发电机的正常发电效率，同时达标排放。

本实用新型是通过以下技术方案使上述技术问题得以解决。

低浓度填埋气发电气体稳定供给***，沼气预处理***与若干发电机组为撬装一体式结构，在沼气预处理***的出气总管上依次设置有总管压力表、总管气体流量计、总管甲烷浓度传感器、总管温度传感器、总管气动开断阀和手动进气阀，各个发电机组的进气支管与出气总管末端形成并列式汇流连接，各个进气支管上均设置有气体稳压阀、电磁切断阀、支管气体流量计、燃料计量阀、支管压力表和支管温度传感器。

作为优选，沼气预处理***包括沼气脱水装置、增压风机、风冷散热器和精密过滤器。

作为优选，增压风机为罗茨风机。

作为优选，精密过滤器包括过滤粒径10μm的一级过滤器和过滤粒径3μm的二级过滤器。

作为优选，发电机组的主控器为具有中央控制功能的实时监控可视计算机，通过采集各传感器信号综合运算并下达指令控制发电机组运行。

作为优选，发电机组包括耦合连接的发电机和沼气内燃机。

作为优选，沼气内燃机具有控制低氮氧化物排放的稀释燃烧***。

作为优选，发电机组的尾气排放管路上设置有氧传感器。

作为优选，在沼气预处理***的进气总管上设置有进气压力表。

作为优选，出气总管上还设置有阻火器。

本实用新型的有益效果：

1.通过拆除发电机组原有的进气零压阀，在进气支管上新增电磁切断阀、支管气体流量计、燃料计量阀、支管压力表和支管温度传感器等，通过发电机组主控器优化***控制，实现发动机空燃比的闭环控制，燃料计量阀配装支管压力表和支管温度传感器，给主控器提供燃烧需要的填埋气温度和压力信息，精确控制填埋气喷射量。设计大口径进气通道并加装浓度传感器，填埋气与空气分别由电动阀门进行控制，当甲烷浓度或氧气浓度发生变化时，由中央控制器发出指令，控制电动阀门的开度从而实现空燃比的调节，保证发电机组在设定的空燃比下运行，使燃烧更充分，有效降低NOX排放和排气温度，在低浓度燃烧的情况下，通过燃料流量、甲烷浓度、氮氧化物之间的关系，确保达标排放。

2.通过改造实现发动机空燃比的自动控制，并且可以根据浓度变化自动调节，使发电机组可以在最低浓度35％填埋气条件下稳定运行，发电机组运行功率达到80％以上，提升低浓度条件下的发电功率50％以上，功率波动范围不超过±50KW。

3.通过改造实现更加低的氮氧化物排放起始浓度，由原先的800㎎/m³降低至400㎎/m³或更低水平。低浓度填埋气的发电不仅可以产生可观的经济效益，更重要的是带来了巨大的环境效益，它使得填埋场的沼气治理不再以燃烧火炬为主，产生绿色能源，使得填埋气资源获得充分利用。

附图说明

图1为本申请的结构示意图；

图2为本申请在发动机空燃比自动控制下实现低浓度填埋气稳定运行的原理示意图。

图中：1-沼气预处理***，2-发电机组，3-出气总管，4-总管压力表，5-总管气体流量计，6-总管甲烷浓度传感器，7-总管温度传感器，8-总管气动开断阀，9-手动进气阀，10-进气支管，11-气体稳压阀，12-电磁切断阀，13-支管气体流量计，14-燃料计量阀，15-支管压力表，16-支管温度传感器，17-进气总管，18-进气压力表。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型实施例的低浓度填埋气发电气体稳定供给***，沼气预处理***1与若干发电机组2为撬装一体式结构，具体的说，沼气预处理***1包括沼气脱水装置、增压风机、风冷散热器和精密过滤器，增压风机比如为罗茨风机，精密过滤器包括过滤粒径10μm的一级过滤器和过滤粒径3μm的二级过滤器。发电机组包括耦合连接的发电机和沼气内燃机，沼气内燃机具有控制低氮氧化物排放的稀释燃烧***。发电机组的主控器为具有中央控制功能的实时监控可视计算机，通过采集各传感器信号综合运算并下达指令控制发电机组运行。

在沼气预处理***1的进气总管17上设置有进气压力表18。在沼气预处理***1的出气总管3上依次设置有总管压力表4、总管气体流量计5、总管甲烷浓度传感器6、总管温度传感器7、总管气动开断阀8、手动进气阀9和阻火器(图中未示出)，各个发电机组的进气支管10与出气总管3末端形成并列式汇流连接，各个进气支管10上均设置有气体稳压阀11、电磁切断阀12、支管气体流量计13、燃料计量阀14、支管压力表15和支管温度传感器16。结合图2中可知，拆除发电机组原有的进气零压阀，原有的机械式零压阀不具备自动空燃比控制功能，机组的带载能力会随着填埋气甲烷浓度的降低而降低，这时必须由操作人员通过调整零压阀才能带载，用燃料计量阀来代替原有的零压阀，在进气支管上新增电磁切断阀、支管气体流量计、燃料计量阀、支管压力表和支管温度传感器等，通过发电机组主控器优化***控制，实现发动机空燃比的闭环控制，本技术方案优化***控制，全面实现空燃比控制、速度/负荷控制、发电管理、点火控制和爆震控制，发动机空燃比的自动控制使机组可以在低浓度填埋气条件下稳定运行，并且可以根据浓度变化自动调节。设计大口径进气通道并加装甲烷浓度传感器，在发电机组2的尾气排放管路上设置氧传感器，测量尾气成分中的氧分子浓度，填埋气与空气分别由电动阀门进行控制，当甲烷浓度或氧气浓度发生变化时，由中央控制器发出指令，控制电动阀门的开度从而实现空燃比的调节，保证发电机组在设定的空燃比下运行，使燃烧更充分，有效降低NOX排放和排气温度，在低浓度燃烧的情况下，通过燃料流量、甲烷浓度、氮氧化物之间的关系，确保达标排放。

本实用新型是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的指导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.低浓度填埋气发电气体稳定供给***，其特征是：沼气预处理***(1)与若干发电机组(2)为撬装一体式结构，在沼气预处理***(1)的出气总管(3)上依次设置有总管压力表(4)、总管气体流量计(5)、总管甲烷浓度传感器(6)、总管温度传感器(7)、总管气动开断阀(8)和手动进气阀(9)，各个发电机组的进气支管(10)与出气总管(3)末端形成并列式汇流连接，各个进气支管(10)上均设置有气体稳压阀(11)、电磁切断阀(12)、支管气体流量计(13)、燃料计量阀(14)、支管压力表(15)和支管温度传感器(16)。

2.根据权利要求1所述的低浓度填埋气发电气体稳定供给***，其特征是：沼气预处理***(1)包括沼气脱水装置、增压风机、风冷散热器和精密过滤器。

3.根据权利要求2所述的低浓度填埋气发电气体稳定供给***，其特征是：增压风机为罗茨风机。

4.根据权利要求2所述的低浓度填埋气发电气体稳定供给***，其特征是：精密过滤器包括过滤粒径10μm的一级过滤器和过滤粒径3μm的二级过滤器。

5.根据权利要求1所述的低浓度填埋气发电气体稳定供给***，其特征是：发电机组的主控器为具有中央控制功能的实时监控可视计算机，通过采集各传感器信号综合运算并下达指令控制发电机组运行。

6.根据权利要求1所述的低浓度填埋气发电气体稳定供给***，其特征是：发电机组包括耦合连接的发电机和沼气内燃机。

7.根据权利要求6所述的低浓度填埋气发电气体稳定供给***，其特征是：沼气内燃机具有控制低氮氧化物排放的稀释燃烧***。

8.根据权利要求1所述的低浓度填埋气发电气体稳定供给***，其特征是：发电机组(2)的尾气排放管路上设置有氧传感器。

9.根据权利要求1所述的低浓度填埋气发电气体稳定供给***，其特征是：在沼气预处理***(1)的进气总管(17)上设置有进气压力表(18)。

10.根据权利要求1所述的低浓度填埋气发电气体稳定供给***，其特征是：出气总管(3)上还设置有阻火器。

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