四川沼气工程招标(精选8篇)
《四川省养殖场大中型沼气工程建设项目管理办法》
(试行)
第一章 总 则
第一条 为加强对国家补助投资的养殖场大中型沼气工程建设项目管理,规范项目建设程序和行为,提高项目建设质量和投资效益,根据国家有关规定,制定本办法。
第二条 本办法适用于国家补助投资的养殖场大中型沼气工程建设项目的申报、批复、实施和监督管理。
第三条 养殖场大中型沼气工程建设项目建设必须坚持开发能源、改善环境、农牧结合、科学建设的原则。
第四条 四川省农业厅和四川省发展和改革委员会负责全省养殖场大中型沼气工程建设项目建设管理工作。
县级以上农村能源主管部门、发展改革部门和同级相关部门在各自职责范围内负责本行政区域内养殖场大中型沼气工程建设项目建设管理工作。
第二章 项目申报与审批 第五条 养殖场大中型沼气工程建设项目应严格按基本建设程序和项目申报要求做好项目可行性研究报告、初步设计的编制、申报、评审及审批等前期工作。
第六条 具备独立法人资格、养殖规模较大、周边有足够农田消纳沼渣沼液和一定资金自筹能力的养殖企业或合作社可作为项目业主申报养殖场大中型沼气工程建设项目。县级农村能源管理部门和发展改革部门共同负责对项目业主是否具备申报养殖场大中型沼气工程建设项目条件进行审核和查实。
第七条 养殖业主根据自身需要委托具有农业或环境工程乙级以上咨询资质的单位编制项目可行性研究报告,逐级上报到省发展改革委和省农业厅。
第八条 养殖场大中型沼气工程可行性研究报告原则上应委托有相应工程咨询资质的评估(评审)机构组织专家对项目进行评审,特殊情况下可由省发展改革委和省农业厅组织工艺、工程和投资等方面的专家进行评审,重点审核项目的真实性,工艺技术的先进性,建设内容的完善性,投资造价的合理性以及投资效益的显著性。专家组综合形成专家意见,组织评审单位综合专家意见后形成项目评审意见。
承担编制项目可行性研究报告等业务的机构,不得承担同一项目可行性研究报告的评审任务。
第九条 省发展改革委根据评审意见会签省农业厅后对项目可行性研究报告进行审批。 第十条 项目可行性研究报告批准和项目投资计划下达后,由项目业主委托具有农业或环境工程乙级以上设计资质的单位编制项目初步设计文件,逐级上报到省农业厅和省发展改革委。
第十一条 省农业厅负责组织工艺、工程和投资等方面的专家对养殖场大中型沼气工程建设项目初步设计进行评审,并根据专家组出具的评审意见和初步设计概算表会签省发展改革委对项目初步设计进行审批。
第十二条 项目初步设计概算总投资变更超过批准的可行性研究报告总投资10%以上的,要重新向省发展改革委报批项目可行性研究报告;施工图预算总投资变更超过批准的初步设计概算总投资5%以上的,要重新向省农业厅报批初步设计。
第三章 项目建设与管理
第十三条 项目要遵守《中华人民共和国招标投标法》、《四川省国家投资工程建设项目招标投标条例》、《四川省政府投资工程建设项目比选办法》等法律法规,严格执行招投标制度,通过招标方式择优选择施工单位,不得将工程肢解发包、转包和违法分包,不得迫使承包方以低于成本的价格竞标,不得任意压缩合理工期。招标结果应逐级上报省农业厅和省发展改革委备案。
第十四条 项目建设实行从业资质准入制度。从事养殖场大中型沼气工程建设的施工单位必须具备环保工程专业承包三级及以上资质。从事养殖场大中型沼气工程建设项目施工、运行及管理的技术人员必须持有沼气生产工中级以上国家职业资格证书。 第十五条 项目建设单位必须在项目投资计划下达后的3个月内开工。因故不能按期开工的,须向当地发展改革部门和农村能源管理部门申请延期开工,并报省发展改革委和省农业厅备案;延期以两次为限,每次不超过1.5个月。项目投资计划下达后,既不开工又不申请延期,或者因故不能按期开工超过3个月的,省发展改革委将暂停下达项目投资计划,责令限期整改;整改达不到要求的,撤销建设项目,收回已下达的投资。
第十六条 项目建设单位要严格按照批复的项目建设内容和投资规模组织实施,不得擅自变更建设地点、建设性质、建设内容、建设规模、建设标准等。国家补助投资主要用于购置安装厌氧消化器、沼气净化、储存及利用装置及居民供气管网等。确因客观原因需调整的项目,须逐级向原项目审批单位申请办理变更。
第十七条 项目所在地农村能源主管部门和发展改革部门应当依照法律、法规以及有关养殖场大中型沼气工程建设项目技术标准、设计文件和建设工程承包合同,对项目建设进度、施工质量进行监督检查,对投资计划执行不力,不履行基本建设程序,擅自变更建设单位、建设地点、建设性质、建设内容、建设标准和投资规模,挤占、挪用、截留、滞留建设资金或不落实配套资金,以及有其他严重问题的建设单位,视情节轻重采取限期整改、通报批评、停止拨款、撤销项目、收回投资、停止安排新建项目等措施,并建议追究有关单位责任人的责任。
各级农村能源管理部门对辖区内的养殖场大中型沼气工程建设项目必须严格执行安全生产监督和管理,实行安全事故报告制,及时组织对安全事故的处置。县级以上农村能源主管部门和发展改革部门,按照职责分工加强项目监督检查,确保工程质量、建设进度和资金的合理、安全使用,提高投资效益。
第十八条 项目资金管理须严格执行财政部、农业部联合制定的《农村沼气项目建设资金管理办法》,按照“先建后补、分段拨付、竣工验收、统一结账”的原则,由所在地农村能源管理部门设立专帐,实行专款专用,所有的财务原始凭据存档备查。项目建设资金实行县级报账制,凭所在地农村能源管理部门出具的建设进度报告,分阶段拨付资金。县级发展改革部门和农村能源主管部门负责资金监督管理。
第四章 项目验收
第十九条 项目建成后,建设单位要及时办理竣工财务决算审批和委托有关部门或机构出具审计报告,并向市、州发展改革委和农业局提出项目初步验收申请报告。
项目建设单位应按照国家有关规定建立健全项目档案,及时收集、整理、归档从项目提出到工程竣工验收各环节的文件资料。
对项目建设形成的固定资产,未经项目原审批机关及国有资产管理部门审批同意,任何单位不得随意变更用途或擅自处置。
第二十条 各市、州发展改革部门和农村能源主管部门组织有关部门进行初步验收,初步验收合格并具备竣工验收条件后,向省发展改革委和省农业厅报送竣工验收申请报告。省发展改革委和省农业厅组织有关部门进行竣工验收。 第二十一条 对未通过验收的项目,限期整改,直至验收合格。
第五章 项目运行管理
第二十二条 项目建设单位应建立健全各项规章制度,安排持有沼气生产工高级以上国家职业资格证书的专人负责养殖场大中型沼气工程建设项目的运行管理。
第二十三条 项目建设单位应积极推进沼气工程的持续有效运行,结合技术和设备更新及时对运行管理及操作人员进行岗位培训,建立安全生产管理制度,制定安全运行和突发事件应急预案。发现运行异常时,必须采取应对措施,组织上报有关情况,记录处理过程和后果。
“十一五”以来, 四川省始终坚持把沼气建设作为重大民生工程, 作为新村建设的重要基础, 作为现代种养业有机结合的重要纽带, 作为农村节能减排和生态文明建设的重要抓手, 大力实施农村沼气普及行动, 取得了显著成效。四川省户用沼气池保有量、玻璃钢沼气池推广量、生活污水净化沼气工程量、农村沼气碳交易量, 均居全国第一位, 受益农民超过2 000万。
目前, 全省农村户用沼气池保有量达578万户, 占适宜农户的63.9%, 已有3个市、21个县实现沼气化;以现有沼气工程规模计算, 年产沼气20亿立方米, 每年减少薪柴消耗1 200万吨、减少二氧化碳排放1 200万吨、减少水土流失1 200万立方米。新建沼气服务网点9 284个, 县、乡、村三级服务网络初步形成, 服务覆盖了一半以上的沼气用户;新建大中型沼气工程2 283处, 累计达到4 849处, 年产沼气2亿立方米, 大中型沼气示范工程工艺水平达到欧洲发达国家水平;已建成新村沼气集中供气工程930处, 6.3万农户用上管道沼气;新建太阳灶13.6万台, 安装藏式高效低排生物质炉6.5万台, 惠及80万藏族农牧民;建成城乡生活污水净化沼气池445万立方米, 年处理生活污水5.2亿吨;引入CDM机制开展农村沼气碳交易, 预计未来10年全省共可获得减排收益30多亿元;积极建设国家绿色能源示范县, 九寨沟、射洪、苍溪、德昌、安岳、犍为等6个县成为“国家首批绿色能源示范县”。
危险因素预防控制是一项复杂的系统工程,涉及整个沼气秸秆气生产过程。在控制过程中,要求对危险因素预防控制突出重点,针对重大危险因素和具有重要影响的关键因素,进行重点控制。
1.1 危险因素预防控制的一般原则 ①立足消除和降低危险,构建系统安全,落实个人防护;②预防为主,防控结合,预案与应急措施联动机制;③动态跟踪,重点控制,应变策略。
1.2 危险因素预防控制的事故预防原则 事故预防可以分为事故发生前的预防及事故发生时的防止和减少事故损失的预防。
1.3 应急安全技术和管理措施 当事故发生时,必须及时采取应急安全技术和管理措施,最大限度地减少人员伤亡和事故损失,选择安全技术和管理措施的原则一般按照以下优先次序进行选择:隔离危险因素;薄弱环节防控;个体防护措施;避难和救生行为;救援行动。
2 现场安全控制措施
沼气工程生产现场安全控制管理对象是整个生产过程的具体危险因素,生产过程的危险因素包括人员因素、技术与操作因素、设备因素、制度因素、应急因素等五大类因素,每种因素都包含一定数量的具体危险因素。
2.1 人员因素控制措施
(1)运行管理人员必须熟悉“沼气工程”处理工艺和设施、设备的运行要求与技术指标,并应持有职业资格证书(沼气生产)。
(2)管理人员必须通过职业技能、安全技术培训,经鉴定合格并取得相应行业的职业资格证书后方可上岗操作。专业技工应取得相应的职业技能证书。
(3)操作人员必须了解本工程处理工艺,熟悉本岗位设施、设备的运行要求和技术指标。要求对沼气工程的各个环节有足够的了解是保证工程顺利运转的必要条件。
(4)运行管理人员必须了解“沼气工程”内的各种有害因素与操作及维修工作的利害关系。做到心中有数,可做到紧急情况时处乱不惊。
(5)各岗位操作人员上岗时必须穿戴相应的劳保用品,做好安全卫生工作。
2.2 技术与操作因素控制措施
2.2.1 管网的安全管理工作 (1)运行中的管道的检修和抢修工作,常是带气作业,因此,要严禁明火,戴好防毒面具。当在沼气管道带气操作时,沼气压力应控制在200-800帕范围之内。带气操作时,必须两人以上,沟槽上留一人观察。(2)对低压管道每月至少两次巡视,对闸井、地下构筑物的定期预防检查应同时进行。主要检查闸井的完好程度,沿线凝水器定期排除以及其他地下设施被沼气污染的程度。在闸井打开时,禁止吸烟、点火、使用非防爆灯等。(3)管道日常维护管理的主要工作之一是管道的检漏。可以根据气味的浓淡程度初步确定一个大致的漏气范围。
2.2.2 停运与再启动的安全管理工作 因检修或因季节性生产等限制,厌氧消化器可能会有一段时间停运,在停运期内,应使消化器内发酵液的温度保持在4—20℃。据观察,在此温度范围内,保存的污泥,重新启动时经1—3天就可以恢复到原有的性能;如果在3℃以下,恢复的时间就会延长到4—7天,倘若在接近冰点的温度下保存污泥,则会使污泥性能受到影响,待消化器再启动时,就不能在短期内恢复原有的效能。
2.3 设备因素控制措施 气站应装备下列防护设备:消防器材;保护性安全器具;各岗位操作人员上岗时必须穿戴相应的劳保用品;电源电压大于或小于额定电压5%时,严禁启动大型电机;控制信号电源必须采用安全电压36V以下;在运转中清理机电设备及周围环境卫生时,严禁擦拭设备运转部位,不得将冲洗水溅到电缆头和电机上;在构筑物上或敞开式池、井边,需设置安全护栏或其他防护措施,人员应注意安全,雨天或冰雪天气应注意防滑。
2.4 制度因素控制措施
(1)各岗位人员应坚守工作岗位,注意监视各压力、温度、流量的参数显示情况是否符合规定工况参数,做到设备不超压、不超载运行,保证安全生产。(2)严禁携带易燃易爆物品及其他危险物品进入站区内,站区围墙外20米以内禁止堆放柴草、垃圾及易燃易爆品。(3)沼气站的上料车间、输配车间、自控室等内外要按消防要求配备符合标准的灭火器材,站区内设有必要的消防栓,嚴加保管,保证消防器材完好,做到用时有效。消防器材要摆放于明显位置并由沼气站人员负责每天检查,站长负责管理。(4)进入站区的人员要着防静电服装,不准穿钉子鞋或带入任何火种。(5)任何人不得以任何理由或任何方式在站内堆放与沼气站无关的备品备件或任何杂物。保证消防通道、出入口畅通。(6)气站所有管线、阀件都应固定牢靠,连接紧密,严密不漏,每天要进行一次安全验漏检查,安装防爆设施,发现问题及时处理和上报。(7)进料车间、出料车间、净化间、锅炉房内以及发酵罐周围4.5m以内均为防爆区,必须采取防爆措施。
大型养鸡场沼气工程浅析 张海青,杨慧云,高倩
(北京三益生态环境工程有限公司,北京1(X)070)摘要:诸多集约化养鸡场沼气工程的建设,不仅有效推动了新农村的建设,带动农业增产、农 民增收,发展生态农业。而且加强农村基础设施建设,改善农村环境,优化农村能源结构。还使毁林、非法开采等行为得到了有效控制。大中型养殖场粪污处理工程的推广应用,将在中国生态农业建设和
农业可持续发展中发挥较好的作用。规模化养殖场建设沼气工程并利用沼气发电,不仅减少粪便对周
边环境的污染、充分利用可再生能源和减少化石燃料的使用,还能减少温室气体的排放,获得额外的
减排收益,在很大程度上提高了建设大型沼气工程的积极性。关键词:集约化养鸡场;沼气工程;产能减排;效益 1引言
近儿年,全国各地相继建立和发展了一大批大中型养鸡场。在丰富城乡人民菜篮子的同时,大量 的禽粪也造成严重的环境污染。为了更好的解决这个问题,国家和地方政府都很重视,大中型养殖场 的粪便处理提上议事日程。目前常用的减少畜禽粪便排放的技术包括封闭式的氧化塘、户用沼气池和
大中型沼气工程等。封闭式的氧化塘一般用于规模化畜禽饲养场,可以回收厌氧分解过程中产生的40% 的C执,这项粪便管理方式在发达国家较为常见。户用沼气池多在中国、印度以及非洲一些发展中国
家推广使用。大中型沼气工程一般用于规模化饲养场,通过改变目前的粪便管理方式和利用沼气池产
生的沼气发电,这项技术在减少粪便排放的同时,产生的沼气还可以替代化石燃料,减少了二氧化碳
排放。为了降低环境污染,使社会效益、环境效益、经济效益达到最大化,发展建立了一个以禽粪为
发酵原料生产沼气的生态工程,以探索出一条投资省、效益高的生态良性循环路径。这种大型鸡场的
生态工程把养殖业和种植业相结合,生产沼气与环境保护相结合,既达到了对鸡粪的综合利用,又保
护了环境。但是该行业仍处于新兴阶段,有待于进一步地完善提高。
在政府的高度重视下,农村可再生能源的开发和建设蓬勃发展,预计到2015年,建成规模化养殖
场、养殖小区沼气工程8000处。大中型沼气工程一般技术成熟,国家扶持力度大。如果将此类型的项 目开发为CDM项目获得额外资金,对减缓国家的投资压力和改善沼气工程的维护和管理、提高养殖
业的综合效益,促进农业良性循环和促进循环经济的发展,推动畜禽养殖场大中型沼气工程的建设具
有重要意义。2养鸡场沼气工程
养殖场建设沼气工程的一般都流程是:先向上申报
项目一得到批复一拿到审批资金一找设计院初步
设计方案一然后进行招投标一中标方进行设计、施工一业主组织进行验收一合格运行一国家审核一投入运 营使用。
如果鸡粪任其堆积或排放,将会造成两个严重问题,一是污染养殖场内环境,为病菌提供滋生地,必中国畜牧业协会禽业分会249全球肉鸡产业论坛暨第二届中国白羽肉鸡产业发展大会会刊 直接威胁着鸡场的生存和发展。有些养鸡专家断言“大型鸡场成败的关键问题之一是鸡粪处理,如果
对鸡粪不处理,任其堆积,将会在防疫上出问题,将会产生严重后果”。二是会严重污染环境,严重危
害水系,污染水质。这个方案以保护环境为主,建立处理鸡粪的循环系统工程,兼得沼气、饲料、肥
料、瓜果菜、鱼等农副产品,形成生态褥环经济,鸡粪水处理后最终达到排放要求。鸡粪污集中处理
工程设计流程图: 由于鸡粪废水产生的沼气中HZS气体含量很高,项目采用生物脱硫的方法对沼气进行脱硫处理,选择湿式贮气柜贮存沼气。采用热电联产的纯沼气内燃发电机组,发出的电上网销售。沼气发电机排
出的热水作为热源为厌氧沼气反应器加温。
饲养的鸡都是采用集约化管理方式,项目将鸡粪便采用厌氧发酵产生沼气,并利用产生的沼气发 电_卜网,不向白然水体中排泄粪便污水:项目采用的设施全部有防渗层,不会向地下水渗漏动物粪便。3效益分析 3.1社会效益
该项目的实施为解决养殖场普遍存在的粪尿流失、污染河道等问题找到了一条科学的出路,禽畜 场周围的环境卫生也将因此得到很大程度上的改善。将原来的污染物变成了有机肥,变废为宝。使用
沼气五程出料作为有机肥料,可大大改善土壤的颗粒结构,加强了土壤的肥力,增加了农作物的产量,符合可持续发展战略的需要;同时农作物的品质也大大提高,口感较好,化学污染少,营养价值高,符合“绿色、环保”的要求。同时,沼气示范工程的建设将降低温室气体的排放。沼气主要目的是节能,用沼气替代煤烧锅炉,每年可节煤约二分之一。沼气I一程配备发电机组,-日‘电网停电,立即用沼气发电,维持正常生产,梅年可减少因停电停产造成的损失。农村能源部门支持
250必中国畜牧业协会禽业分会生产技术 旦口旦照旦旦口口里里旦旦绝旦照旦
下,附近农民生活供气用户彻底改变了农民古老的燃柴的旧模式,像城市管道煤气一样实现沼气化。3.2生态效益
养殖场以沼气工程为纽带,把农村的养殖业、种植业和菜篮子工程结合一体,形成良性循环系统。例如沼气工程,粪便制取沼气,沼气发电
照明,沼肥为优质肥料,发展了生态农业,提高了农业产量
和质量,同时发展塑料大棚蔬菜,沼气照明,沼气增温,沼气提供CO:气体肥料,减少病虫害,是城
乡菜篮子工程不可缺少的措施之一。多种经营项目联为一体,形成相互依存,相互促进的综合生产系
统,当年建成,当年见效,形成一套高效生态农业系统。
通过项目的运行,项目实施过程中产生的废渣、废液等可作为有机肥施用于农田、鱼塘,形成良 性生态循环系统,可少施或不施农药和化肥,从而形成养殖与种植的良性循环模式;而固体有机肥深
受城市园林部门和花卉养殖企业的欢迎,这样可以促进城市绿化和花卉生产的发展,美化城市环境,为创建文明卫生城市做出贡献,促进循环经济的发展、加快社会主义新农村建设。3.3经济效益
该项目的运行不仅产生显著的社会效益和生态效益,同时也给当地带来良好的经济效益。项目启 动后,将畜禽场大量粪污变废为宝,转化为优质的有机肥,经过加工处理,可施果园和农田,不仅节
约了购买肥料的成本,而且使农作物质量和产量都有所提高,为农民创收提供了有利机会,可大大带
动地方经济的增长。4发展前景展望与建议 4.1发展前景展望
目前全国大中型沼气工程正在向新的广度和深度发展。工艺规范制定将为大中型沼气工程健康发 展,实现标准化、规范化,达到高质量、高效益、高标准,起到重要的推动作用。但是,由于大中型
沼气工程建设较早,行业管理未能及时跟上,各地沼气工程还存在一些应注意的问题:(l)沼气工程 的设备化、标准化有待加强。(2)发酵工艺方面,多数发酵原料未进行有效预处理,发酵产气未能达
到高效的程度,产气率一般为200m3ld左右。(3)沼气工程为一级发酵,无二级发酵后处理,出水CoD、BoD去除率在80%左右,尚达不到排放标准要求。(4)发酵剩余物的多样化综合利用,投资铺设管道,将发酵后的沼液连同生活污水贮存起来,避免大部分工业沼气废水直接排放。如果能充分利用起来,也是很大的资源开发。以上问题己引起了有关部门的注意,开始计划理顺管理关系,加强技术指导和 检查监督。
大中型沼气工程在能源建设、环境卫生建设和肥料建设等方面都有显著的经济效益和社会效益。有机废弃物资源量大,畜牧场发展又很快,沼气工程发展有很大潜力和前景。同时,兴建沼气工程利
用废弃物,变废为宝,大搞综合利用,消除环境污染,发展生态农业都有重要的意义和深远影响。特
别是经过多年实践和科技事业的发展,己有许多能承担大中型沼气工程的研究设计力量和施
工队伍,具有成熟的经验和先进技术,这为我国兴建沼气工程开辟了更广泛的前景。4.2中型沼气工程建议 4.2.1原料来源是关键
大中型沼气工程发展的关键是原料来源,要首先摸清原料资源的底子。除鸡粪污外,还有酒糟废 液、淀粉厂、食品厂、豆腐加工厂,饮料厂、糖厂、造纸厂、制药厂、屠宰厂等排放的大量有机废水,都是很好的沼气发酵原料。要通过产气试验,摸索出产气量大小。同时,随着城镇菜篮子工程的丰富,畜牧场日趋增多,畜牧场粪便的处理将成为不可忽视的环保问题,也是农村发展沼气的重要原料资源。
必中国畜牧业协会禽业分会251全球肉鸡产业论坛暨第二届中国白羽肉鸡产业发展大会会刊....................................................通过实地调查,制订好开发建设规划。4.2.2理顺关系,分工细化,克服薄弱环节
大中型沼气工程建设涉及工业和畜牧部门、城镇环卫及能源管理等部门,建议召开各主管部门讨 论会议,成立沼气工程建设的协作联盟小组,国家农村能源办公室为其办事机构,并组织有关专家审
查设计方案和施工、验收工作等。建设项目的审批、贷款资金分别由各主管部门按国家规定程序报批。
4.2.3统筹规划,精心设计,严格施工
沼气工程需要合理的工艺技术和严格的密封措施,要请有实践经验的工程技术人员承担设计和施 工建设。既要使发酵装置产气量高,又要考虑减轻环境污染。重视工程设计标准和施工质量,严格按
标准规范进行施工和验收。同时,要培训沼气技术管理人员,加强运行管理,确保沼气建、管、运营
环环完善和优化。4.2.4加强科研与技术交流 大中型沼气工程是一个新兴的产业,又是跨行业多学科的系统工程,涉及建筑设计、发酵技术、热工、仪表和化验分析等多学科技术。目前既缺乏成熟技术,又缺乏专业人才。我们认为要重视人才
培养和配备,争取科研立项,加强发酵技术研发,选择先进的发酵工艺和反应器结构,提高产气率和
降解转化率。同时制订出一套发展沼气工程的管理办法,使大中型沼气工程的管理走向规范化。5结论
农业生态问题是我国农业现代化进程中必须解决的课题之一,大型鸡场生态经济工程的建立,是 实现生态农业一个路径。
建立大型鸡场的生态经济工程,不仅是现实的需要,而且在理论上有依据,在实践中也是可行的.既有经济效益,又有较大社会经济效益。
这种生态经济工程,对于中、小型养鸡场、养猪场、养牛场,以及家庭庭园经济都有广泛的适用 性。参考文献
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根据对德国沼气技术的考察情况,分析总结了德国沼气工程技术的特点、发展驱动力与发展趋势,借鉴德国沼气发展的经验并结合中国沼气工程技术发展中存在的一些问题,从政策、治理和技术角度对如何发展中国的沼气工程提出了几条建议。
1德国沼气工程发展现状与趋势
在参加CIGR2006会议期间,以及2005年在中国和荷兰政府合作项目“促进中国西部农村可再生能源综合发展应用”的资助下,作者先后两次对德国的可再生能源发展状况进行了考察,考察过程中,德国的沼气工程技术给我们留下了深刻的印象,有许多地方值得中国学习和借鉴。德国位于中欧,国土面积为35.7万平方公里,人口总数8226.4万人,人口密度230人/平方公里。在欧洲仅次于俄罗斯。德国的地形异常多样,从连绵起伏的山峦、高原台地、丘陵、山地、湖泊直至辽阔宽广的平原。从北到南划为5大地形区:北德高地,中等山脉隆起地带,西南部中等山脉梯形地带,南德阿尔卑斯山前沿地带以及南部的阿尔卑斯山区。整个地势南高北低。德国处于大西洋和东部大陆性气候之间的凉爽的西风带,温度大起大落的情况很少,平稳暖和是德国气候的总体特征,冬季平均温度在1.5℃(低地)和-6℃(山区)之间。7月份平原来地区的平均温度为18℃,在南方山谷地区为20℃左右。这种良好的气候条件非常适合沼气的发展。近年来,沼气工程在德国得到了快速发展,非凡是在2000年其可再生能源法(RenewableEnergyAct,EEG)出台以后。2000年之前的10年间德国沼气工程的数量增加了不到1000处,而从2000到2004的4年间就增加了1450处。德国沼气工程总量历年的变化情况见图1。而且其发展潜力很大,据估计,其原料的理论利用量能满足220000个沼气工程的需要(包括农场小型沼气工程On-FarmAD和大型沼气工程CentralizedAD)[1]。2德国沼气工程发展的特点
1)主要采用全混合发酵工艺在德国,建设沼气工程以获取能源为主要目的,因此追求最大原料产气率是这些工程最为重要的经济指标。从原料产气率角度分析,一些作物,如玉米、甜菜、甜高粱及大麦的干物质产气率可高达600-1000m3/t,远远高于动物粪便的产气率,而动物粪便与这些原料掺在一起进行混合发酵,可以弥补这些原料氮源不足的问题,从而更有利于沼气的生产。此外,这些作物的单位产量也很高,比如种植1ha甜菜可以收获100t甜菜和26t甜菜叶,而1t新鲜甜菜可生产100m3沼气。同时采用这两种原料有充足的资源保证。德国每年的秸秆产量大约为4800万t,目前的畜牧业养殖规模大约为牛1600万头,猪2600万头,马400万头,家禽1.14亿只,这些家畜和家禽天天产生的粪便所含干物
质可达57500t[1]。因此,这种采用作物和粪便两种原料进行混合发酵的沼气工程在德国得到了快速发展[2]。由于混合发酵原料SS含量和TS浓度都比较高,适合采用全混合厌氧反应器。从采用的反应器类型看,约90%为立式全混合反应器,少数采用卧式反应器,主要用于含沙和纤维量高的原料,而且受结构限制此类反应器的容积一般低于300m3,还有不到10%的工程采用两种反应器联合应用的方式。随着材料技术的发展,一些工程采用了将发酵罐和储气柜一体化的设计,即在反应器的上部安装双层膜用以储存沼气,见图2和图3。
许多农场建的沼气工程多采用2个发酵罐串联发酵,其中第一个发酵罐采用连续进出料方式,其排出的料液进入第二个发酵罐储存并在其中继续产气,同时该罐还兼作沼气储气装置。储存在第二个发酵罐的料液经过一段时间后被排放出来,然后作为有机肥喷施到农田里,所以不存在废液二次污染问题。2)沼气主要用于发电和供热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。这也是“RenewableEnergyAct”所鼓励的。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。图6所示为一小型沼气发电设备。
3)沼气生物脱硫技术的应用在德国一些沼气工程采取有控制的向沼气反应器内充空气的方法来脱硫。这种脱硫方法的原理是利用兼性厌氧微生物在微量氧气(<0.1mg/L)存在的情况下,将硫化物氧化为单质硫[4]。这类细菌属于无色硫细菌,其中硫杆菌Thiobacillus就是一种典型的脱硫细菌,它属于自养细菌,以无机硫化物为电子供体,以CO2为碳源。这种生物脱硫方法的关键在于氧含量的控制,控制不好就会破坏反应器的厌氧环境,导致沼气发酵效果下降或停止产气。目前较为可靠的控制方法是采用氧化还原电位OPR在线监测的方法控制料液的充氧浓度[3]。3德国沼气工程发展的驱动力近年来德国沼气工程的快速发展,主要得益于以下2个方面。1)强有力的政策推动近年来德国非常重视可再生能源的发展,为了促进包括沼气在内的可再生能源的发展,制订了“RenewableEnergyAct”,该法于2000年开始实施,并在2004年进行了重新修订以加大对可再生能源的扶持力度。该法提出的目标是到2010年由可再生能源提供的电能要占德国总电能消耗的12.5%,到2020年至少达到20%。为实现该目标,该法制定了可再生能源发电补贴措施,其中对生物质能发电的补贴方法见表1。根据发电设备装机容量的不同,制定了不同的上网电价补偿标准。此外,对利用能源植物做原料的电厂,或者采用热电联产工艺的电厂在上网电价基本补偿标准的基础上再给予不同额度的奖励。进而,假如新建的热电联产工厂在生物质转换利用环节采用热化学气化技术、燃料电池等新技术,可以再增获得奖励。上述规定适用于2004年1月1日以后运
行的沼气发电工程,保持20年不变,但在2005年1月1日后建设的电站其基本补偿价格每年递减5%。电网运营商收购可再生能源电力增加的费用由全国分摊。
同时,该法被认为是最有效的环境保护措施,2003年在德国可再生能源对温室气体CO2的减排量贡献已达到5300万t,而其中的2300万t应归功于该法的推动作用。除了可再生能源法外,其它一些法规,如废弃物处理和循环利用法
(RecyclingandTreatmentofWastesAct),生物废弃物条例(BiowasteOrdinance)等都对沼气的发展起到了推动作用。此外,在解决沼气工程建设资金方面,政府可以为企业或农场主提供长期低息贷款。
表1德国新的可再生能源法对生物质能发电的补偿标准
Table1PaymentsforpowerfrombiomassaccordingtonewEEG(单位:欧分/kW•h)装机容量150kM500kM5MW>5MW基本补偿额11.59.98.98.4基本补偿额1664-基本补偿额22222基本补偿额3222-*注:能享受额外增加偿付额1、2、3的对象依次为:利用能源植物做原料的发电厂,新建热电联产工程,采用热电联产新工艺的新建工程。
2)完善的质检控制体系保证在德国有一套完善的沼气工程质量控制法规和标准。如安全操作规程(OperationalSafetyRegulations),农业贸易协会安全规程
(AgriculturalTradeAssociationSafetyRegulations),欧盟机械指南
(EUMachineryDirective),德国工业标准(DINStandards)等都对沼气工程适用。由于沼气是一种易燃易爆的气体,所以,根据OperationalSafetyRegulations的要求,需要对沼气工程进行防爆监控。需要监控的系统必须满足以下要求:①正式投入生产之前以及进行大的改造之后必须对系统进行检查;②至少每3年重复检查1次;③制订防爆文件;④每年对员工开展培训;⑤在爆炸危险区使用的设备必须获得许可。而防爆文件的制定必须包含以下内容:①易爆位置地图;②设备正常情况下的操作与开关程序;③非正常情况下的操作和故障处理程序;④自动操作系统发生故障时手动操作程序;⑤检查和维护方法说明;⑥沼气发生泄漏和存在爆炸危险时紧急处理预案及通知;⑦操作步骤或流程图;⑧维护记录及检查清单;⑨防爆措施说明;⑩事故检查报告备案。对在易爆地点使用的设备,必须符合防爆要求,设备是否是防爆设备,检查时只需看该设备是否贴有Ex标志,即防爆标志。根据ATEXGudielines要求只有通过ATEX认证的设备才答应贴Ex标志。对机械设备,根据
摘要:沼气工程对干解决养殖场环境污染和能源开发利用具有很好的实用性,近年来沼气工程建设在国内外发展迅速,笔者近期考察了德国不同特点的沼气工程,对德国沼气工程建设,运行管理与发展有了基本的了解,对其沼气工程发展的.支撑体系,工程投资与运行的经济性也有了初步的了解.作 者:林聪 段娜 王阳 张又红 作者单位:林聪,段娜,王阳(中国农业大学水利与土木工程学院,北京,100083)
张又红(农业部规划设计研究院,北京,100125)
1 厌氧消化器的分类及特点
根据水力滞留期 (HRT) 、固体滞留期 (SRT) 、微生物滞留期 (MRT) 的不同, 沼气工程中的厌氧消化器可分常规型、污泥滞留型和附着膜型三大类。
1.1 常规型消化器
又分为常规消化器、全混合式消化器 (CSTR) 、卧式推流厌氧消化器 (HCPF) 、单元混合塞流式厌氧消化器 (UPR) 。
1.1.1 常规消化器
结构简单、应用广泛, 但无搅拌装置, 原料自然分层沉淀, 厌氧消化活动旺盛场所只限于活性层内, 因而效率较低。我国农村最常用的水压式沼气池就属于常规消化器。
1.1.2 C S T R
适宜高TS废物的处理。能避免分层, 使物料、温度等分布均匀;抑制物质分散迅速, 保持较低水平;能避免浮渣、结壳、堵塞、气体逸出不畅和短流现象;投资较小, 运行管理简单, 易于数学建模。但容积负荷率低;需搅拌, 能效比低;出水水质较差。
这种消化器适宜高TS原料, 是以前使用最多、适用范围最广的一种消化器。能避免分层, 使物料、温度等分布均匀, 进入消化器的抑制物质能够迅速分散, 保持较低的浓度水平;能避免浮渣、结壳、堵塞、气体逸出不畅和短流现象;投资小, 运行管理简单, 易于数学建模。但是由于无法做到使SRT和MRT大于HRT, 需要的消化器体积较大, 容积负荷率低;需搅拌、能耗大, 能效比低;微生物随出料流失较多, 出水水质较差, 应用范围逐渐缩小。
1.1.3 H C P F
适用高浓度、高TS有机废水的处理。结构简单, 投资较小, 不需搅拌, 能耗低;运转方便, 故障少, 稳定性高。但固体物可能沉淀于底部, 形成大量死区, 影响消化器的有效体积, 使HRT和SRT降低;需要固体和微生物的回流作为接种物;消化器面积/体积比值较大, 且难恒温, 效率较低, 出水水质相对较差;易结壳。适用于牛粪的消化但不适合沉渣多的鸡粪。
1.1.4 U P R
UPR初步解决了HCPF存在的反应器单体容积较小、浓度过高易酸化、除砂效果差等一些问题, 可提高TS的浓度, 预控酸化, 加强除砂效果, 加大单体容积, 降低投资。
1.2 污泥滞留型消化器
包括厌氧接触工艺、升流式厌氧污泥床 (UASB) 、膨胀颗粒污泥床 (EGSB) 、内循环厌氧反应器 (IC) 、升流式固体反应器 (USR) 和折流式反应器等。
1.2.1 厌氧接触工艺
具有CSTR的优点, 并具有缓冲能力大, 负荷率高, 操作简单, 运行稳定的优势。但其需额外设备来使固体和微生物沉淀与回流。
1.2.2 U AS B
是目前世界上发展最快的消化器, 适用于TS含量很低的可溶性废水。结构简单, 将污泥的沉降与回流置于一个装置内, 没有搅拌装置及填料, 投资小, 运行费用低;SRT和MRT长, 容积负荷率高;工艺稳定, 处理效率高, 得到广泛应用。但是三相分离器较复杂, 且需要布水器进料;当冲击负荷或进料中TS含量升高, 及遇到过量有毒物质时, 会引起污泥流失, 运行技术要求较高。
1.2.3 EGSB
是改进的UASB, 容积负荷COD高, 在低温条件下处理低浓度污水时, 可以得到比其他工艺更好的效果。但是由于采用高的升流速度运行, 运行条件和控制技术要求较高, 不适合处理SS高的废水, 因悬浮固体通过颗粒污泥床时会很快随出水被冲出, 难以得到降解。
1.2.4 I C
是目前世界上效能最高的厌氧反应器, 集UASB和FBR的优点于一身, 利用反应器所产沼气的提升力实现发酵料液内循环的一种新型反应器。其具有很高的容积负荷率, 节省基建投资和占地面积, 不耗能;启动时间短;具有缓冲pH的能力, 抗冲击负荷能力强, 出水稳定性好。但是对SS较高的物料不合适, 主要适用于工业有机废水的处理。
1.2.5 U S R
适用于高TS原料。结构简单, 不需要安置三相分离器及污泥回流、搅拌装置, 其效率接近UASB的功能, 但UASB必须严格使用可溶性原料。
1.2.6 折流式反应器
在我国近年来的实用过程中, 除用于低浓度的生活污水等处理外, 其效果一直欠佳。从理论到实践都存在不少问题, 难以在生产上推广应用, 需要进一步研究。同时由于要造成折流, 使得消化器结构复杂、施工难、造价高。
1.3 附着膜型消化池
应用较多的有厌氧滤器 (AF) 、厌氧流化床 (FBR) 和膨胀床 (EBR) 等。
1.3.1 A F
不需要搅拌, 低操作费用;负荷率高, 体积小;MRT长, 污泥浓度高, 运行稳定, 运行技术要求较低;更能承受负荷变化;长期停运后可更快地重新启动。但是填料费用较高, 安装施工较复杂且要定期更换;由于微生物的积累, 增加了运转期间料液的阻力, 需要较长的启动期。易堵塞和短路, 只能处理低SS的废水。
1.3.2 FBR和EBR
适宜低TS的原料。负荷率更高, 运行更稳定;能承受负荷的变化, 在长期停运后可更快的启动。但是能耗及维持费用较高, 支持介质易被冲出, 损坏泵或其他设备;初次启动期较长;可能需要脱气装置从水中有效地分开介质颗粒和悬浮固体。目前多处于实验室研究阶段。
2 结语
2008年11月28日, 农业部办公厅和国家发改委办公厅联合下发了农科办 (2008) 66号文件, 鼓励高浓度厌氧消化工艺模式采用CSTR和HCPF厌氧消化器, 低浓度厌氧消化模式鼓励采用采用UASB和AF厌氧消化器, 鼓励采用新工艺和新技术。综上所述, UPR和USR分别对HCPF和UASB进行了改进, 在今后的发展中能得到更大的应用。同时, 因为“能源生态型”和“能源环保型”的要求不同, 在设计沼气池时, 可根据其要求及原料的特性选择最合适的工艺。
摘要:发展沼气工程对实现环境、能源和经济的可持续发展具有重要意义, 而选用合理的工艺是这项工程高效开展的保证。本文对目前沼气工程发展中根据不同发酵机制研发出的厌氧消化器工艺特点做概括论述, 便于在沼气工程设计工作中查找最佳工艺。
关键词:沼气工程,厌氧消化器,工艺特点
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关键词:沼气发电工程;系统动力学;资源供需;优化模型
中图分类号: S216.4文献标志码: A文章编号:1002-1302(2015)11-0478-05
收稿日期:2015-05-14
基金项目:国家自然科学基金 (编号:71201057)。
作者简介:张彩庆(1964—),男,河北保定人,博士,教授,研究方向为技术经济及管理、电力市场等。E-mail:hdzhangcaiqing@126.com。
通信作者:臧鹏飞,硕士研究生,研究方向为物流工程。E-mail:291996671@qq.com。 能源短缺和环境污染是我国农村亟待解决的两大难题,而沼气发电工程是解决这些问题的有力措施。在农村发展沼气不仅能开发新能源、让农民用上清洁绿色能源、节约农民生活用能成本,而且也可以充分利用禽畜粪便、保护生态环境。此外,沼肥也可以作为农村耕地的肥料,节约农民生产成本。但是,很多沼气发电工程由于在兴建之前没有对沼气生产系统进行规划与分析,导致沼气发电工程在生产运行时出现了资源供需不配套等问题,不仅造成了资源浪费,而且造成生态环境污染。因此,依据发酵原料、沼肥及沼气的供需情况,确定沼气发电工程的规模大小和合理安排沼气生产,使各种资源充分合理利用,是沼气发电工程生产运行中首要解决的问题。
近年来,我国对沼气发电工程的研究工作越来越重视,学者们从不同方面对沼气产业的发展进行了讨论。如张无敌等分析了农村沼气和商品化沼气池的发展情况,对促进沼气产业发展提出了一些建议[1]。张佰明阐述了沼气发电工程在现代生态建设中的6大功能、沼气产业化发展思路、沼气产业规模化发展模式等,最后提出以基地示范效应促进沼气产业发展[2]。
国内外关于系统动力学应用和沼气发电工程运行中供需平衡问题的研究较少。Andrews首次提出了厌氧消化系统的动态抑制结构模型[3],其他一些研究人员先后对该模型进行了修正和补充[4-6]。王凯军等结合黑箱模型和结构模型,提出了对厌氧动力学进行模拟的系统动力学方法[7]。顾树华等采用系统动力学模型对沼气发展的综合效益进行了分析,并以1个具体案例说明了系统动力学能帮助我们更好地认识沼气建设的效益,并为制定发展政策提供很好的参考[8]。欧阳彪先对沼气运行状态进行分析,然后用线性规划模型分析了沼气的供需模型并对原料及能源供需进行了优化[9]。王丽丽等应用系统动力学和有限元热平衡分析方法,针对黑龙江省某大型沼气发电工程,研究其能量供需平衡情况,并确定工程实际运行过程中的一些关键参数[10]。
一般沼气发电工程由政府投资建设,禽畜粪便等是沼气发电工程主要的发酵原料,其产生的沼气用于农户的炊事和取暖用气或供温室大棚用气,沼液、沼渣可用作肥料。如剩余沼气特别多,可以考虑利用沼气发电等。沼气发电工程的生产系统相当复杂,需要考虑发酵原料、沼肥等的供需平衡问题,以免造成资源浪费和环境污染,所以需要对这个系统的资源供需进行优化研究。本研究对沼气发电工程生产运行系统的资源供需优化问题进行研究,以实现各种资源的合理利用,充分发挥沼气发电工程在解决农村能源问题和环境保护中的作用。
1模型
1.1沼气发电工程生产运行系统
沼气发电工程一般都是由政府投资建设,通常都兴建在养殖场等发酵原料充沛的地方。沼气发电工程生产运行系统由前处理工程、生产工程、后处理工程组成。前处理工程包括发酵原料运输、浓度调节等,生产工程包括保温、原料搅拌等,后处理工程包括沼气的净化、管道运输以及沼肥的利用等。发酵原料主要是禽畜粪便等,净化的沼气供农户们炊事供暖使用,沼液沼渣等沼肥返入耕地作为肥料[11-12]。依据发酵原料和农户对沼气的需求量来确定沼气发电工程的规模。其因果关系如下:(1)有关沼气供给的因果关系:发酵原料→沼气发电工程的规模→ 沼气量→可供的农户数;(2)有关沼气需求的因果关系:农户数→沼气的需求量→沼气发电工程规模→发酵原料需求量。
1.2系统动力学
系统动力学[13-16]是对系统进行分析及实现计算机模拟仿真的有效方法,在许多领域都发挥了重要作用。它以控制论为基础,对系统中的各个因素进行因果关系分析,根据信息反馈原理,描述整个系统的运行情况。根据系统因果关系建立随时间变化的动态模拟仿真模型,在进行仿真过程中,可以改变模型中的一些变量来优化运行系统,从而提供更好的结果,作出更好的决策。
1.3沼气发电工程资源供需模型
1.3.1基本假设本研究应用VENSIM 软件建立沼气发电工程生产运行系统资源供需的系统动力学模型,各个变量的参数基本依据原始的模型设定,通过修改原来模型的数据或增加某些变量,对原始模型进行优化,使沼气发电工程的资源供需状况得到更好的改善。特做如下假设:
(1)农村的沼气发电工程能够在其整个寿命周期内持续运行,其生产能力处于基本稳定的状态[17];
(2)农户人口及饲养禽畜的数量不会出现大幅增减的状况;
(3)剩余的禽畜粪便和产生的沼肥都被用作改良耕地的肥料[18-19]。
nlc202309030025
1.3.2模型构建沼气发电工程资源供需系统动力学模型见图1。
1.3.3建立仿真方程式
1.3.4沼气发电工程资源供需优化模型基于上述沼气发电工程资源供需的系统动力学模型,要使沼气发电工程的资源供需状况得到更好的改善,我们需要修改或增加模型中的一些变量,以对其进行优化。如农村沼气发电工程[20-21]产生的沼气不仅能满足计划供气的农户需求,还有很多剩余,则可以考虑其他用途,比如给更多的农户供应沼气,也可以考虑建温室大棚;同时,沼气发电工程产生的沼肥可首先要满足农业耕地对肥料的需求和其他用途比如温室大棚对它的需求,剩下的沼肥可以用来生产商品颗粒有机肥。假如沼气发电工程的规模很大,生产的沼气除了满足农户和温室大棚的需求外,剩余的沼气可以用来发电(图2)。
改变的仿真方程式:
2具体算例
2.1河北某沼气发电工程简介
河北省某沼气发电工程被计划兴建于某村,沼气发电工程规模暂定为1 000 m3,并在2015年正式投产。该工程以禽畜粪便为发酵原料,产生的沼气为农户提供炊事和取暖用能,而且产生的沼肥还可被用作改良耕地的肥料。该村有 892 户,3 618 口人,耕地面积1 058.933 hm2,主要以生产猪为主导产业。目前,猪饲养量 18 000头。日处理鲜猪粪 345 t,年产沼气可达35.2 万m3,依托该工程,能够为600户农户提供沼气。
2.2模型
依据河北某沼气发电工程生产运行的实际资源供需关系,以沼气需求总量、施肥耕地需求量、猪粪和沼肥的供需差、沼气发电工程规模等变量为主要研究对象,沼气发电工程资源供需动力学模型见图3。
2.3模型模拟及结果分析
依据河北某村的人口及猪的数量变化和有关沼气发电工程的生产运行参数,查找其他沼气发电工程相关数据并经过检验后,确定了上述模型是有效的。模型包含很多变量,主要变量的初值如下:总人口数的初值是2 343,猪的总数的初值是18 000,设定此模型的模拟时间为16年,时间步长为 1。在模型模拟仿真运行中,主要考察沼气需求总量、施肥耕地需求量、猪粪和沼肥的供需差、沼气发电工程规模等变量(表1)。主要变量的初值如下:
从表1能够看出,沼气需求总量、沼气发电工程规模、猪粪总产量、用户数量、施肥耕地需求量、猪粪的供需差都随时间变化呈上升趋势。依据人口出生率及死亡率,600 户农户在未来16 年将会增加到628 户,沼气需求总量每年达 23.71万~24.78 万 m3,计划兴建的1 000 m3沼气发电工程可以满足600户农户未来 16 年对沼气的需求,并且每年还能剩余10.42万~11.49 万m3的沼气。对于此问题,可以考虑增加沼气供气的农户数,以便能够充分利用沼气。该村猪粪产量每年达 12.6万~17.59万 t,它主要被用作沼气发电工程的发酵原料,而且每年还剩余11.98万~16.95 万 t 。沼气生产会产生大量的沼液、沼渣等沼肥,假如要把所有剩下的沼肥和粪肥利用掉,那么就需要2 320~3 267 hm2的农业耕地,但是这比现有的耕地面积要多许多,这说明该村的沼气发电工程虽然可以获得一定的效益,可是还存在着许多的问题,比如资源浪费及环境污染等。
2.4优化分析
根据上述系统动力学模型的模拟分析,河北某沼气发电工程不但要增加其生产规模,而且要改善它的生产运行模式,才能解决该村存在的浪费及污染问题。
现在假定该沼气发电工程产生的沼气能够满足该村892户人口的炊事和取暖用能,产生的猪粪大都被用作沼气发电工程的发酵原料,剩下的猪粪全部用作农业耕地肥料,产生的沼肥先满足该村耕地所需肥料,剩余的经过后续加工处理生产成商品颗粒有机肥(图4)。该村的施肥耕地面积是1 058.933 hm2,设定生产颗粒有机肥比例为 0.125[22](表2)。
沼气需求总量、沼气发电工程规模、沼肥供需差及颗粒有机肥总产量都随时间变化呈上升趋势。沼气发电工程规模只有达到 992~1 038 m3才能为全村农户提供集中供气。该村892户农户在未来16年每年沼气需求总量34.92万~36.57万 m3。沼气发电工程产生的沼肥先被用作耕地肥料,剩余的6.40万~11.37万t每年可以生产 8 002.19~14 208.3 t 商品颗粒有机肥(表2)。通过上述分析,优化后的沼气发电工程不仅能为全村农户提供清洁的炊事和取暖用气,还可以利用剩余的沼肥生产出商品颗粒有机肥,为该村带来了巨大的效益:一方面解决了该村的资源浪费和环境污染问题,另一方面满足了该村的能源需求问题。此外,生产的颗粒有机肥也增加了该村的经济收益。目前,该村已将有机肥生产项目列入沼气发电工程配套项目。
3总结
本研究对沼气发电工程的生产运行系统资源供需与优化进行了分析,应用系统动力学方法,建立了沼气发电工程资源供需模型。通过改变模型中的发酵原料、沼肥、沼气等变量对沼气发电工程生产运行系统进行了优化,建立了资源供需优化模型,实现了沼气发电工程资源平衡,为沼气发电工程建设提供理论依据。此外,将该模型应用于河北省某沼气发电工程项目的资源优化,证明了该方法的可行性和有效性。
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