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沼氣發(fā)電站主要由厭氧消化裝置、發(fā)電裝置和扶助加熱裝置組成，生物質原料在厭氧消化池中發(fā)酵時，需要一個恒溫的環(huán)境，以保障沼氣的均勻、連續(xù)生產，在較佳消化溫度范圍內，沼氣產量和產氣率達到較大。

因此，厭氧消化池的溫度平衡對電廠的運行起著重要的作用，本文對沼氣發(fā)電廠厭氧罐的熱平衡進行了計算，并對熱平衡的調整方法進行了分析。

從水箱到周圍空氣的對流換熱將損失部分熱量，為了保持發(fā)酵溫度穩(wěn)定，需要對厭氧消化池進行加熱。為了簡化罐內物料對空氣的散熱計算，假設罐內物料攪拌，每次進料及時與物料混合，罐內物料溫度分布均勻。

由于儲罐的直徑比壁厚大得多，可以將其簡化為沒有限度長的平壁，平壁兩側分別攪拌原料和流動空氣，從內到外的熱傳遞是原材料與罐內壁之間的對流換熱，罐內的熱傳導與保溫材料之間的對流換熱，以及保溫材料外壁與空氣之間的對流換熱。

厭氧罐周圍環(huán)境空氣的計算溫度和風速取自采暖、通風和空調的室外氣象參數，其他物理參數取自NIST數據庫，罐內原料的物理性質隨鴨糞含量和消化工序的不同而變化，便于用水計算，攪拌速度為0.1m/s，而不是物理參數。

來自發(fā)動機廢熱交換器的高溫熱水通過加熱帶將熱量釋放到油箱中的原材料。原材料與罐內壁之間的傳熱繼續(xù)被視為大平板的對流傳熱，計算公式與散熱方程相同。熱水側的換熱被認為是管內的強制對流換熱。

通過對一年中不同季節(jié)的計算，發(fā)現由于夏季環(huán)境溫度較高，熱水沒有對水箱進行加熱，即qh=0，所獲得的熱量全由蒸汽加熱供給。

由此可見，在冬季和夏季，沼氣發(fā)電廠厭氧罐的熱平衡溫度在30~35℃之間，處于厭氧消化的較佳消化溫度范圍，在典型的季節(jié)和冬季，輸入能量為鴨糞，所產生的沼氣全用于系統的沼氣發(fā)動機，并終端輸出電能。過渡季節(jié)厭氧消化溫度接近40，由于加熱量力恒定，散熱量小，但不會對厭氧消化產生太多不利影響。此外，整個系統的運行模式保持不變，從工程角度和運行控制角度來看，這是一種適合的運行策略。

沼氣發(fā)電廠厭氧罐的熱平衡決定了沼氣生產的速度和產量。厭氧系統的穩(wěn)定性和效率在沼氣發(fā)電中起著重要作用，通過建立厭氧消化池加熱系統的傳熱模型，計算了厭氧消化池加熱系統在一個進料周期內的熱增益和散熱量，并對系統的終端結果進行了判斷，無論穩(wěn)定溫度是否在較佳消化溫度范圍內，均能為厭氧罐加熱系統提供調整措施，為沼氣發(fā)電站的預設計計算提供可行的方法。

關鍵詞：雙膜氣柜