【摘要】： 隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的加快和人口的不斷增長(zhǎng),能源需求量與日俱增,能源危機(jī)已成為人們不得不面對(duì)的問題。因此,開發(fā)利用可再生能源,提高能源利用率對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。生物質(zhì)能源作為一種可再生的綠色能源,具有分布廣、成本低、可直接利用、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。沼氣是生物質(zhì)能源中利用最廣泛的一種,目前大中型沼氣工程所產(chǎn)沼氣主要用來燃燒發(fā)電,沼氣發(fā)電的熱值利用率比較低,且散發(fā)的多余熱量還加劇了溫室效應(yīng)的程度。因此,如何有效提高沼氣的熱值利用率是目前沼氣研究中亟需解決的問題。 針對(duì)這個(gè)問題,本文首先通過熱平衡計(jì)算,論證了沼氣工程通過回收發(fā)電系統(tǒng)的余熱可加熱沼氣池達(dá)到中溫發(fā)酵條件的可行性,然后研究設(shè)計(jì)了一種以發(fā)電機(jī)冷卻水為熱源的沼氣進(jìn)料液預(yù)熱裝置,并填加了基于單片機(jī)的自動(dòng)控制功能來實(shí)現(xiàn)沼氣工程自動(dòng)供料。該系統(tǒng)的研究,不但可以降低中溫發(fā)酵工程對(duì)其他燃料的需求,而且解決了沼氣工程由于每日填加外界低溫料液時(shí)造成的池內(nèi)溫度驟降而抑制產(chǎn)氣率的問題,同時(shí)對(duì)于節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境起到了積極的作用。 在這一設(shè)計(jì)中,系統(tǒng)熱源和換熱裝置是系統(tǒng)能否成功的關(guān)鍵。本文先通過軟件模擬,建立了冷卻水箱、換熱器和進(jìn)料池之間的傳熱虛擬模型,針對(duì)冷卻水熱源的產(chǎn)熱特點(diǎn)和進(jìn)料池內(nèi)的換熱特征,考慮到內(nèi)燃機(jī)冷卻方式、整個(gè)系統(tǒng)控制的加熱過程、進(jìn)料池保溫效果影響等因素,確定了比較合理的系統(tǒng)配置；然后通過試驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證,介紹了試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)備的組成和平臺(tái)的搭建過程,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析了料液溫度、冷卻水溫度和換熱器進(jìn)水和出水口溫差的變化情況,結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性；最后設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了加熱和供料的自動(dòng)控制。 沼氣發(fā)電機(jī)冷卻水余熱回收裝置的開發(fā),符合國(guó)家提倡的“節(jié)能減排,余熱回收”精神。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉,經(jīng)濟(jì)可行性好。其在大中型發(fā)酵工程的成功應(yīng)用,能夠降低發(fā)電機(jī)的熱能浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)利用,為企業(yè)及社會(huì)帶來切實(shí)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí),為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)余熱的綜合利用,實(shí)現(xiàn)整個(gè)發(fā)酵系統(tǒng)的預(yù)熱保溫,奠定了試驗(yàn)基礎(chǔ),探索了新的出路。
【圖文】：

散發(fā)到周圍的環(huán)境中;水泵的作用是對(duì)冷卻水加壓，使之在冷卻系中循環(huán)流動(dòng);風(fēng)扇的作用是提高流經(jīng)散熱器的空氣流速和流量，以增強(qiáng)散熱器的散熱能力并冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)附件。冷卻水路如圖2一4所示(山東交通學(xué)院精品課程)。冷卻水路散熱器蓋散熱器百葉窗水泵風(fēng)扇放水闊圖2一4內(nèi)燃機(jī)冷卻水路示意圖Fig·2一 4sketehmaPofwaterroutefortheeoolingoftheinternaleombustionengine發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)的保溫調(diào)控主要功能元件是節(jié)溫器、水溫開關(guān)和電動(dòng)風(fēng)扇。節(jié)溫器的作用是隨機(jī)況的不同而自動(dòng)改變冷卻水的流量和循環(huán)路線，確保發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度在正常機(jī)況范圍內(nèi)。最常見的蠟式節(jié)溫器的工作原理是當(dāng)水溫低于76r時(shí)，冷卻水不進(jìn)入散熱器，，只在缸套內(nèi)流動(dòng)，稱為小循環(huán)，此時(shí)冷卻系統(tǒng)的冷卻強(qiáng)度較弱;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫達(dá)76藝去三右時(shí)，石蠟逐漸變成液態(tài)，通往散熱器的閥門逐步打開，冷卻水就逐步的進(jìn)入散熱器進(jìn)行冷卻;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)水溫升高到86r時(shí)，閥門完全開啟，冷卻水全部流經(jīng)散熱器，稱為大循環(huán)，此時(shí)冷卻水的流動(dòng)路線長(zhǎng)、流量大，所以冷卻強(qiáng)度最強(qiáng)(魏春源等

特定的換熱環(huán)境改造，將熱量傳遞給進(jìn)料池，從而提高進(jìn)料物的溫度達(dá)到中溫發(fā)酵的水平。(l)拆除發(fā)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)，包括散熱器和風(fēng)扇。拆解過程如圖2一6所示。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水箱的進(jìn)、出水口用管道直接連接換熱器的出、進(jìn)水口。連接形狀如圖2一7所示(3)在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)水口安裝簡(jiǎn)易安全罐，其作用有三個(gè)，一是給冷卻水路加水;二是溢出冷卻水路內(nèi)的氣體，保障安全;三是利用水的自然重力作用隨時(shí)給冷卻水路加水，避免因缺水造成發(fā)動(dòng)機(jī)燒缸。簡(jiǎn)易安全罐如圖2一8所示。(4)將換熱器與冷卻水箱的出、回水管連接，然后放置進(jìn)進(jìn)料池，并選取合適的熱電偶，進(jìn)行合理分布。本試驗(yàn)采用目前市場(chǎng)上比較流行的銅芯鋁合金換熱器。換熱器連接如圖2一9所示。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：S216.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 董仁杰;田世杰;;養(yǎng)豬場(chǎng)發(fā)展沼氣工程效益探討[J];豬業(yè)科學(xué);2011年06期

2 唐雪夢(mèng);陳理;吳樹彪;;沼氣工程地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(英文)[J];Agricultural Science & Technology;2011年07期

3 王楚端;孫德林;張金輝;;規(guī)模化豬場(chǎng)沼氣工程知多少[J];豬業(yè)科學(xué);2011年06期

4 劉康威;;沼氣工程沼液、沼渣高值利用技術(shù)研究通過鑒定[J];農(nóng)村百事通;2011年12期

5 王玉法;;大型沼氣工程沼氣、沼液、沼渣綜合利用效益分析[J];安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)(上半月刊);2011年17期

6 閔師界;;我國(guó)中小規(guī)模養(yǎng)殖戶建設(shè)沼氣模式介紹[J];農(nóng)村養(yǎng)殖技術(shù);2011年16期

7 何榮玉;;北京大中型沼氣工程冬季運(yùn)行存在的問題及對(duì)策[J];可再生能源;2011年04期

8 蔣石生;;沼氣工程用紅泥復(fù)合材料工藝配方探討[J];安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)(上半月刊);2011年17期

9 閔師界;;沼氣 沼肥綜合利用技術(shù)[J];農(nóng)村養(yǎng)殖技術(shù);2011年16期

10 羅光輝;盛力偉;丁建華;郭洋;;大中型沼氣工程保溫增溫方法研究[J];農(nóng)機(jī)化研究;2011年09期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張海青;楊慧云;高倩;;大型養(yǎng)雞場(chǎng)沼氣工程淺析[A];全球肉雞產(chǎn)業(yè)論壇暨第二屆中國(guó)白羽肉雞產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)會(huì)刊[C];2010年

2 李硯飛;姚旭華;潘炳忠;代樹智;;純秸稈中高溫高濃度發(fā)酵工藝制取沼氣新技術(shù)[A];沼氣發(fā)展戰(zhàn)略和對(duì)策研討會(huì)文集[C];2010年

3 段娜;林聰;侯錦;趙凱;趙廷莊;;秸稈沼氣工程工藝參數(shù)探討[A];沼氣發(fā)展戰(zhàn)略和對(duì)策研討會(huì)文集[C];2010年

4 韓芳;林聰;;畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程厭氧消化技術(shù)優(yōu)化分析[A];全國(guó)農(nóng)村清潔能源與低碳技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

5 劉德江;饒曉娟;劉永剛;邱桃玉;;淺析我國(guó)發(fā)展秸稈沼氣的必要性與可行性[A];2011年中國(guó)沼氣學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)暨第八屆理事會(huì)第二次會(huì)議論文集[C];2011年

6 曹成茂;吳揚(yáng);劉偉偉;楊智良;伍德林;楊迎春;;萬(wàn)頭奶牛場(chǎng)沼氣工程設(shè)計(jì)與研究[A];中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)（CSAE 2011）論文摘要集[C];2011年

7 吳兆流;;沼氣工程技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[A];沼氣發(fā)展戰(zhàn)略和對(duì)策研討會(huì)文集[C];2010年

8 唐兵;;堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新,走規(guī)�；凸I(yè)化發(fā)展之路[A];沼氣發(fā)展戰(zhàn)略和對(duì)策研討會(huì)文集[C];2010年

9 王濱杰;賀立三;賈兵;;沼氣的綜合利用技術(shù)和發(fā)展前景[A];華東地區(qū)農(nóng)學(xué)會(huì)、山東農(nóng)學(xué)會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)交流材料[C];2010年

10 裴建川;張亦斌;張文;馮磊;陳偉芬;;中國(guó)生物質(zhì)能源(沼氣)工程研究與前景展望[A];2009全國(guó)可再生能源—生物質(zhì)能利用技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 項(xiàng)裕興 通訊員 劉明輝;3萬(wàn)農(nóng)民受益沼氣工程[N];福建日?qǐng)?bào);2004年

2 本報(bào)記者 錢健銘 祝勇;沼氣工程：何時(shí)廣泛入農(nóng)家[N];福州日?qǐng)?bào);2005年

3 黃小廣 鐘秀媚;新豐沼氣工程建設(shè)開局好[N];韶關(guān)日?qǐng)?bào);2005年

4 記者 秦德勝;諸暨試水沼氣工程后續(xù)服務(wù)組織[N];紹興日?qǐng)?bào);2008年

5 實(shí)習(xí)生 許濤濤;沼氣工程使印臺(tái)區(qū)農(nóng)民得到實(shí)惠[N];銅川日?qǐng)?bào);2008年

6 記者 宋海峰;我省興建176個(gè)大型沼氣工程項(xiàng)目[N];江西日?qǐng)?bào);2009年

7 記者 闕愛民　通訊員 陳鐵 李瑞;南陽(yáng)：日產(chǎn)50萬(wàn)立方米民用沼氣工程開工[N];河南日?qǐng)?bào);2009年

8 記者 靳淑琴;省大型沼氣工程項(xiàng)目落戶臨汾[N];山西經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2009年

9 林寶聰;路橋：“沼氣工程”讓養(yǎng)豬戶受惠[N];臺(tái)州日?qǐng)?bào);2009年

10 記者 許偉濤　實(shí)習(xí)生 杜笠 張yN蕓;新增中央投資戶用沼氣工程完成2660座[N];焦作日?qǐng)?bào);2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 林斌;規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)沼氣工程發(fā)展的影響因素研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2009年

2 王蘭英;農(nóng)村沼氣生態(tài)校園模式及其綜合效益評(píng)價(jià)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2008年

3 楚莉莉;沼氣高效厭氧發(fā)酵的條件及產(chǎn)氣效應(yīng)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

4 彭新宇;畜禽養(yǎng)殖污染防治的沼氣技術(shù)采納行為及綠色補(bǔ)貼政策研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2007年

5 劉尚余;可再生能源領(lǐng)域CDM項(xiàng)目開發(fā)的關(guān)鍵問題研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

6 馬占云;氣候變化對(duì)中國(guó)農(nóng)林生物質(zhì)能的區(qū)域影響研究[D];首都師范大學(xué);2009年

7 陳永杏;豬場(chǎng)沼液農(nóng)用生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 康錫龍;沼氣發(fā)電機(jī)冷卻水預(yù)熱沼氣進(jìn)料池系統(tǒng)的研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

2 薄軍;太陽(yáng)能沼氣工程無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];西南大學(xué);2010年

3 李常偉;河北省磁縣沼氣推廣應(yīng)用研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2010年

4 趙梅娟;基于智能雞舍的太陽(yáng)能沼氣工程的技術(shù)研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

5 管軍偉;重慶市生物質(zhì)能沼氣化有效利用技術(shù)研究[D];西南大學(xué);2011年

6 倪丹成;基于投入產(chǎn)出的浙江省江山市聯(lián)戶沼氣工程發(fā)展研究[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

7 張燕;小型立體組合式沼氣工程的創(chuàng)建及效果的研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2012年

8 馬濤;沼氣化學(xué)能快速高效儲(chǔ)存太陽(yáng)熱能的初步研究[D];蘭州理工大學(xué);2010年

9 朱_g;寒冷地區(qū)沼氣穩(wěn)定生產(chǎn)技術(shù)研究開發(fā)[D];吉林大學(xué);2011年

10 燕紀(jì)倫;基于熱管理器的太陽(yáng)能加熱高效制取沼氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析[D];山東科技大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2620592