北方地区村镇沼气集中供应技术研究

【摘要】：中国80%人口生活在农村，农村的主要生活燃料是柴干、煤炭、秸秆等，广大农民对于改变传统的能源利用方式的需求随着农村经济发展以及生活水平的提高而提高，对于清洁的新能源的需求日益迫切。农村城镇化是我国现代化建设的趋势，在城镇化建设过程中，城镇的建设发展水平与能源的供应条件密切相关，城镇优质能源的供应问题也越来越受到关注。因此，村镇大中型的沼气集中供应系统研究将成为沼气发展领域的一个重要课题。 本课题首先分析了温度对沼气产气率的影响。通过对多种增温和保温技术措施的对比与分析，确定适合于北方地区的增温和保温方法。通过对沼气池的热平衡计算，进行具体的分析，从而确定沼气池的增温设备负荷及保温效果。然后运用fluent软件模拟沼气池及周围土壤温度场分布情况，分析在冬季最不利温度下，沼气池池体温度分布情况以及散热损失状况。得出了适宜的保温材料和保温厚度，以及沼气池体的耗热量。其次分析了产气均衡性与用气之间的不平衡性。通过计算与经济比较，得出适宜沼气工程的储气形式及储气容积。生产制气方面，分析了可采取的措施与技术方法，使产气量随用气量变化，以达到平衡村镇沼气用量并减少投资与运行费用。最后对具有代表性的人口数量的村镇地区，进行输配管网系统的经济性分析与对比。通过水力计算分析得到满足供气要求的不同的供气压力、布网形式、管径大小的管网形式。运用静态分析法建立管网经济计算的目标函数，运用目标函数计算得到适应于不同规模村镇沼气输配管网系统最经济的方案。 本文所采用的分析方法和得到的结论对北方地区村镇沼气集中供应系统的规划设计及建设具有一定的参考价值。 【关键词】：北方地区 村镇 沼气系统 保温 管网
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S216.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 课题主要研究内容13-15
• 第2章 沼气生产能力与北方地区气候条件的关联性15-29
• 2.1 温度对沼气生产的影响15-17
• 2.2 现有的沼气增温技术对比与分析17-18
• 2.3 现有的沼气保温材料与技术分析18-19
• 2.4 沼气保温增温技术措施19-28
• 2.4.1 日光温室的设计20-22
• 2.4.2 发酵装置的耗热与增温负荷计算22-24
• 2.4.3 沼气池各参数的计算24-26
• 2.4.4 沼气池保温材料厚度的确定26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 基于 fluent 软件对沼气池的模拟与分析29-40
• 3.1 沼气池模型的建立29-33
• 3.1.1 沼气池网格的建立31
• 3.1.2 边界条件的确定31-33
• 3.1.3 材料物性33
• 3.2 池体内部温度场模拟分析33-36
• 3.3 土壤温度场及池体散热的模拟分析36-39
• 3.3.1 池体周边土壤温度场模拟分析36-38
• 3.3.2 沼气池体散热量模拟38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 沼气生产与用气平衡技术措施40-52
• 4.1 沼气产气均衡性影响条件分析40-43
• 4.2 储气柜的选择43-47
• 4.2.1 储气柜的功能43-44
• 4.2.2 沼气储气柜类型比较与选择44-47
• 4.3 沼气特性分析与用气量的计算47-49
• 4.4 生产制气调节对用气平衡的影响49-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第5章 沼气输配管网的设计与技术经济分析52-66
• 5.1 村镇沼气供应系统特点及构成52-54
• 5.2 村镇沼气输配系统分析54-61
• 5.2.1 村镇供气规模分析54-55
• 5.2.2 供气管网的简化与水力计算55-61
• 5.3 村镇沼气管网经济性模型的分析61-65
• 5.3.1 方案比较与经济性分析方法61-63
• 5.3.2 建立管网经济计算的目标函数63-64
• 5.3.3 经济计算方案确定64-65
• 5.4 本章小结65-66
• 结论66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72

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