中国沼气Ch俪召吨心20119(l,)北方高寒地区能源生态模式适用技术探索郑佐星金成潘丽娜,付大龙哈尔滨巧仪旧1)(黑龙江省人民政府农村能源办公室黑龙江中图分类号:5181,TK01十8,6业14文献标识码:B文章编号:1仪幻一1肠(2X)1)0(1,一以只O一30本文主要探索能源生态模式在北方高寒地区应用中沼气池增温保温以及利用太阳能增温的可行性这些适用技术的采用提高了经济生态和社会效益使能源生态模式在黑龙江省推广成为可能、,,,、装一台太阳能热水器供沼气池增温和农户洗浴之用;其余30多时的面积为温室;在温室的东西两侧各设置一台节能炉烟道经南侧由温室正中转到北墙进烟囱给温室增温以确保其正常运行;供滴灌和冲刷厕所用的高位水箱设在沼气池出料口附近水箱容,,,,。1引言常规的北方能源生态模式把沼气池建在日光温室内的猪舍下黑龙江省冬季气候寒。积可视具体情况而定;沼气池内安装换热器(增温管路与洗浴管路要合理配接)利用循,冷漫长最冷的月份平均气温可达,,,一2-。-8℃全年地下2米的地温不超过110℃、因环泵把太阳能热水器中热水输人换热器为沼气池增温以利于料液降解与产气;同时在沼气池出料间附近安装一台污泥泵用于搅拌,,此常规的模式在黑龙江省使用就会出现产气率低原料降解慢等问题影响北方能源生态模式的推广应用提高沼气池温度是突破该模式的关键,,,,。高度处安装两个温度计可随时观测池内温度2模式布局见图1和图o和08m,和出料用;在池内距底部oZm。,为此采取的措施一是保温采用在沼气池周围用聚苯乙烯板池底部用陶粒的措施;二是增温采用太阳能热水器间接加热辅以沼气,,沼气池太阳能高位沼加热的方法、、。采用污泥泵兼顾出料和搅拌,、、。采用上述措施使装置的温度降解产气搅拌出料等家用水压式沼气池的配套技术问题均得到了较好的解决,。根据以上设计进料口思路笔者在穆棱市马桥河镇西河村进行了试验探索介绍如下2。本文仅就试验和探索的初步结果3。图1能源生态模式示意图农村能源生态模式的构成沼气池的保温增温设计,在一栋长60一侧建6xm、宽;6m,的日光节能温室口,6时的猪舍并在其下面建一在黑龙江省沼气池在温室地下虽然不0℃以下不利被冻坏但池内温度也仅在1,,容积为158耐的沼气池在猪舍外边建一个I的室内厕所;温室作业房屋顶安zn20以)一于发酵原料的降解,。为充分发挥沼气池的作。x用必须采用保温和增温措施3112沼气池的保温方法C,:收稿日期80一710m厚聚苯乙采用在沼气池周围包裹1烯板保温池底部最好用能承重的陶粒作保中国沼气C俪h己口g哪B,192(l)01温材料。通过传热计算得知沼气池向土层周0几个方面:围的平均传热系数约为6w3,·m一2℃一’。(l)出料和搅拌的问题应予考虑5℃以上则3氧发酵温度保持在20,,。若厌0天4,沼气池散热表面积为巧6耐池内外温差为8℃沼气池一天的散失热量为214156·一,x36x必须大出料一次目前考虑采用污泥泵出料x18x036=8734kJ,。即每天最少应向料液浓度应控制在6%沼气池。一,8%,除猪粪外适当J沼气池供热8743k才能保持沼气池28℃的采用一些粉碎的玉米秸其余杂物不宜进入(2)根据污泥泵输出管位置可以把料液,厌氧发酵温度。输往室外也可以输回沼气池通过自身循环起搅拌作用。,(3)随着产气量提高必须相应考虑沼气,消耗的设施和场所否则应设置储气设备主要在夏天使用冬天则由于用热较多产气下,,,,蓬沼气池换热器l户.尸””~,,、降储气设备就可以不用,,。总之能源生态模式应用要取得好的效果各环节必须衔接配套工艺设计和部件设垅础隔热墙,,计都是非常重要的5。图322沼气池在温室中的位置和加热器的关系投资效益分析为了便于进行效益分析现将等面积的,沼气池增温措施本研究中沼气池增温主要采用太阳能热水器1。,传统温室与能源生态型温室对比墙体为409温室相同。。传统温室实践表明,1口8时的沼气池只需~,个受热面积为。12时的太阳能热水器就足2为40%;工作间结构及其性能和能源生态型~,常规房盖供热装置热效率、,够了在冬季最冷时(12,月份)再辅以。。,猪舍厕所和厌氧发酵系统全部沼气加热池内料液就可满足池温的要求为新增5。池内换热器面积可根据以下方法求得,1投资分析能源生态型温室的总投资和增量投资见。太阳能热水器的加热器按照吸收热量最强时的热量必须传出为要求这样热水器吸热量最大时的供热量为Q12*·。h一二’2350Jk·表lh。一’m一’x表1能源生态型温室总投资和增量投资增量投总投资资金额金额了元l兀甘x07:=1974kJ(o55kw)k若假设供热热水温度为70℃装置内5℃传热系数料液温度为2,,备注每萨增加扮元按火龙计灶具每台增五刀元取值=30w·日光温室(3团潇)72田时℃一’,如此·:温室供热系统刃)2以X)QF二kF△t550··=x3X)(45xF’x=(70o一25),,550kw沼气池(8韶)=(30)。一以m(这即为沼气太阳能热水器(直空管12尸)池内换热器面积)4损胖(出料)加热系统溯绷硼刚硼绷ōō舔矛增加刃元,猪舍和」孟生问其它相应设施随着沼气发酵装置温度提高产气量增n太阳房和炕灶(历尹)合计增加/%:2注节能日光温室1,,加其它相应设施也应予以考虑主要有以下0元二。一2。中国沼气了浓刀hCi哪吨,192(l)10从表521可知能源生态型温室比传统温,总之能源生态型温室从经济上看仍是一个很室增加投资为30效益6%3。好的项目54。。综合效益的分析效益仅计算净效益饲养量每年三茬计算对比。。养猪按80%额定541社会效益。总效益也作计算以便·(l)能源效益表3一栋能源生态型温室每3年节约和开发的能源如表m一所示。传统温室净效益按30元r年产生的净效益为o80一2年计每一’,能源生态型温室的节约和开发能源量目节实物量/t.48元;能源生态温室一约开.发l忱的净效益为45元,,·m2年’,4年净效益为13项折合标煤八男34.3实物量折合标煤lte科5元每年比传统温室净增45元67t,。此外能源生态型温室每年生产蔬菜值10年增节能温室(翔时)太阳能热水器(1时)太阳能刀劝川太阳能4叨闭沼气l左砂19.0341刃210,元每年饲养48头猪每头净效益为480;,沼气池(8矽)太阳能工作间251加太阳能1知附。1元年共计增值4元;所产沼气年效2合计523365益为29表~1元(详见表元;每年节水效益3)。从表中可见一栋生源生态型温室每年节约523tee,2能源生态型温室的总效益和增量效益`tee,开发356tee,节约开发共计。88总效益l兀445121X)(4802941321926增量效益/7乙“能源效益还是比较可观的(2)农民收人。一种植沼肥3465总面积按勿甘日算一栋温室若有一农户经44以)21X)(480营(按5口人计)则人均年收入达。,元,养猪沼气这是相当可观的29413节水(3)生产和居住环境得到改善,,。由于人,合计注:10852畜粪便得到了有效处理加之温室和工作间采取保温措施这样一栋能源生态型温室仅温室本身使用一定量的煤炭(3,,1;温室的节能效益已体现在温室净效益中23太阳能热水器效益已体现在沼气效益中;太阳能保温工作间的节能效益由于沼气主要一4)不但节t,。,省了煤炭消费量而且还节省劳动力同时还可以减少烟尘排放净化生产环境542用于工作间的炊事和采暖所以节能效益不再重复计算53。经济效益分析生态效益,按增量计算投资效益率10852令:采用能源生态型温室使其内部形成人畜粪便一厌氧发酵一高效有机肥一作物一饲x165X)(lX)%(:=6577%:养之间的良性循环不但农业废弃物得到综合利用而且还能获得优质能源6,,固定投资回收年限165X)(令10852=152年结论—沼气。按总量计算投资效益率21926令:北方高寒地区若采用该地区适用的一些x74940l《X)%:=2926%技术包括沼气池保温增温沼气池机械出料自身液流循环搅拌日光节能温室节煤,,、,,,固定投资回收年限为74940:21926=342,年供热炉具和散热设施等可以使能源生态型温室很好地运行并产生明显的经济社会和生态效益。,、,从总量看效益较差其中主要原因是工作间较大投资比例占总量3248,,%,而且它。不产生直接效益导致总量分析时效益下降
北方高寒地区能源生态模式适用技术探索_鄂佐星
