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垃圾填埋场沼气发电系统的组成与运行

来源:智能电力网 时间:2022-06-29 17:40:34 发布信息

      气发电及电力上网以及系统配套设施等多项单元技术的组含,也渉及到国家对沼气发电的扶持政策口技木法规等。

      剖断国内已有的沼气发电工程,借鉴发达国家的沼气发电技术和经验,以及充分研究和利用国家对可再生能源的政策导向等,进行对垃圾填埋气体发电及其配套系统进行优化研究和应用,已成为业界日益关注和探讨的重要课题。


1、沼气收集系统

      在填埋较低位时,较多采用留垂直导气石笼,边填埋边提升。在填埋高位时一般采用水平集气管的方式进行。通过抽气实验掌握气体成分、出气静压、温度、气量、收集范围等,结含现场情况在管道布置设计中充分考虑其收集效果。

      在气体收集系统中科学布管,通常采用集气单元进行气体的收集,在集气单元设置时采用如下两种方式:

      1)将6-8个导气石笼汇入一个气体收集站,再由气体收集站进入母管;

      2)将6-8个导气石笼汇入母管,再进入母管。

      采用这两种方式都可行,但应用发现第二种方式更为直接、科学和节约。


2、集气站、总管布置

      1)可将填埋场集气井编号,根据现场情况将其中数个集气井作为周围集气井的集气站。每个集气站单独进总管,并设置阀门;

      2)沼气经各组集气井汇集于各组集气站,经集气站出口管进入填埋场外管,再并入填埋场总管,设计中根据需要在相关位图考虑阀门;

      3)根据现场情况,集气站出口管安装设计时应向集气站放坡,以便将冷凝水排入填埋场内,经渗漏排出;

      4)由于集气井管线较长,为防止因局部沉降造成集气站出口总管形成“U”型而淤水进而造成堵管,在施工时更求总管位置尽量压实,或在填埋时将该总管采用开放式连接,只更填埋与安装配含好,便可避免堵管现象;

      5)在填埋场外设置阀组,分别控制各集气站,集气站控制毎个集气单元即集气井;

      6)监控系统采用:总管流量计、在线多种气体监测仪、现场分析取样、现场压力、温度指示。设计中也要进行周边气体监测;

      7)为尽可能减少沼气对大气释放,在填埋时要有序填埋,即尽可能集中某一个集气站所辖集气井范围进行填埋,逐个进行,以避免因交又作业而给项目带的来负面影响;

      8)设计中应考虑在总管上设计冷凝液气水排放阀。


3、收集及浓缩分离系统

      一定数量的沼气井汇集设立成沼气收集站,毎口抽气井均有控制阀可调控流量,并在适当地点汇集数口抽气井形成一个局部网络。

      浓缩分离装置可将沼气含水量降低并去除部份有机挥发性物质,同时在地形较低处亦可汇集冷凝水排至填埋场地下,各收集站均设有采样口便于采样分析。


4、气体输送管线

      沼气输送管线上应设有安全阀、压力计、远传系统、膨胀节等装置以确保沼气输送的稳定性及安全性。


5、沼气抽取系统

      当沼气抽取系统各部分并联试运转成功后,即进入正式运转阶段,并执行监控管理,针对每口井的沼气产生量,调整其抽气压力,以获得最大且稳定的沼气量,同时兼顾地表的空气回流对操作安全性的影响。

      通过对监控计资料的进行分析,就可以获得每口井的甲烷浓度、产气量、二氧化碳及氧气浓度等数值。


6、冷凝水集排设施

      沼气本身含有一定比例的水分,在输送过程会汇集在输送管线的低洼处阻塞管线,我们在及其占底部配置冷凝水集排设施。冷凝水集排设施设置于地面下,可将冷凝水回注进填埋场内,以避免造成为此环境污染。


7、气体预处理

      填埋气的主要成分是甲烷和二氧化碳,它们都是无色无味的。带气味的物质来自于微量成份,如挥发性芳烃化合物和硫基物。不同填埋场的气体确切组成有很大不同。但是,总的来说,管理良好的填埋场,甲烷含量一般为50~60%,二氧化碳为40~50%,微量成份为1%。

      填埋气体发电厂是以填埋气体为燃料,填埋气体产生于垃圾填埋过程,是垃圾中可以降解的有机物在讲解过程中的一种副产品。垃圾填埋气(LFG)经垃圾填埋场气体收集系统管道收集至电站。

      从气井经母管收集的气体含有大量的有害成分和水分,严重的影响燃气发动机的运行。因此,垃圾填埋沼气发电系统应在燃气发电机组进气管路前段安装填埋气预处理装置,它是垃圾填埋场填埋气体发电工程的非常重要的设备。


8、发电系统

      垃圾填埋气在经过气体预处理装置处理后达到机组对气体的要求,可以直接进入到机组进行发电。

      填埋场可根据沼气产量选择合适的装机容量,避免设备闲置或沼气浪费。


      垃圾填埋场沼气发电系统工程具有多样性、复杂性和不确定性,加强对沼气发电系统工程的科学优化配置,形成系统化、模块化、标准化的应用模式,可大大提高系统运行的安全、高效、稳定和经济性,也必将带来巨大的经济效益、环保效益和社会效益。

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