计算机控制系统 课程设计任务书 - 副本

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1、《新能源发电系统控制》名称：对生物质在发电系统中的探究院系：自动化班级：0804学号：学生姓名：8一、课程设计的目的与要求　沼气发电技术是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。它是利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物（例如酒糟液、禽畜粪、城市垃圾和污水等），经厌氧发酵处理产生的沼气，驱动沼气发电机组发电，并可充分将发电机组的余热用于沼气生产。　　沼气发电热电联产项目的热效率，视发电设备的不同而有较大的区别，如使用燃气内燃机，其热效率为70%~75%之间，而如使用燃气透平和余热锅炉，在补燃的情况下，热效率可以达到9

2、0%以上。　　沼气发电技术本身提供的是清洁能源，不仅解决了沼气工程中的环境问题、消耗了大量废弃物、保护了环境、减少了温室气体的排放，而且变废为宝，产生了大量的热能和电能，符合能源再循环利用的环保理念，同时也带来巨大的经济效益。本文描述了沼气发电技术发展现状及其能源利用市场潜力，对沼气发电技术的系统特点、运行工况要求、易出现的问题等方面进行了阐述。本文介绍了沼气的燃烧特性、沼气发动机发电机组的构成、沼气发电技术在国内外的应用现状以及沼气燃料电池的应用。二、设计正文1.国内外沼气发电技术现状与前景沼气技术即厌氧消化技术，主要

3、用于处理畜禽粪便和高浓度工业有机废水。我国经过几十年的研发应用，在全国兴建了大中型沼气工程2000多座；户用农村沼气池1060万户，数量位居世界第一。不论是厌氧消化工艺技术的积累，还是建造、运行管理等方面的经验，整体水平已进入国际先进行列。沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广，如美国的能源农场、德国的可再生能源促进法的颁布、日本的阳光工程、荷兰的绿色能源等。生物质能发电并网在西欧如德国、丹麦、奥地利、芬兰、法国、瑞典等一些国家的能源总量中所占的比例为10%左右，并一直在持续增加。我国沼气发电研发工作已有20多年的历

4、史，特别是“九五”、“十五”期间有一批科研单位、院校和企业先后从事沼气发电技术的研究及沼气发电设备的开发。在这一领域中，逐渐建立起一支科研能力强、水平高的骨干队伍，并建立了相应的科研、生产基地，积累了较多的成功经验，为沼气发电技术的应用研究及沼气发电的设备质量再上台阶奠定了基础。8鉴于沼气发电广阔的发展前景，国内数家有实力的研究院所和大型企业进行了强强合作，针对市场需求开发出不同规格的沼气发电机组系列产品。在大机组方面，胜利油田胜利动力机械集团已全面开发出了全烧沼气内燃机的沼气发电机组，并在污水处理、柠檬酸、酒精等行业应

5、用成功。值得一提的是，国内新一轮开发出来的沼气发电机组，已不是过去简单改装内燃机的发电机组。新的发电机组在性能方面已缩小了与国外先进机组技术指标的差距。可以说，在发电设备方面，可为沼气发电的实施提供有力支持。2沼气发动机的类型分析两种发动机的性能比较项目单燃料式发动机双燃料式发动机原理将“空气沼气”的混合物在气缸内压缩，用火花塞使其燃烧，通过火塞的往复运动得到动力将“空气燃烧气体”的混合物在气缸内压缩，用点火燃料使其燃烧，通过火塞的往复运动得到动力，是复合燃料发动机优点①不需要辅助燃料油及其供给设备②燃料为一个系统，在控

6、制方面比可烧两种燃料的发动机简单③发动机价格较低①用液体燃料或气体燃料都可工作②对沼气的产量和甲烷浓度的变化能够适应③如由用气体燃料转为用柴油燃料在停止工作，发动机内不残留未燃烧的气体，因为饿耐腐蚀性好缺点工作受到供给的沼气的数量和质量的影响①用气体燃料工作时也需要液体辅助燃料②需要液体燃料供给设备③控制机构稍复杂④借个较单燃料式发动机稍高3、沼气发电的动力装置从能量利用的角度看，碳氢燃料可被多种动力设备使用，如内燃机、燃气轮机、锅炉等。图-1是采用发动机（内燃机）、燃气轮机和锅炉（蒸汽轮机）发电的结构示意图，燃料燃烧放

7、热量通过动力发电机组和热交换器进行利用，相对于不进行余热利用的机组，其综合热效率要高。从图中可见，采用发动机方式的结构最简单，而且还具有成本低、操作简便等优点。图-2是采用不同种类动力发电装置的效率图。从中可见，在4000kw以下的功率范围内，采用内燃机具有较高的利用效率。相对燃煤、燃油发电来说，沼气发电的特点是中小功率性，对于这种类型的发电动力设备，国际上普遍采用内燃机发电机组进行发电，否则在经济性上不可行。因此采用沼气发动机发电机组，是目前利用沼气发电的最经济、高效的途径。84.沼气发动机发电机组系统分析根据沼气发动

8、机的工作特点，在组建沼气发动机发电机组系统时，要着重考虑以下几个方面：（1）沼气脱硫及稳压、防爆装置：沼气中含有少量的硫化氢，该气体对发动机有强烈的腐蚀作用，因此供发动机使用的沼气要先经过脱硫装置。沼气作为燃气，其流量调节是基于压力差，为了使调节准确，应确保进入发动机时的压力稳定，故需要在沼气进气管路上安装稳压装置。