CN101793392A - 一种沼气掺烧锅炉发电的方法 - Google Patents

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刘曙光
邓加林
任小波
刘中杰
余卫中
涂陆军
刘齐珍
王权斌
谢先龙
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Abstract

本发明公开了一种沼气掺烧锅炉发电的方法，厌氧沼气储柜的沼气经变频加压风机加压、过滤器过滤，通过二次加压进口风管进入锅炉内的喷咀燃烧，其特征在于：还设有一安全保护系统，所述安全保护系统包括控制模块、报警模块、联锁保护模块，各模块以硬接线方式与厌氧沼气储柜、变频加压风机、过滤器、锅炉连接，由控制模块对沼气输送及燃烧全过程进行监测，报警模块根据监测数据作出相应报警并由联锁保护模块作出不同操作。本发明将沼气直接引入锅炉与煤粉燃烧发电，不但节约资源又保护环境，还能创造经济效益，同时工艺流程简单，设备投资少，安全有保障。

Description

一种沼气掺烧锅炉发电的方法
技术领域：
本发明涉及一种沼气掺烧锅炉发电技术，属于废水环保治理领域，主要利用工业废水厌氧处理过程中产生的沼气，也可处用于城市污水厌氧处理过程中产生的沼气用来掺烧锅炉发电。
背景技术：
沼气的主要成分甲烷CH4，是一种优良的有机燃料，如果直接燃烧排空，不但造成资源的浪费，而且还会使空气产生温室效应，据相关资料介绍，沼气对空气温室效应是CO2的21倍。因此，对其加以综合利用，既节约了资源又保护了环境。
造纸业是一个与国民经济和社会文化产业息息相关的行业，在发达国家国民经济十大支柱性产业之一，而目前我国造纸行业正面临着文化、信息、产业飞速发展和消费结构升级所带来的巨大需求，行业发展步入快速增长期，纸业也已成为我国经济发展的一个热门行业。但是造纸行业对国家的水资源污染也最为严重。在2004年，全国工业废水排放总量为221.1亿吨，其中造纸业废水排放量高达31.8亿吨，占总量的14.4％；按废水中最重要的COD来看，全国工业COD总排放量为509.7万吨，其中造纸业占了33.0％。在污水处理系统中，高浓度有机废水主要采用厌氧处理法，以每千克COD产CH40.5m3计算可产CH4250万m3，而CH4对空气温室效应是CO2的21倍。企业要获得可持续发展，对环境有着不可推卸的责任。治理好废水废气排放不但合乎企业经济利益也能产生具大的社会效益和环保效益。因此，沼气发电是节约能源、资源、降低企业成本、解决沼气排放对环境污染的一种行之有效的节能方式，利国利民；增加企业效益，由于沼气是副产品，所以成本较低，电力上网使用出售可以为企业带来新的经济效益。
国内外废水厌氧处理产生的沼气一般采用作生活燃料，数量少的企业单位直接燃烧排空；另一种方法是用来发电，沼气燃烧发电主要采用沼气脱硫后，用燃气机组进行燃烧发电，但用这一方法，需要购买新的燃气发电机组及配套设备，投资较大，而且其电产品需要变压才能上网，对一般沼气量不算很大的造纸企业来说不够经济。对于制浆造纸的企业来说，如果将沼气直接引入锅炉与煤粉燃烧发电，不但节约资源又保护环境，还能创造经济效益，然而目前将沼气直接引入锅炉与煤粉燃烧发电还存在许多技术和经济问题没有解决。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种将沼气直接引入锅炉与煤粉燃烧发电的方法。
本发明的技术方案如下：一种沼气掺烧锅炉发电的方法，厌氧沼气储柜的沼气经变频加压风机加压、过滤器过滤，通过二次加压进口风管进入锅炉内的喷咀燃烧，其特征在于：还设有一安全保护系统，所述安全保护系统包括控制模块、报警模块、联锁保护模块，各模块以硬接线方式与厌氧沼气储柜、变频加压风机、过滤器、锅炉连接，由控制模块对沼气输送及燃烧全过程进行监测，报警模块根据监测数据作出相应报警并由联锁保护模块作出不同操作；其中主要工艺参数有：厌氧沼气储柜压力保持当液位为20～70％，厌氧沼气储柜压力不低于3kpa，加压风机进出口压差为30Kpa。
所述锅炉二次加压进口风管内各设置可旋转的喷咀一支，在变频加压风机进出口、喷咀进口均设置有温度压力测量点，信号传入安全保护系统。
本发明的沼气安全保护系统与锅炉DCS控制系统通过网络连成一体，实现了沼气安全监控与锅炉燃烧控制的有机结合。当变频加压风机进出口、喷咀进口设置的温度压力测量点的温度压力超过设备允许值时启动联锁保护程序，用来保护加压机等设备，防止沼气管道进入空气或喷嘴回火引发安全事故。
所述加压机进口气动阀为气开式单动阀，去厌氧排空阀为气关式单动阀。该设计主要是考虑这两个阀门离控制室太远，如果出现控制电源或控制气源中断故障，运行人员很难及时发现和处理，这势必给沼气发电安全运行造成严重威胁。采用单动式气动阀则可在控制电源或控制气源中断故障情况下及时自动中断沼气发电，启动排空装置。
本发明将沼气直接引入锅炉与煤粉燃烧发电，不但节约资源又保护环境，还能创造经济效益，同时工艺流程简单，设备投资少，安全有保障。
附图说明：
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式：
下面根据具体的实施例和附图对本发明作进一步的说明：
实施例1：
从图1可知，硫化氢含量≤50mg/Nm3、CH4含量高于60％的沼气在进气温度≤40℃进入厌氧沼气储柜，厌氧沼气储柜压力保持当液位为20～70％，厌氧沼气储柜压力不低于3kpa，加压风机进出口压差为30Kpa，经变频加压风机调整压力，使整个系统保持正压；安全保护系统中的控制模块以储气罐的液位为主信号对加压机进行变频控制，从而保证储气罐液位的相对稳定；当产气量大时，正常投入四支喷咀燃烧，当产气量不够时，炉前沼气压力下降至8Kpa以下时，自动退出三支喷咀。控制模块通过检测手段对沼气输送及燃烧全过程进行监测，并在安全保护系统中的报警模块设有储气罐液位高低报警、加压机进口压力低报警、加压机出口压力高报警、加压机轴承温度高报警、加压机润滑油压力低报警、炉前总管压力高低报警、控制用压缩空气压力低报警、沼气泄露报警、锅炉灭火报警和锅炉MFT(锅炉紧急停炉)动作报警，当出现极限报警时则由联锁保护模块停运整个沼气输送系统，并做相应操作，如自动关闭气枪前快关门、炉前气动快关总阀、加压风机进、出口快关阀；自动开启沼气放空点火装置前气动阀；自动停沼气加压风机；自动启动沼气发电停运报警装置，将信号发送到厌氧污水控制室。

Claims (3)

1.一种沼气掺烧锅炉发电的方法，厌氧沼气储柜的沼气经变频加压风机加压、过滤器过滤，通过二次加压进口风管进入锅炉内的喷咀燃烧，其特征在于：还设有一安全保护系统，所述安全保护系统包括控制模块、报警模块、联锁保护模块，各模块以硬接线方式与厌氧沼气储柜、变频加压风机、过滤器、锅炉连接，由控制模块对沼气输送及燃烧全过程进行监测，报警模块根据监测数据作出相应报警并由联锁保护模块作出不同操作；其中主要工艺参数有：厌氧沼气储柜压力保持当液位为20～70％，厌氧沼气储柜压力不低于3kpa，加压风机进出口压差为30Kpa。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述锅炉二次加压进口风管内各设置可旋转的喷咀一支，在变频加压风机进出口、喷咀进口均设置有温度压力测量点，信号传入安全保护系统。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述加压机进口气动阀为气开式单动阀，去厌氧排空阀为气关式单动阀。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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