下吸式秸稈氣化爐的設計研究畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 能源的需求壓力。生物質氣化技術為廢棄的農作物秸稈和蔗渣、中藥渣等工業垃圾的利用帶來了新出路，一方面可減輕秸稈直接焚燒產生的大氣污染，在已建的氣化集中供氣工程的村莊中，焚燒秸稈的現象已基本杜絕，另一方面，可解決蔗渣、中藥渣、糠醛渣等工業垃圾堆放、挖坑填埋等造成的環境污染，從而產生較大環境效益。經濟效益：① 直接經濟效益：生物質氣化技術的大力發展將會帶動包括設備生產和系統建設等產業的發展，最終每年可形成年產值數十億元的產業規模，形成新的社會經濟增長點。② 采用生物質氣化燃氣作為生活能源或工業燃料，可節約大量的商品能源，如一個200戶的村莊，全部采用生物質燃氣，經折算每年可比省柴灶節省秸稈資源200噸，替代商品能源，如煤炭190噸或液化氣36噸，而且每戶農民每月只需3040元左右的燃氣費用，比采用煤或液化氣節約數十元的費用。而在造紙廠或蔗糖廠、中藥廠等企業，若將企業生產過程中產生的固體生物質垃圾通過熱解氣化后，作為工業燃料，一方面可替代部分商品能源，另一方面可省掉搬運垃圾的人工及運輸費用，從而降低企業的生產成本，增加企業利潤，為企業帶來可觀的經濟效益。由于生物質氣化項目有著良好的社會環境和經濟效益，因而有著良好的市場前景。 7秸稈氣化集中供氣經濟效益分析及安全問題 秸稈氣化集中供氣經濟效益分析隨著科技的發展和政府的大力支持，近年來以固定床下吸式氣化爐為代表的秸稈氣化技術已在少數農村地區得到推廣應用，全國現在已建成秸稈氣化集中供氣380多處，取得了良好的社會效益，但是也存在不少問題。據不完全統計，有一半以上的氣化站處于停產或半停產狀態，造成這一狀況的原因是多方面的，其中一個重要的原因就是經濟效益分析不夠透徹，從而導致投資決策和氣化站管理出現失誤。為了更好地促進秸稈氣化集中供氣技術的推廣應用，本文對其中經濟效益特作如下分析。[14]（1）項目投資建設秸稈氣化集中供氣站的投資主要有土建和設備兩個方面，土建資金大約需要5萬元，包括土地征用和站房建設，設備主要包括三部分：氣化機組、儲氣柜和輸氣管網，所需資金與供氣規模和農戶密集程度有關，由此可知，如將前期費用都包括在內，建設一處供氣規模為400戶的氣化站總投資大約需要55萬元。（2）燃氣價格秸稈燃氣價格應根據其它同類商品的市場價和農民的接受程度來確定，表9是其它幾種能源的性能和價格，比價越小，購買同等金額下的能源發的熱量越多。由此可見，為了讓農民得到實惠，如其熱值按5MJ/m3計。 表9 其它常用能源的性能和價格品 種理論發熱量單價比價 元/MJ管道煤氣12500kJ/m3液化天然氣43000 kJ/m3天然氣35000 kJ/m3柴油42500 kJ/kg汽油44000 kJ/kg電3600 kJ/kWh（3）成本核算氣化站的產氣成本大致可以分為兩部分：一是與產氣量基本無關的固定成本（如表10所示）；二是與產氣量有關的可變成本（如表11所示）。400戶供氣規模的氣化站，兩種成本的核算如下兩表，需要說明的是，秸稈氣化集中供氣一般由國家、集體和個人共同投資興建，由于該項目在農村是公益事業，故核算其成本時也可只考慮個人投入的一部分，固定成本列表括號中的數據即為假設個人投資為20萬元情況下的相應費用。類別費用 (元/日)備注設備折舊投資利息人員工資正常維護日常管理合計（55）（16）502010257（151）設備費48萬元，折舊期10年總投資55萬元年利息按3%計3名工作人員月薪僵計1500元表10 氣化站固定成本 表 11 氣化氣可變成本 類別費用(元/1000 m3)備注原料60考慮開爐停爐等損耗,產1000 ，秸稈（100元/t）產1000 m3氣約需3h，耗電45kWh（）電費27合計87（4）效益分析以400戶的供氣規模為例：① 產出效益如農戶炊事用能完全依賴于秸稈燃氣，則一個四口之家日用氣量約為5m3，400戶共計日用氣2000 m3，則氣化站日產氣值為 Q = 2000 = 500（元）日成本 W1 = 257+872 = 431（元）如國家集體投入不計成本則日成本 W2 = 151+872 = 325（元）日利潤 r1 = 500－431 = 69（元）如國家集體投入不計成本則日利潤 r2 = 500－325 = 175（元）年總利潤（以365天計） R1 = 69365 = 25185（元）國家集體投入不計成本則年總利潤 R2 = 175365 = 63875（元）② 盈虧平衡點假設用氣量為X1m3時氣化站既不虧損也不盈利，則稱此X1為氣化站的盈虧平衡點。計算如下： =257+87X1/1000 X1 =1575(m3)國家集體投入不計成本時，則氣化站的盈虧平衡點為X2=151+87X2/1000 X2 =925(m3)由此，盈虧平衡點戶數分別為 N1 = 1575/5 =315（戶） N2 = 925/5 =185（戶）為了便于比較，現將把國家集體投入計入成本和不計入成本的情況列表如下：表12 國家和集體投入計入成本與否的比較項目國家集體投入計入成本國家集體投入不計入成本日產氣值500500日成本431325日利潤69175年利潤2518563875盈虧平衡點1575925盈虧平衡戶數315185③ 投資與效益成本核算全部計入投資額時的投資回報率太低，管理者難以有足夠的積極性將氣化站長期經營好，而若只計個人投資的20萬元，則相應投資回報率能夠達到管理者期望值，氣化站因此也能夠得以長期正常運行。為了不致于虧本經營，氣化站的實際用戶數必須在盈虧平衡點之上，如要獲得更多的利潤，則必須千方百計開辟其它用途，以提高氣化站的規模效益。 秸稈氣化供氣安全問題近幾年來，在農作物秸稈過剩的地方相繼興建了秸稈氣化集中草藥供氣系統。這對于改善農村能源結構，提高農民生活質量改善環境起到了重要作用，但是也存在一些值得注意的安全問題。由于農村管理水平及人員素質等因素，農村地區的燃氣供應的安全尤顯重要，隨著秸稈氣化技術的推廣應用，這個問題越來越突出。[15] 秸稈氣化供氣的不安全隱患目前，用于秸稈氣化供氣有兩條工藝路線，一是間接加熱的干餾氣化路線，二是空氣氧化氣化路線，這兩條路線都存在不安全因素，主要有以下幾方面：（1）開工前，設備及管網內的氣體置換不徹底　氣體置換中存在兩個隱患，一是燃氣置換空氣過程中，存在引起爆炸的臨界濃度階段，這時遇火種，就會引起爆炸；二是置換不徹底，設備及管網中殘存氧氣，容易引起爆炸。（2）燃氣排送機—羅茨風機失控羅茨風機為定容設備，回路量大小要根據入口壓力隨時進行人工調節，一旦疏忽，入口負壓較大，空氣就會進入氣柜中，時間長了會引成氣柜整體爆炸。　（３）設備泄漏、破損加工制作質量不高、選材不當、防腐措施不當等都能造成設備漏氣。（4）熱備開爐時爆炸采取做飯時間開爐供氣，其它時間處于熱備停爐時段，一旦風機吸入空氣的一瞬間，容易產生爐膛爆炸。（5）開爐時，示火孔引起爆炸示火孔是用于檢驗燃氣是否合格，燃氣能否向氣柜中排送的長明點火孔。熱備時，火焰熄滅，開爐時重新點燃，在氣體從不可燃到可燃之間的可爆階段，點燃它必然引起爆炸。（6）燃氣使用中的中毒和爆炸燃氣泄漏到空氣內就會使人中毒或引起爆炸。（7）檢修燃氣設備時引起殘存氣爆炸檢修燃氣設備時，可能由于沒有把燃氣趕盡，而在動火時引起爆炸（8）供氣管網被損引起中毒、著火通到用戶的供氣管網，線路長，范圍大，一旦損壞，燃氣泄漏很難及時發現，會引起中毒事件或火災。 安全保障措施任何不安全隱患都可以采取科學的手段加以消除，本文就秸稈氣化供氣的安全保障措施歸納為以下幾點：（1）開工前，所有要與燃氣相通的設、管路都必須進行嚴格的氣體置換，置換是否合格要通過氣體成分分析，要做“爆鳴試驗”（2）燃氣排送運轉時要有專人看管，并配有壓力、流量指示儀表，最好配有自動報警裝置（3）燃氣設備必須按國家標準進行設計、制作、安裝、防腐（4）熱備開爐時，不但要按操作規程進行，而且要具備燃氣成分分析儀器和溫度、壓力指示儀表，向氣柜送氣前要做“爆鳴試驗”（5）開爐后，示火孔點燃之前要做“爆鳴試驗”家庭使用燃氣的地方要保持通風良好（6）檢修燃氣設備時，一定要用空氣將設備內的燃氣徹底吹干凈，大型設備動火前，要取氣樣做“爆鳴試驗”（7）供氣管網要進埋于防凍層以下，必須采用符合國家有關標準規定的材質和施工方法。8結論（1） 生物質秸稈氣化集中供氣系統目前在農村的建立與運行，由于其財務評價和經濟評價是可行，因此具有商業化潛力。 （2）該項目具有良好的環境效益和社會效益，所以值得在我國農村推廣。（3）該項目技術發展時間短，技術上尚存在不少問題，尤其是如何提高煤氣的熱值和焦油的降低。（4）以將氣化氣罐裝的方法來拓寬其產品市場，是一個很好的研究方向。參考文獻：[1] 。[2] 張無敵，夏朝鳳，1998（3）：3740。[3] 崔永章， ,2001,（1）：2324。[4]中國生物質能技術開發中心：《中國生物質能技術研究與開發》，中國科學出 版社。[5]楊立中， 楊均錫，：中國科學技術出版社，1994。[6]唐春福，,2003,（5）：2427。[7]任永志，,2000，（4）：1618。[8]趙勇，. 可再生能源,2003，（4）：3132。[9],2001，（2）：2021。[10],1999，（6）1720。[11],2002，（1）：58。[12]，2002，（5）：8791。[13]張無敵，丁昆，1996（4）2225。[14]Golob R， amanac of York；Henry Hot and Company，1992.[15]Maggi R，Delmon beteen slow and flash pyrolysis oils from ，1994，37（5）：671676。致謝到此為止，我的畢業設計基本上完成了任務。在整個設計的完成過程中，胡明旭老師給予了我精心的指導，并還在百忙之中陪同我到永川萬壽鎮秸稈氣化站進行氣化爐的實物參觀，使我的畢業設計得以順利完成。在此，我特向胡老師表示衷心的感謝！同時也真誠的感謝西南農業大學培養過我的所有老師！在此說一聲：老師，辛苦了！謝謝！37