養(yǎng)殖場糞污厭氧消化過程中會產(chǎn)生大量的沼氣，主要氣體組分是：甲烷、二氧化碳，將沼氣進行收集、凈化后送入沼氣發(fā)電機組。經(jīng)防爆電磁閥和調(diào)壓閥后進入機組氣缸，由火花塞點火，混合氣體燃燒作功，帶動發(fā)電機發(fā)電。所發(fā)電力經(jīng)變壓器升壓后并入城市電網(wǎng)，做功后的廢氣經(jīng)余熱鍋爐回收熱能降溫后排出。

沼氣發(fā)電機組，它的兩個主要部件就是發(fā)動機和電機。實際運行過程當(dāng)中，發(fā)動機的問題相對來說多一些。主要問題就是：比如不好啟動，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，功率加不足，氣門損壞，甚至氣門掉到缸體里，打爛缸體?；钊诨?，甚至炸缸，這些嚴(yán)重問題。造成這些問題的主要原因，主要是兩點。一是耐腐蝕，二是耐負(fù)荷。首先我們說耐腐蝕，因為沼氣里邊有硫化氫和水，還有粉塵。尤其硫化氫進入鋼體里，和機油混合會產(chǎn)生硫酸，對我們發(fā)動機內(nèi)部的一些銅制品腐蝕的比較快。所以說要求我們對發(fā)動機內(nèi)部的一些銅制品，比如銅頭，銅軸，銅套進行升級改造，進行耐腐蝕處理。包括沼氣凈化，脫硫、脫水，濾塵，這些一定要做好。包括后期的這些維護運營保養(yǎng)，及時更換脫硫劑，及時更換機油，脫水，及時排水。這些必須都做到位。

下面我們來說耐負(fù)荷。耐負(fù)荷又分兩種，機械負(fù)荷和熱負(fù)荷，我們理解的主要是機械負(fù)荷。比如你家里的功率電流，這個不存在太大問題，只要你是正規(guī)的品牌發(fā)動機，因為它是經(jīng)過柴油機，升級改造的，本身功率就比柴油發(fā)動機下降了很多。所以說他的壓力和疲勞這些問題不大，主要是熱負(fù)荷。燃料在發(fā)動機內(nèi)部鋼鐵里燃燒，也就是火在鐵里燃燒，缸溫和排溫很重要。要想缸溫低，排溫低，就需要空燃比達到一個非常精確的控制。所謂的空燃比呢，就是空氣和燃?xì)獾谋壤?，控制的要非常好，如果控制不好，比如有一部分燃料沒有燃燒完，會產(chǎn)生外燃，產(chǎn)生外燃之后就會對排氣門缸蓋，甚至增壓器燒壞。而且缸門溫度也會增高，甚至融化活塞，燒壞氣孔。綜上所述：選擇進行沼氣發(fā)電前，不對沼氣氣質(zhì)進行合理的把控，將導(dǎo)致發(fā)電機組無法正常運行，造成較大的經(jīng)濟損失。

那么如何通過對沼氣氣質(zhì)把控從而有效解決發(fā)電機組利用問題呢？有什么有效方法呢？

針對發(fā)動機對沼氣的要求，在沼氣發(fā)動機前安裝監(jiān)測及處理系統(tǒng)用以解決氣源側(cè)與用氣側(cè)的矛盾是目前解決沼氣發(fā)電機組利用問題的有效方法，主要表現(xiàn)在以下兩個方面：

第一、降低氣體的相對濕度。水分的脫除，考慮到具體的情況，簡單分為凝結(jié)水的脫除以及未凝結(jié)水脫除兩大部分，前者可以采用汽水分離器來實現(xiàn)，后者的實現(xiàn)較為復(fù)雜，目前主要有下面幾種方式：一：低溫除濕：通過制冷設(shè)備降低氣體的溫度，使得其中的水蒸氣凝結(jié)，然后排除系統(tǒng)；二：吸附：采用對水有較強吸附作用的吸附劑，將氣體中的水分析出；三：膜過濾：采用特殊結(jié)構(gòu)的膜材料，在特定的條件下將水從氣體中分出。第二、降低氣體雜質(zhì)成分含量。氣體中的雜質(zhì)是比較復(fù)雜的成分，由于是針對發(fā)動機的利用，所以對雜質(zhì)的判斷主要以發(fā)動機的要求為準(zhǔn)，在這里我們重點講：硫的去除。以硫化氫為主的硫化物的去除主要有物理、化學(xué)以及生物三種方式。其中物理方法主要指物理吸附脫硫，這種方式操作簡便，但往往需要占地較大的設(shè)備，而且吸附劑需要再生?；瘜W(xué)方式指以化學(xué)反應(yīng)的方式將硫固化下來，目前有干法及濕法，其差別主要是反應(yīng)物的物理形態(tài)是固體還是液體的差別。生物法脫硫是目前比較新興的一種方式，其主要原理是在反應(yīng)罐中培養(yǎng)出合適的菌種，這些菌種以硫化物為養(yǎng)料，將其中的硫固定下來。對于硫含量不高的氣體，采用物理吸附或者干法脫硫一般比較經(jīng)濟實用，而且操作簡便。

第二、那么除了水分及硫化物以外影響發(fā)電機組效率的因素還有什么呢？

沼氣壓力：沼氣發(fā)電機組在距離機組燃?xì)庵Ч苠X一米處的沼氣壓力不低于三千帕，當(dāng)供氣壓力低于三千帕時，應(yīng)配置氣體增壓設(shè)備；當(dāng)供氣壓力超過五千帕時，則需要增加合適的減壓閥。在沼氣發(fā)電機組運行時，發(fā)動機允許的沼氣壓力波動一般要小于每秒零點四千帕。

如何才能隨時解沼氣成分及脫硫前后氣體組分的變化，判斷設(shè)備運行的可靠性呢？

由鄭州立創(chuàng)光電研發(fā)的便攜式沼氣分析儀HIGS1000，采用激光原理測試沼氣中甲烷含量具有“快”、“準(zhǔn)”、“穩(wěn)”的特點，相對傳統(tǒng)紅外原理具有長期使用無漂移、不需校準(zhǔn)、壽命更長的突出優(yōu)點?？赏瑫r對沼氣中的甲烷、氧氣、硫化氫、二氧化碳等氣體組分及氣體溫度、濕度，壓力等參量進行實時檢測。三十六萬組數(shù)據(jù)存儲，采用RS485通信方便歷史數(shù)據(jù)查詢對比。氣壓精測解決全國各地海拔大氣壓偏差問題，在云南麗江海拔3000米的地域依然穩(wěn)定運行。大容量電池實測開機運行可以達到十九小時，高亮屏設(shè)計，外界陽光下也可以清晰讀數(shù)，攜帶方便。

那么如何實現(xiàn)對脫硫前后氣體組分的實時監(jiān)測呢？由鄭州立創(chuàng)光電技術(shù)有限公司采用核心技術(shù)自主研發(fā)的激光氣體在線監(jiān)測裝置LGDS-2000可以實現(xiàn)，該產(chǎn)品采用激光傳感原理測量沼氣中甲烷氣體，具有無交叉干擾、無零點漂移，測試準(zhǔn)確快速，長期使用不需要校準(zhǔn)的特點；采用多級預(yù)處理系統(tǒng)、模塊化設(shè)計方便后期拆除維護；自帶油水過濾器及采用自動排水功能結(jié)構(gòu)有效過濾雜質(zhì)和水汽，無需人工定期進行排水操作，省事省力方便 ，有效延長設(shè)備使用壽命；PLC控制輸出，可實現(xiàn)多種功能集成，可以實現(xiàn)與物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)連接方便集團客戶在厭氧發(fā)酵過程中，及時對沼氣工程各個工藝中：甲烷、二氧化碳、硫化氫、氧氣等組分含量進行監(jiān)測，為客戶工藝調(diào)節(jié)、優(yōu)化、控制提供依據(jù)，提高產(chǎn)氣量。在脫硫和脫碳工藝段進行在線監(jiān)測，可以為沼氣提純和沼氣發(fā)電穩(wěn)定、可靠運行提供有效數(shù)據(jù)支撐，保證發(fā)電機組的穩(wěn)定可靠運行，避免硫化物和水分對發(fā)電機組的器件造成損壞，從而提升發(fā)電效率，增加發(fā)電量，給客戶增加效益。

便攜式沼氣分析儀HIGS1000和激光氣體在線監(jiān)測裝置LGDS-2000可廣泛應(yīng)用于養(yǎng)殖沼氣發(fā)電、垃圾填埋氣發(fā)電、餐廚廚余處理、生物天然氣提純、煤層氣發(fā)電、廢水沼氣發(fā)電等領(lǐng)域！