4沼氣器材安裝與使用解析

第四篇

沼氣器材的配套安裝與運(yùn)用一、沼氣燃燒的原理

沼氣主要成分甲烷是一種易燃?xì)怏w。因此，沼氣燃燒，實(shí)際是甲烷在燃燒。沼氣正常燃燒呈藍(lán)色火焰，并放出大量熱量。其燃燒的反應(yīng)式為：

CH4+2O2→CO2+2H20＋8.9×105焦(甲烷)(氧氣)(二氧化碳)(水)(熱量)從上述反應(yīng)式可以看出，沼氣燃燒，須要氧氣助燃。即一份甲烷須要兩份的氧氣才能充分燃燒(甲烷：氧氣＝1：2)。而氧氣在空氣中的含量約為20％，所以甲烷與空氣的燃燒比例為1：10。上面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，沼氣中甲烷的含量一般為60％，由此可以得出，一份沼氣大約須要六份空氣混合，燃燒才充分，即沼氣：空氣＝1：6。二、沼氣燃燒的特點(diǎn)沼氣燃燒，與煤氣、自然氣的燃燒有很多差異，沼氣燃燒的主要特點(diǎn)是：1．沼氣熱值有差異裝入沼氣池內(nèi)的發(fā)酵原料不同，產(chǎn)生的沼氣中所含甲烷的數(shù)量也不同，這就確定了不同農(nóng)戶的沼氣燃燒的熱值有差異。2．沼氣壓力不穩(wěn)定沼氣的壓力隨沼氣池容積的大小、產(chǎn)氣量的多少而變更。沼氣池的容積越大、產(chǎn)氣量越多，壓力就大，運(yùn)用后下降速度就越慢。反之，壓力就小，運(yùn)用后下降速度快。另外，沼氣爐灶、燈具運(yùn)用的沼氣量越大，壓力下降得就越快。3．沼氣燃燒中易發(fā)生脫火、回火現(xiàn)象這是因?yàn)檎託庵泻写_定量的惰性氣體，它們與甲烷傳播火焰的速度不同。據(jù)測(cè)定，沼氣中甲烷傳播火焰的速度是0.67米/秒，二氧化碳是0.25米/秒。(1)脫火火焰離開火孔，以至熄滅的現(xiàn)象，稱為脫火?？梢岳斫鉃?，可燃?xì)怏w在燃具出火孔上流淌速度快于混合氣體的傳播速度時(shí)，則火焰離開火孔，直至完全熄滅。發(fā)生脫火現(xiàn)象(火焰熄滅)后，室內(nèi)會(huì)漏積大量未燃?xì)怏w，簡(jiǎn)潔使人窒息或發(fā)生失火。(2)回火火焰回流到火孔內(nèi)部的現(xiàn)象，稱為回火?？梢岳斫鉃椋扇?xì)怏w在燃具出火孔上流淌速度慢于混合氣體的傳播速度時(shí)，則火焰在火孔內(nèi)部燃燒。回火現(xiàn)象是一種擔(dān)憂全燃燒，會(huì)使噪音增大或破壞燃燒器，一般這種狀況很少發(fā)生。依據(jù)沼氣燃燒的原理和燃燒特點(diǎn)，農(nóng)戶在選擇沼氣爐具時(shí)，應(yīng)全面考慮它的適應(yīng)范圍，保證在各種條件下都能正常燃燒，避開發(fā)生脫火或回火現(xiàn)象。三、沼氣器材的配套安裝與運(yùn)用(一)概述(二)沼氣輸管道(三)沼氣壓力表(四)沼氣脫硫器(五)沼氣調(diào)控凈化器(六)沼氣爐灶(七)沼氣燈(八)輸氣系統(tǒng)的安裝(九)質(zhì)量檢查(一)、概述沼氣池的配套裝置是與沼氣發(fā)酵裝置相結(jié)合，進(jìn)行沼氣運(yùn)輸、支配、運(yùn)用以及沼氣發(fā)酵剩余物的出料等工作的附屬裝置。配套裝置包括沼氣輸配系統(tǒng)、沼氣燃燒用具和沼氣池出料機(jī)具等。當(dāng)前，農(nóng)村沼氣輸氣管道、燈、爐灶的配套安裝應(yīng)遵循產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)化、安裝標(biāo)準(zhǔn)化、管理規(guī)范化、服務(wù)社會(huì)化的原則，體現(xiàn)出時(shí)代的特征。沼氣輸氣系統(tǒng)示意圖1、輸氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)室內(nèi)硬塑料管道安裝示意圖2、輸氣系統(tǒng)的選配管道：室外Φ16PE管，室內(nèi)Φ8PVC軟管或硬管導(dǎo)氣管：ABS、PVC、銅、鍍鋅鋼管，內(nèi)徑≮12mm開關(guān)：銅開關(guān)，孔徑≮6mm壓力表：低壓盒式壓力表(二)、輸氣管道輸氣管道包括導(dǎo)氣管、輸氣管及管件三部分。1、導(dǎo)氣管導(dǎo)氣管是安裝在活動(dòng)蓋板上的管道，是輸送沼氣首先經(jīng)過(guò)的部位。導(dǎo)氣管一般接受內(nèi)徑0.6～0.8厘米、壁厚1毫米、長(zhǎng)度150毫米左右的金屬銅管，澆筑在水泥結(jié)構(gòu)的活動(dòng)蓋板上，要求堅(jiān)實(shí)、不松動(dòng)，導(dǎo)氣管外壁與活動(dòng)蓋板密封，不能發(fā)生漏氣。不行接受塑料管作導(dǎo)氣管。塑料導(dǎo)氣管易受氣溫的影響發(fā)生老化、松動(dòng)或斷裂，出現(xiàn)漏氣。在安裝導(dǎo)氣管時(shí)，要特殊留意導(dǎo)氣管的下端口不要與活動(dòng)蓋板底平面齊平，應(yīng)超出活動(dòng)蓋板底平面2～3厘米，以防止裝料初期蛆蟲從池壁爬入導(dǎo)氣管內(nèi)，堵塞導(dǎo)管。為便利沼氣池的試水、試壓，防止堵塞，可在活動(dòng)蓋板上安裝兩根導(dǎo)氣管。2、輸氣管輸氣管干脆與導(dǎo)氣管相接，是用來(lái)運(yùn)輸沼氣的管道，必需具有氣密性好、耐老化、耐腐蝕、光滑等特性。一般10米3以下的沼氣池，輸氣距離50米以內(nèi)，接受管徑8～10毫米的輸氣管為宜。導(dǎo)氣管及沼氣專用膠管3．管件管件是安裝在輸氣管上的部件，如開關(guān)、管接頭、三通、四通、彎頭等，用于限制沼氣流量和變更輸送沼氣方向的。(1)、開關(guān)開關(guān)常為金屬材料制品，而且具有耐腐蝕性。要求氣密性好，轉(zhuǎn)動(dòng)靈敏，通道孔徑不小于4毫米。選用開關(guān)時(shí)，開關(guān)的兩端接頭直徑應(yīng)與輸氣管徑相匹配。安裝前應(yīng)檢查開關(guān)的氣密性，即用手堵塞一端，另一端用嘴吹，看是否跑氣，檢查正常再安裝運(yùn)用。開關(guān)一般安裝在燈具、爐具前。導(dǎo)氣管處必需安裝一個(gè)總開關(guān)，以防管道一旦堵塞或出現(xiàn)其他故障時(shí)，可以關(guān)閉總開關(guān)，進(jìn)行全面檢查和修理。(2)輸氣管接頭它是用于管道相互連接的部件，包括二通、三通、四通。一般均為塑料制品，管徑要與輸氣管徑一樣，內(nèi)徑暢通，無(wú)毛刺，有確定的機(jī)械強(qiáng)度。沼氣管件及各種開關(guān)4、配套安裝留意事項(xiàng)安裝前應(yīng)檢查輸氣管道的氣密性。安裝管道時(shí)，應(yīng)取直線，達(dá)到橫平豎直，削減拐彎點(diǎn)，盡量縮短管道路程，削減壓力損失。室外輸氣線路宜地埋，埋設(shè)深度在室外地坪15cm以下，輸氣管外應(yīng)套硬質(zhì)涵管，坡度不小于1%，并向積水器方向落水，輸氣管路與其它地下管道相交或平行時(shí)至少應(yīng)有10cm的間距。室內(nèi)輸氣管路安裝應(yīng)走斜直線，坡度不小于1%，并向立管方向落水，轉(zhuǎn)折點(diǎn)小于90時(shí)應(yīng)用彎頭連接，不得人為造成轉(zhuǎn)角和來(lái)回；整個(gè)線路應(yīng)固定，固定點(diǎn)間距立管不大于80cm，橫向管不大于50cm，輸氣線路不得與電線交叉，與電線平行走向時(shí)間距不小于10cm，與煙囪的距離不小于50cm。(三)、壓力表壓力表是檢測(cè)產(chǎn)氣和用氣壓力狀況不行少的簡(jiǎn)易儀表，同時(shí)又是檢查沼氣池、輸氣管道是否漏氣、漏水的工具，同時(shí)，還有限制沼氣池內(nèi)的壓力、維護(hù)池體平安的作用。壓力表一般安裝在全部沼氣用具的前面(圖)?，F(xiàn)在很多生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)新型盒式壓力表，既美觀，又耐用，正逐步替代老式自制壓力表。壓力表(四)、脫硫器1、脫硫器的作用：沼氣中含有少量硫化氫氣體，對(duì)沼氣燈、爐具、開關(guān)都有較強(qiáng)的腐蝕作用。硫化氫燃燒后會(huì)對(duì)空氣產(chǎn)生確定污染，影響人們的身體健康。因此，農(nóng)村戶用沼氣必需安裝脫硫器進(jìn)行脫硫。2、脫硫器的構(gòu)造與原理：脫硫器由脫硫劑和脫硫瓶組成。目前農(nóng)村沼氣常用的脫硫劑是固體脫硫劑(見脫硫方法圖)，其主要成份是氧化鐵。氧化鐵干法脫硫的原理分為氧化反應(yīng)和還原再生反應(yīng)兩部分。脫硫方法干法脫硫濕法脫硫活性炭法分子篩法氧化鋅法氧化錳法氧化鐵法氧化法化學(xué)吸取法物理吸取法脫硫方法圖在常溫下含有H2S的沼氣通過(guò)脫硫劑床層，沼氣中H2S與活性氧化鐵接觸，生成硫化鐵，然后含有硫化物的脫硫劑與空氣中的氧接觸，當(dāng)有水存在時(shí)，含鐵的氧化物又轉(zhuǎn)化為氧化鐵和單體硫。這種脫硫和再生過(guò)程可循環(huán)進(jìn)行多次，直至氧化鐵脫硫劑表面大部分被硫或其他雜質(zhì)覆蓋而失去活性為止。

氧化反應(yīng)原理為：還原反應(yīng)原理為：3、脫硫器的安裝：脫硫器應(yīng)安裝在氣壓表、沼氣用具之前，固定在不易碰撞的地方。脫硫器進(jìn)氣口與進(jìn)氣管接通，出氣口與送往沼氣用具的輸氣管連接(圖1)。4、脫硫器的運(yùn)用：脫硫器內(nèi)的脫硫劑運(yùn)用6個(gè)月后，必需打開脫硫器蓋，將脫硫劑倒出，在平整、干凈、背陽(yáng)、通風(fēng)處翻曬4小時(shí)左右(此過(guò)程稱再生，要產(chǎn)熱)，重新裝人脫硫器內(nèi)，擰緊蓋子，不得漏氣，可重復(fù)運(yùn)用。一般狀況下，脫硫劑重復(fù)運(yùn)用3次后要更換新的。留意：脫硫器一經(jīng)運(yùn)用，不得讓空氣進(jìn)入其通道，否則在脫硫器內(nèi)發(fā)生猛烈的再生反應(yīng)而燒壞脫硫器。脫硫劑的再生脫硫器5、沼氣脫硫器常見故障與解除方法

脫硫器外殼發(fā)生軟化變形甚至燒壞。產(chǎn)生緣由：大量空氣中的氧氣與脫硫器中的脫硫劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并釋放強(qiáng)熱所致。解除方法：阻擋空氣中氧氣進(jìn)入脫硫瓶(除料時(shí)關(guān)閉凈化器開關(guān)或灶具開關(guān))。安裝脫硫器后出現(xiàn)氣流不暢現(xiàn)象。產(chǎn)生緣由：運(yùn)輸過(guò)程中，脫硫劑顆粒滾進(jìn)脫硫器進(jìn)、出氣孔，卡住輸氣管道使氣流不暢。解除方法：抖動(dòng)脫硫瓶，使管道暢通。脫硫器漏氣。產(chǎn)生緣由：(1)脫硫器瓶蓋內(nèi)密封墊圈沒有裝好；(2)輸氣管與脫硫器連接處密封不良。解除方法：(1)將脫硫器瓶蓋取下，把內(nèi)蓋中密封墊圈擺正，重新裝上并扭緊；(2)將管道接頭連好并擰緊卡箍。(五)、脫硫調(diào)控凈化器沼氣脫硫調(diào)控凈化器是集沼氣的氣壓調(diào)整、脫硫、壓力監(jiān)測(cè)等功能為一體的多功能家用沼氣用具。其構(gòu)造主要由壓力表、脫硫器及防腐調(diào)壓開關(guān)等組成。其內(nèi)部各功能裝置及管線在出廠前已安裝就位。1、安裝將其背后固定安裝板用螺釘水平固定于墻上，其高度一般在1.4~1.6米，運(yùn)用戶可平視調(diào)控凈化器上的壓力表刻度為宜。2、運(yùn)用壓力指示：當(dāng)灶具未運(yùn)用但調(diào)控凈化器開關(guān)打開時(shí)，壓力表指示的是沼氣池內(nèi)的沼氣壓力。當(dāng)灶具處于運(yùn)用狀態(tài)時(shí)，壓力表指示的是灶前沼氣壓力。壓力調(diào)整：灶具工作時(shí)，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)控凈化器上的調(diào)控開關(guān)手柄調(diào)整灶前壓力，使壓力表指針處于灶具正常壓力工作范圍內(nèi)。脫硫劑再生：同上。留意事項(xiàng)：調(diào)控凈化器應(yīng)在大于0℃的環(huán)境溫度下運(yùn)用。脫硫調(diào)控凈化器安裝圖脫硫調(diào)控凈化器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖沼氣壓力表的正常工作區(qū)示意圖(六)、沼氣爐灶1、沼氣爐灶的構(gòu)造現(xiàn)在，農(nóng)村戶用沼氣池所運(yùn)用的爐灶，都接受大氣式燃燒方式的爐灶。有噴嘴、調(diào)風(fēng)板、引射器和燃燒爐頭4部分組成。噴嘴。噴嘴的形態(tài)和尺寸大小，干脆影響沼氣的燃燒效果，也確定著一次吸入空氣的量，是沼氣爐灶的關(guān)鍵部件。調(diào)風(fēng)板。安裝在噴嘴和引射器的喇叭口的位置上，用來(lái)調(diào)整進(jìn)入空氣量的大小。當(dāng)沼氣熱值或爐灶前壓力比較高的時(shí)候，可把調(diào)風(fēng)板開大，增大空氣進(jìn)入量，加速沼氣的完全燃燒。引射器。具有確定壓力的沼氣從爐灶噴嘴噴出以后，在引射器內(nèi)與空氣充分混合，形成爐灶必需壓力和出口速度，保證爐灶的燃燒效果。燃燒爐頭。它的作用是使沼氣和空氣的混合物勻整地分布在各個(gè)火孔上，以利于完全燃燒。沼氣不銹鋼單灶沼氣不銹鋼雙灶不銹鋼電子點(diǎn)火沼氣雙灶示意圖沼氣專用燃?xì)忾y2、沼氣灶具的安裝灶具應(yīng)安裝在專用廚房?jī)?nèi)，房間高度不應(yīng)低于2.2米，有良好的自然通風(fēng)和采光。灶背面與墻凈距不小于10㎝，側(cè)面不小于25㎝，墻面為非易燃材料。在一廚房?jī)?nèi)安裝2臺(tái)灶具時(shí)，其間距不應(yīng)小于40㎝。灶臺(tái)高度一般為60㎝左右，灶面接受非燃材料。家用灶運(yùn)用塑料管連接時(shí)必需接受管箍。3、沼氣爐灶的調(diào)整與運(yùn)用(1)運(yùn)用沼氣爐灶時(shí)，應(yīng)留意調(diào)風(fēng)板的運(yùn)用。沼氣燃燒的好壞取決于空氣與沼氣進(jìn)入量的配比是否合適，因此，要隨時(shí)視察燃燒火焰的狀況。如火焰呈深藍(lán)色且無(wú)力時(shí)，說(shuō)明空氣進(jìn)入量少，應(yīng)調(diào)大調(diào)風(fēng)板，增大進(jìn)風(fēng)量，直到出現(xiàn)白藍(lán)色火焰為止；若火焰呈火紅黃色，且短促、離開爐面，甚至脫火熄滅，說(shuō)明空氣進(jìn)入量多，應(yīng)調(diào)小調(diào)風(fēng)板，削減進(jìn)風(fēng)量。正常火焰應(yīng)為藍(lán)白色，火苗垂直有力，不脫火。(2)爐灶運(yùn)用后，應(yīng)常常清洗，保持爐灶面和各部件的清潔，尤其是對(duì)爐灶頭火孔，要保持原有的大小，否則火孔變小，會(huì)影響空氣的供應(yīng)，同時(shí)，也會(huì)使?fàn)t灶性能變壞。(3)火焰的大小靠燃?xì)忾y來(lái)調(diào)整。灶具旋塞旋轉(zhuǎn)90°時(shí)火勢(shì)最大，再旋轉(zhuǎn)90°則是一個(gè)穩(wěn)定的小火。(七)、沼氣燈具(1)沼氣燈的構(gòu)造沼氣燈主要由點(diǎn)火裝置、噴嘴、引射器、進(jìn)風(fēng)口、耐火泥頭、紗罩、玻璃燈罩組成。點(diǎn)火裝置：由點(diǎn)火開關(guān)、點(diǎn)火體和導(dǎo)線組成。噴嘴。輸氣管傳來(lái)的沼氣通過(guò)噴嘴噴人調(diào)整孔中。噴嘴的噴孔很小，一般在0.55毫米左右，極易堵塞和銹塞引射器。引射器為直圓柱管，其作用是將噴嘴噴入的沼氣與空氣混合，以便進(jìn)到紗罩內(nèi)燃燒。引射器與噴嘴用螺絲干脆連接，在噴嘴上可自如轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)風(fēng)孔。引射器上對(duì)開兩個(gè)橢圓孔，稱進(jìn)風(fēng)孔?？諝膺M(jìn)量的多少，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)引射器，調(diào)整噴嘴至空氣孔的距離和調(diào)整進(jìn)風(fēng)孔的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)。耐火泥頭。相當(dāng)于燃燒器的爐灶頭，上面安裝紗罩。它是由耐火材料制成，端部開有很多小孔，起勻整支配氣流和緩沖壓力的作用。紗罩。紗罩是發(fā)光元件，由苧麻、植物纖維、人造絲混合編制，用氧化釷和氧化鈰溶液浸漬處理而成。它的規(guī)格有100支、200支、300支光等。玻璃燈罩。起疼惜紗罩的作用，避開飛蟲飛人損壞紗罩或機(jī)械損壞紗罩。玻璃燈罩在運(yùn)用前應(yīng)先用鹽水煮沸半小時(shí)，可起到延長(zhǎng)其運(yùn)用壽命的作用。(2)沼氣燈安裝沼氣燈安裝的高度可依據(jù)房屋、廚房的高度而定，但最少要離屋頂0.5米以外，以防引起火災(zāi)。安裝飾火開關(guān)按鈕、沼氣開關(guān)、銅導(dǎo)線、點(diǎn)火體引線。點(diǎn)火開關(guān)盒和沼氣開關(guān)安放在同處墻壁上。點(diǎn)火體安裝在反光罩(燈罩)兩夾鐵之間，靠螺釘固定，可調(diào)整點(diǎn)火距離及凹凸。(2)沼氣燈的調(diào)整與運(yùn)用①沼氣燈點(diǎn)燃時(shí)，若出現(xiàn)火苗不亮，說(shuō)明空氣量不夠或者噴嘴過(guò)小，應(yīng)調(diào)大進(jìn)風(fēng)口或者適當(dāng)增大噴嘴孔口。②新燈運(yùn)用前，應(yīng)在擔(dān)憂紗罩的狀況下進(jìn)行試燒。假如火苗呈藍(lán)色，短而有力，勻整地從泥頭小孔中噴出，且稍伴有“唰唰”的氣流聲，燃燒穩(wěn)定，無(wú)脫火、回