生物質(zhì)垃圾是人們在生活中所產(chǎn)生的廢物，包括固體或液體等多種形態(tài)。厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣是一種有效的生物質(zhì)垃圾處理方式，沼氣的有效利用，可以有效降低沼氣工程運(yùn)行費(fèi)用；沼氣發(fā)電并網(wǎng)可生成有效能源，還可改善排氣質(zhì)量，節(jié)能環(huán)保。

　　一、沼氣發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)

　　沼氣發(fā)電并網(wǎng)中的發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)采用并聯(lián)方式運(yùn)行，運(yùn)行時間根據(jù)調(diào)度協(xié)議，按照“兩班制運(yùn)轉(zhuǎn)”方式進(jìn)行。運(yùn)轉(zhuǎn)臺數(shù)由PLC根據(jù)儲氣罐燃料的多少、工藝管路的回水溫度高低、發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)以及運(yùn)轉(zhuǎn)的先后次序來指定啟動哪一臺發(fā)電機(jī)和具體臺數(shù)，因此每天都需要使某些發(fā)電機(jī)投入或退出系統(tǒng)，進(jìn)行并列和解列操作。發(fā)電機(jī)的非同期并列，會產(chǎn)生很大的沖擊電流，不但會危及機(jī)組自身的安全運(yùn)行，還會使電網(wǎng)產(chǎn)生波動、破壞穩(wěn)定性。因此，必須要要求同期裝置和控制、保護(hù)裝置齊全可靠。

　　發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電，必須滿足以下條件：

　　①發(fā)電機(jī)發(fā)出電源的相序與電網(wǎng)匯流排相序相同。否則，不但發(fā)電機(jī)不能同步進(jìn)入，而且會產(chǎn)生很大的拍振電流，使發(fā)電機(jī)繞組承受過大的點(diǎn)動力，使線圈變形絕緣短路。

　?、诎l(fā)電機(jī)的電壓有效值與電網(wǎng)匯流排的電壓有效值相等或接近相等（電壓差<10%），否則，會由于電位差而產(chǎn)生內(nèi)部無功環(huán)流，生成很大的電磁沖擊力。

　?、郯l(fā)電機(jī)的頻率應(yīng)與電力系統(tǒng)電源的頻率基本相等（頻率差不能超過0.5~IHZ），否則會因?yàn)榕恼耠娏骱团恼耠妷旱挠泄Ψ至吭诎l(fā)電機(jī)軸上產(chǎn)生力矩，使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動，造成機(jī)組損壞。

　　④發(fā)電機(jī)的電壓相位于電力系統(tǒng)電源的縣衙相位相等（相位差<10°），否則將產(chǎn)生有功和無功電流沖擊，使發(fā)電機(jī)燒毀。

　　發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并列運(yùn)行時，由于電網(wǎng)的容量往往大于發(fā)電機(jī)的容量，所以發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)的變化不會影響電網(wǎng)電壓和頻率，因此在發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并列時，可認(rèn)為電網(wǎng)電壓和頻率是不變的。待并發(fā)電機(jī)以電網(wǎng)為基準(zhǔn)，通過增減勵磁電流來調(diào)整發(fā)電機(jī)的輸出電壓，改變?nèi)細(xì)獍l(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整頻率，調(diào)節(jié)瞬時速率來滿足相位差，在基本滿足并列條件的瞬間，閉合發(fā)電機(jī)的主斷路器使發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)，這就是發(fā)電機(jī)并列過程。

　　為了直觀判斷是否滿足并列條件，發(fā)電機(jī)的同期屏上可安裝電壓差表、兩組同期指示燈和同期表用以檢查和監(jiān)視，同時還可配備自動準(zhǔn)同期裝置。通過電壓差表可以測得待并發(fā)電機(jī)的端電壓與電網(wǎng)匯流母排見的電壓差；通過同期指示燈的暗、亮可以檢查發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)匯流排側(cè)的頻率和相序；當(dāng)待并發(fā)電機(jī)的頻率高于電網(wǎng)的運(yùn)行頻率時，同期表指針就順時針快速旋轉(zhuǎn)；反之，則逆時針方向旋轉(zhuǎn)。

　　頻率差得越大，同期表的指針轉(zhuǎn)得越快，頻率差減小時指針旋轉(zhuǎn)減慢，當(dāng)兩側(cè)頻率差減小到一定程度后，頻率非常接近，指針位置與同期點(diǎn)的夾角即是兩側(cè)電壓的相位差。當(dāng)上述儀表指示滿足并列條件時，即可進(jìn)行手動準(zhǔn)同期并列操作。

　　二、解裂保護(hù)系統(tǒng)

　　為了使發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)后可靠穩(wěn)定運(yùn)行，機(jī)組應(yīng)設(shè)置安全完善的保護(hù)裝置，一旦機(jī)組出現(xiàn)下列故障，會自動掉渣，與電網(wǎng)解裂，自動停機(jī)。

　　1、過負(fù)荷故障

　　如果在發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時，其輸出功率大于額定功率的10%，發(fā)電機(jī)組超力就容易使機(jī)組損壞?，F(xiàn)場安裝了負(fù)載傳感器，當(dāng)嚴(yán)重超負(fù)荷時自動停機(jī)。

　　2、超速故障

　　如果發(fā)電機(jī)組超過額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時，會導(dǎo)致發(fā)電頻率與電網(wǎng)頻率不同。故設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)速繼電器，當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速大于額定轉(zhuǎn)速的2%時，視其為故障，自動停機(jī)。

　　3、油壓故障

　　發(fā)電機(jī)組的潤滑系統(tǒng)是否正常是通過其油壓反映出來的，油壓不正常可視為機(jī)組處于非正常運(yùn)行狀態(tài)，嚴(yán)重時可通過繼電器自動停機(jī)。

　　4、水溫、水位故障

　　發(fā)電機(jī)內(nèi)部的循環(huán)水用于機(jī)組冷卻，當(dāng)機(jī)組內(nèi)無水、少水或水溫過高，說明冷卻系統(tǒng)不正常，可使機(jī)組損壞。安裝了水溫、水位傳感器后，可在其非正常狀態(tài)時自動停機(jī)。

　　5、蓄電池故障

　　蓄電池用于給發(fā)電機(jī)組定子的自身勵磁，勵磁系統(tǒng)的好壞直接影響發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行質(zhì)量，故設(shè)計(jì)了蓄電池電壓繼電器，當(dāng)其故障時自動停機(jī)。

　　6、功率方向故障

　　發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時向電網(wǎng)輸出電能，非正常時電網(wǎng)向發(fā)電機(jī)提供電源，此時發(fā)電機(jī)就變成了電動機(jī)而消耗電能。這里可設(shè)計(jì)安裝功率方向繼電裝置，使發(fā)電機(jī)只能給電網(wǎng)提供電源，一旦反向九與電網(wǎng)解裂，自動停機(jī)。

　　7、緊急停車裝置

　　當(dāng)發(fā)電機(jī)組遇到緊急情況時，可按急停按鈕使發(fā)電機(jī)組瞬間與電網(wǎng)解裂，停止機(jī)組運(yùn)行。

　　三、發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)與二次電路

　　1、勵磁系統(tǒng)

　　勵磁系統(tǒng)是交流同步發(fā)電機(jī)核心組成部分，勵磁系統(tǒng)的好壞直接影響同步發(fā)電機(jī)的性質(zhì)和運(yùn)行質(zhì)量。配有復(fù)勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)的勵磁功率可由其內(nèi)部獲得，這種復(fù)勵磁系統(tǒng)動態(tài)性能好，突加、突卸額定負(fù)載時電壓瞬變小、暫態(tài)過程小，超載能力可達(dá)到發(fā)電機(jī)額定電流的2.5倍，能夠承受3倍于額定值的短路電流，在AVR調(diào)節(jié)器作用下，可獲得很高的穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整了等突出優(yōu)點(diǎn)。

　　2、二次電路

　　發(fā)電機(jī)的二次電路是由不同功能的基本電路組成的，主要包括發(fā)電機(jī)調(diào)壓電路，發(fā)電機(jī)調(diào)速電路，自動準(zhǔn)同期并列控制電路，手動并列和解列控制電路，測量電路，燃?xì)獍l(fā)動機(jī)輔助設(shè)備控制電路，直流24V供電、充電電路，發(fā)動機(jī)啟動和停車電路，繼電保護(hù)電路等。

　　四、結(jié)語

　　沼氣并網(wǎng)發(fā)電擴(kuò)大了沼氣的用途，直接將沼氣轉(zhuǎn)化為電能，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。本文將沼氣并網(wǎng)發(fā)電中的一些關(guān)鍵問題進(jìn)行羅列分析，希望能為各大沼氣工程并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)提供參考。

　　在線型沼氣分析儀廠商與產(chǎn)品推薦

　　單位名稱：四方儀器自控系統(tǒng)有限公司

　　產(chǎn)品推薦：沼氣分析儀（在線型）Gasboard-3200

　　Gasboard-3200采用國際領(lǐng)xian的非分光紅外氣體分析技術(shù)及長壽命電化學(xué)傳感器技術(shù)，可同時測量沼氣成分中CH4、CO2、H2S、O2等氣體的體積濃度。同時還具有如下特點(diǎn)：

　?、贉y量準(zhǔn)確度高，多組分測量氣體間無交叉感染。

　?、跍y量過程無需拆卸安裝、耗費(fèi)化學(xué)試劑等，操作簡單無耗材，

　?、蹅鞲衅鞑捎秒p通道設(shè)計(jì)，穩(wěn)定性強(qiáng)。

　　④具備自診斷功能，可在線檢查傳感器狀態(tài)。

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