中国不同气候区域沼气工程加温负荷模拟研究

摘要

气候是影响沼气工程加温负荷与加温系统选择设计的关键因素，本文参照我国综合自然分区，把我国沼气工程分为2个气候带和8个主要气候区，分别是温带的中温带、暖温带、干旱中温带、高原温带，亚热带的北亚热带、中亚热带、南亚热带和热带。本文建立了沼气工程厌氧发酵加温负荷的物理和数学模型，主要包括围护结构散热负荷、料液加温负荷和生物内热负荷，定义了月平均池容热负荷指标、设计池容加温负荷指标与全年池容总加温负荷指标。模拟得到我国不同气候区典型城市设计池容加温负荷指标和全年池容总加温负荷指标，如100m3的厌氧发酵沼气工程，哈尔滨分别为7.29MJ／(m3·d)和1541 MJ／(m3·n)，北京分别为6.29MJ／(m3·d)和1280MJ／(m3·n)，郑州5.66MJ／(m3·d)和1199MJ／(m3·n)，上海分别为4．74MJ／(m3·d)和1118MJ／(m3·n)，广州分别为3.96MJ／(m3·d)和8540MJ／(m3·n)，海口分别为3.25MJ／(m3·d)和7.63MJ／(m3·n)。另外，本文对实际工程案例运行结果与模拟结果对比分析，除生物热的计算相对误差达到19.17％外，其他负荷项的相对误差在5％左右。因此，本文建立的沼气工程加温负荷模型具有较高的准确性，可以用于指导加温系统设计。