电力需求

与其他温室气体不同，甲烷是一种丰富 且容易获得的可再生能源。 它还是天然 气的主要成分，因而是一种重要的能源 来源。

经过多年以后，垃圾填埋场中的多种有机 物发生生物降解，从而产生大量的甲烷。 消除甲烷可以保护环境，因为这可以挽回 有害气体的负面影响。 大量的垃圾变成 有用的电力。 因此，尽量利用甲烷可以 带来重大的能源、经济和环境利益。 为 了减少温室气体，各国政府正在鼓励开展 将甲烷转换为电力的项目，通过实施经 济高效的管理方法和技术来努力减少排 放。 英国政府已经设定了一个 目标，即 到 2020 年为止，使利用可再生能源生产 的 电力达到英国电力的 20%。

除了电力以外，还需要热能来加热垃圾填 埋场渗滤液，以便提高生物活动的速度， 加快渗滤液分解。 这个 6-MW 的垃圾填 埋场系统使客户能 够将废气转换为丰富 的燃料和适合销售的电能。

解决方案

在英国坎诺克（伯明翰北 20 公里处）的 Biffa Poplars 垃圾填埋场运行的五台使 用低能燃料组合的 Cat® 发电机组。 这 五台发电机组全天候运行， 能够以 70- 80% 的负荷能力生产 6 MW 的电力。

其中三台 Cat G3516LE 发电机组安 装于 2003 于，每一台的连续功率皆为 1100kW。 两年后，该发电厂又安装了两 台 Cat G3520C 发电机组，每一台的持 续功率皆为 1950kW。 这一 20 缸发动 机的效率比之前的发动机更高， 其电能 转换率超过 40%。 通过打井和安装穿 孔管道可以回收甲烷。 压缩机可以提供 轻度真空，以便从垃圾填埋场抽取甲烷，

并提供所需的正压将甲烷通过甲烷处理 设备压入发动机中。 甲烷随后将被抽 出，并且进 行过滤以除去微粒和尽可能 多的水分。 该发电厂每小时使用 3000 立方米的垃圾填埋 场气体，其中至少包 含 140 立方米的甲烷。 该发电厂将电力 输送至国家电网，从而避免了通过燃烧 方式将甲烷白白浪费掉。 气体通过 20 个歧 管提取。 该垃圾填埋场如今仍在 运营。

除了发电以外，来自发动机冷却水套的热 水还被用来加热渗滤液。 通常，甲烷的 形成需要 20 到 25 年。 热能加快了将废 物转换为气体的速度。

连续发电站（每年 8000 小时）可通过本 地经销商处 的连续工作远程监控站进行 全天候监控。 每台发电 机组都在其自身 壳体内拥有一台独立的控制器。 控制器 将一个处理器、一个电力管理器和一个 负荷共享模块以及一个 I/O 装置整合到 一个单元中。 气体发动机控制器可提供 全功能的发动机管理和控制功能、清洗 周期、分阶段关机逻辑以及可编程保护 性继电保护功能。

成果

将甲烷作为发电燃料加以收集和利用具 有环保优点，为减少大气中的有害气体排 放量做出了贡献。

通过精心的垃圾填埋场气体收集管理， 可以获得甲烷含量稳定在 50-55% 的气 体，从而实现最佳的发动机运转结果。 该垃圾填埋场的甲烷纯度一直在 55% 左 右。

气体中存在的硅可在燃烧室中形成积灰。 为此，发动机中安装了可过滤掉 1 微米 及以上大小微粒的 高效过滤器。 即使安装 了过滤装置，仍然会 有大量的硅进入发动 机。 因此，每周均需要进行 气体监测（包 括分析发动机油），以指示发动机中的硅水 平。 由于含有高浓度的二氧化碳（35-45% ），在给定的废气含氧水平下，可以降低氮氧 化物的排放水平。 二氧化碳具有较高的比 热，可以冷却燃烧过程。 燃烧温度降低了 气缸压力峰值，从而了减少了氮氧化物的产 生。 发电厂的排放级别大大低于最大 标准 级别，即 500 毫克/立方米。

如今，将生活垃圾转变为有价值的商业产品 势在必行。 该发电厂项目有望改善垃圾填埋 场的 甲烷通风性，同时可提供能够发电的环 保型燃料。 经过多年的运作，已经实现了较 高的可靠性。 该发 电厂为客户带来了社会生 态和经济利益。

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