4.管路的維修管路在運行中如發生斷裂或接口漏氣,可用膠粘帶或膠布包紮作暫時應急修理。待材料齊備時,再按常規進行修複。如有損壞,除可拆接口以外,應將損壞的部分割去,更換新管件。在任何情況下,不得使用不合規格的管件代用。管材和管件應經常保持有一定的維修備口備件,以免影響係統的正常維修工作。
(四)沼氣燈、爐具的配套安裝與使用沼氣灶具及設備是將沼氣轉化為熱能的重要用具,性能的優劣、安裝使用維護正確與否,將直接影響用戶的使用效果。
1.沼氣燈沼氣燈是把沼氣的化學能轉變為光能的一種燃燒裝置,是利用紗罩在沼氣的高溫燃燒中發出的光來照明的用具。沼氣燈由噴嘴、引射器、泥頭、紗罩、反光罩、玻璃燈罩等部件組成。
噴嘴、引射器:原理和作用與沼氣灶具的原理和作用基本相同。為簡化結構,引射器做成直圓柱管,與噴嘴用螺紋直接連接。引射器在噴嘴上可轉動自如。在離噴嘴不遠的引射器上,對開兩個橢圓孔,作為一次空氣進風口。一次空氣進風量“農家書屋”工程書係…………■91的多少,可通過轉動像灶具風門一樣的調風套調節進風口大小或者轉動引射器調節噴嘴與一次空氣口的距離來實現。
泥頭:相當於燃燒器的頭部,上麵安裝紗罩。它是用耐火材料製成的,端部開有許多小孔,起均勻分配混合氣和緩衝壓力的作用。它與引射器用螺紋連接,以便損壞時更換。
紗罩:是發光元件,有苧麻、植物纖維、人造絲混合製成需要的罩形後,在硝酸釷的堿溶液中浸泡,使纖維上吸滿硝酸釷後,晾幹製成的。
反光罩:又稱聚光罩,用來聚集光線,一般用白搪瓷製成。
玻璃燈罩:是用耐高溫玻璃製成的,用來防風防蟲和保護紗罩。
(1)沼氣燈的科學使用方法:沼氣燈是通過燃燒沼氣所產生的高溫,使紗罩上的氧化釷激發出白光的,其亮度相當於60~100瓦的電燈泡,深受用戶歡迎。但若使用不當,容易燒破紗罩或玻璃罩。下列幾項技術,可延長其使用壽命。
①紮正紗罩,剪掉線頭:初用沼氣燈或新換紗罩時,應將紗罩端正地緊紮在泥頭上,不能偏斜,否則點燃時紗罩歪向一側,會使玻璃罩受熱不勻而破裂。紗罩上的線頭,要從結紮處平蒂剪掉,不留“尾巴”。如“尾巴”過長,既消耗熱量,又會“搭”在紗罩上使之破裂。
②緩扭開關,離近點火:給沼氣燈送氣時,應緩扭開關,先小後大。送氣過急,會衝破紗罩,甚至使紗罩脫落。使用過的紗罩,一觸即碎,點火時應從燈座上的散熱孔或玻璃罩的孔伸入,離近紗罩即可,千萬不要觸及。
③張手吹氣,慢調噴嘴:剛點燃的沼氣燈,有時呈紅黃色,不亮。可伸出五掌,五指並攏,斜對玻璃罩下孔,再往手掌上92■…………“農家書屋”工程書係四、沼氣輸氣管路、燈、爐具的安裝與使用吹氣,折射到紗罩上,使光焰白亮。不要直接往紗罩上猛力吹氣,以防吹破。如仍不亮,則應考慮到帶氣不勻或噴嘴不暢。其處理方法有二:一是一手捏住吊杆,一手將燈帽邊緣慢慢來回轉動;二是扭動開關,一小一大,反複幾次,使氣衝動。待聽到輕的一聲“砰”響,燈就亮了。
④經常檢查,及時更換:沼氣燈最好每天都用,以防噴嘴鏽蝕、堵塞。如沼氣池產氣正常而燈點不燃,則應考慮:1)輸氣管路是否破損或折疊不暢,應及時更換或牽直。2)開關是否鬆動、漏氣,應經常檢查、維修。3)噴嘴是否鏽蝕、堵塞,可用小針通開,再猛吹幾口氣,使之暢通。4)紗罩破了,應更換新的,不要勉強使用,否則火焰會從洞口衝出,易燒炸玻璃罩。(2)沼氣燈的故障排除:①紗罩外層出現藍色飄火,經久不消失,表明是帶進的空氣不足,應將燈盤按順時針方向旋轉,逐漸加大空氣進氣量,調至不見明火,發出白光,亮度最佳為止。調節後,如仍出現飄火,這是噴嘴孔徑過大,應更換孔徑較小的噴嘴。
②紗罩不發白光而呈紅色時,是因為沼氣太少或空氣太多,應將燈盤按反時針方向旋轉,逐漸減少空氣進氣量。調節後如仍出現紅火,應換孔徑較大的噴嘴。
③紗罩外燃燒,燈光發紅,調節無效。屬沼氣燈結構不合理,如引射器太短,噴嘴孔過大或不同心,煙氣排除不良,泥頭破損或紗罩未紮牢,應換上合格零部件或另選用結構合理的沼氣燈。有時燃燒處於良好狀態,而燈不發白光,這是紗罩質量不佳或閑置時間過長受潮的緣故,應馬上更換紗罩。
④燈不發光或發光不穩。燈不發光,是噴嘴堵塞,應取下噴嘴,用縫衣針紮通;燈光一亮一暗,是輸氣管中積水較多或“農家書屋”工程書係…………■93管路不暢通,可打開排冷凝水的閥門,排除管路內的冷凝水或疏通管路。
2.沼氣灶(1)沼氣灶的組成:家用沼氣灶的種類很多,目前主要有單頭灶、雙頭灶或多頭灶,從結構上分為台式灶和嵌入式灶,其結構也因用途不同有差別,但是它們都有一定的共性,即它們基本上由燃燒器、供氣係統、自動控製裝置、點火裝置和其他零部件(如外殼、支架、湯盤和鍋架等)五大部分組成。
①燃燒器:這是燃氣灶的一個主要部件,由噴嘴、調風板、引射管、燃燒器頭、頭蓋(又叫百葉窗)與調節螺釘等組成(圖10)。火蓋即組成內圈火孔和外圈火孔的壓蓋。當燃氣從噴嘴以一定的速度噴出時,引射管內燃氣氣流周圍的壓力低於外界壓力,外界空氣就自動進入引射管,這是一次空氣。引射管能自動保持一次空氣的引入比例。
圖10燃氣灶的燃燒器1.火蓋2.燃燒器頭3.引射管4.噴嘴5.調風板調風板(又稱調節板)是燃燒器的一個重要組成部分,燃燒器燃燒狀況的好壞,一次空氣的多少,都可以通過調風板調節風門來改變。例如,當灶具使用時出現黃焰、紅焰、脫火或回火等不正常現象時,可先調節風門板,當火焰呈藍色時,表94■…………“農家書屋”工程書係四、沼氣輸氣管路、燈、爐具的安裝與使用明燃燒處於最佳狀態。若火焰大,呈黃色,表明燃燒不良,可繼續調節調風板,直至燃燒正常為止。現有些初用沼氣灶具的用戶,由於對燃氣的使用不大熟悉,對灶具各部分的作用也不大了解,常常會擔心調風板處的空隙會漏氣造成事故,因此把調風板調得嚴實,不留有一點縫隙,其實這是一種誤解。因為燃氣灶上的調風板是專門進入一次空氣的,而從管路中出來的燃氣具有一定壓力,當開啟旋鈕進氣燃燒時,在調風板處形成負壓而吸入空氣,它根本不可能漏氣。因此,隻有把調風板處的間隙調到大小合適,燃氣才能正常燃燒。如果把調風板調得嚴實,不留一點縫隙,則燃氣會因一次空氣量不足而不能充分燃燒,這樣一來,不僅使火苗軟,熱值低,浪費燃氣,而且會把鍋底、壺底甚至廚房的牆壁熏黑。
燃氣和空氣的混合氣從燃燒器頭部和火蓋的火孔冒出,被火花點燃後,與空氣進行第二次混合,稱為二次空氣。由於各種燃氣組分不同,所以它們都必須與空氣適當比例混合,才能使燃氣燃燒完全,才能使火焰穩定。
②供氣係統:供氣係統主要由燃氣管路、閥門等組成。
③點火裝置:這部分主要有壓電陶瓷打火和電子脈衝打火裝置。
④其他部件:這部分主要有外殼、支架、湯盤、鍋架等。
⑤自動控製裝置:這部分主要由溫度檢測、熄火保護裝置和定時裝置等組成。
空氣調節板的作用是根據沼氣的流量、壓力的變化、沼氣熱值的大小調節一次空氣量。在使用過程中,千萬不能把空氣調節板關閉,否則,大氣式燃燒就變成擴散式燃燒。擴散式燃燒存在以下缺點:1)燃燒很不完全,燃燒煙氣中CO含量較“農家書屋”工程書係…………■95高,既浪費了沼氣,汙染了環境,又危害人體健康;2)燃燒溫度很低,火焰溫度一般隻有300~400℃,而大氣式燃燒溫度可達1000℃以上;3)火焰虛,輕飄無力和燒柴草一樣,看起來好像火焰很大,實際都是一些溫度不高的虛焰,據測定擴散式燃燒熱效率隻有50%甚至更低;4)熱效率低。
引射器的作用是依靠噴嘴噴出的沼氣帶進一定數量的空氣,同時使沼氣和空氣均勻混合,並且使混合氣體在燃燒器頭部的出氣孔形成必要的速度,以保證燃燒的穩定工作。
燃燒頭部的作用是使沼氣和空氣的混合氣體均勻地分布到各個火孔,進行穩定和完全燃燒。
(2)沼氣灶具的使用:沼氣灶具要使沼氣充分燃燒,獲得比較高的燃燒效率,必須具備一定的條件。同時,應掌握沼氣灶具的使用、調節技術和維護管理知識。
灶前壓力應與灶具的額定壓力相符。沼氣爐具是按一定的壓力和熱負荷設計的。因此,沼氣灶前壓力的大小與燃燒效果有直接關係。一般來說,灶前壓力高於額定壓力時,其流速及流量過大,沼氣來不及完全燃燒就流失了,會使熱效率降低。當灶前壓力低於額定壓力時,其熱負荷也隨之降低,這時雖然灶具的熱效率有所提高,但卻延長了炊事時間或者不能滿足炊事要求。
農村戶用沼氣池的壓力在一晝夜間變化較大。一般早晨池內壓力高,晚上壓力低。為了保證灶前壓力穩定,一般在灶前輸氣管上裝一閥門,在閥門與灶具之間裝壓力表,以控製灶前壓力為額定壓力。一般來說,水壓間適當設計大點,有利於增加貯氣量並穩定氣壓。當沼氣池日產氣量正常,但日最高氣壓力不高時,說明沼氣池內液麵低、氣室大,可向池內加水96■…………“農家書屋”工程書係四、沼氣輸氣管路、燈、爐具的安裝與使用添料,壓縮池內沼氣,增強輸送沼氣的壓力和速度。
將沼氣灶具放在灶膛內使用時,鍋底至火孔的距離,應與原來鍋底架上平麵至火孔的距離相近,過高或過低,將影響熱能的利用。
使用沼氣,除了具備一定的燃燒條件,還要選擇符合國家標準的優良灶具。有了好的沼氣灶具,若使用不當,也達不到好的效果。因此,在使用沼氣灶具時,必須掌握以下技術要點。
①正確安裝壓力表位置:壓力表應安裝在閥門與沼氣灶具之間的管路上,這樣,閥門開大,壓力上升,閥門關小,壓力降低,便於看表掌握灶具的工作情況。
使用時,要盡可能地控製灶具的使用壓力,使其在設計壓力左右燃燒,特點是不宜過分超壓運行,以免火太大,跑出鍋外,浪費沼氣。
②注意調整沼氣灶具的噴嘴:當火焰燃燒不正常,產生虛焰時,可稍微轉動噴嘴,使其前進或後退,調到產生短而有力的藍色火焰為止。特別是新購置的灶具,必須先清除內部粘著的砂粒、鐵屑,經試驗後再固定噴嘴。
③吊火高度應適當:沼氣燃燒火焰分為內錐和外錐,火焰內錐與外錐之間的溫度最高,一般可達1000℃以上。因此,應注意灶麵與鍋底的距離,使鍋底處於內外錐之間,充分利用火焰高溫,提高燃燒效率。吊火高度由鍋架來解決,它根據灶具的類型不同,通過試驗來確定。如北京四型沼氣灶,當鍋支架高度為16毫米時,測得熱效率為61%;鍋支架高度為24毫米時,熱效率為56.9%。
使用一定時間後,應清洗頭部火孔,使其保持原來的大小。否則,火孔變小,影響空氣的供給,使灶具性能變差。
“農家書屋”工程書係…………■97(3)提高沼氣灶燃燒效果的幾種方法:用灶前開關來控製灶前壓力。目前農村普遍推廣的標準水壓式沼氣池,其池壓變化較大。為了減少灶前壓力的波動,就要用開關來控製灶前壓力。一般來說,使用壓力高於灶具的設計壓力,熱效率就低。
學會使用調風板。前麵談過,沼氣完全燃燒需要7倍的空氣,因此,要掌握調風板的調節方法。調風板開度過大或過小都不利於沼氣燃燒和熱效率的提高。應根據沼氣壓力和流量隨時調節,使火焰始終呈現藍白色狀穩定燃燒的最佳狀態。目前不少用戶習慣使用過去燒柴時所見到的那種長火焰,以為這種從鍋的四周竄上來的火焰,才算是最旺的火,於是往往把調風板開得很小。實際上這種火的溫度很低,還會產生過量的一氧化碳,對人體也有危害。
增加保溫擋風圈。把灶具放在灶台上使用,可以在灶具和鍋的外麵加一個鐵鍋圈,這不僅可以防止風把火吹滅,也能夠提高熱能的利用。這是因為有了鍋圈,熱煙氣能夠充分與鍋壁接觸;另一方麵,鍋圈被加熱後,又會有部分熱能輻射給鐵鍋,從而提高灶具的熱效率。保溫擋風圈可用廢臉盆剪掉底後,套在沼氣灶上即可,也可用鍍鋅鐵皮根據鍋的直徑稍大一點加工製作。
使用好鍋支架。一般沼氣灶上都有三個活動支架。把三個支架放平,上麵可以放平鍋;如果把支架翻轉上來,可以放圓底或尖底鐵鍋。由於鍋大小規格不一樣,有的鍋放在三個支架上,鍋底離燃燒器頭部很近,甚至壓在上麵,這樣就會產生壓火現象。也有的用戶把很大的平底鍋放在三個翻起來的98■…………“農家書屋”工程書係四、沼氣輸氣管路、燈、爐具的安裝與使用支架上,鍋底離燃燒器出火孔很遠,這就會使灶具熱效率降低。因此,要正確使用支架,使燃燒器頭部與鍋底有一個適當的距離。
(4)沼氣灶使用中需注意的幾個問題:①沼氣灶與鍋底距離的確定:灶具與鍋底的距離應根據灶具的種類和沼氣壓力的大小而定,過高、過低都不好,合適的距離應是灶火燃燒時“伸得起腰”、有力,火焰緊貼鍋底,火力旺,帶有響聲,在使用時可根據上述要求調節適宜的距離。一般灶具灶麵距離鍋底以2~4厘米(外焰)為宜。
②如何處理沼氣灶漏氣、跑火:使用沼氣灶時發生漏氣、跑火時,應立即關閉灶前管路閥門和灶具閥門。
③灶具調風板開啟度多大合適:由於每個沼氣池的投料數量、原料種類及池溫、設計壓力的不同,所產沼氣的甲烷含量和沼氣壓力也不同,因此,沼氣的熱值和壓力也在變化。沼氣燃燒需要5~6倍空氣,所以調風板的開啟度應隨沼氣中甲烷含量的多少進行調節。當甲烷含量多時(火苗發黃),可將調風板開大一些,使沼氣得到完全燃燒,以獲得較高的熱效率。甲烷含量少時,將調風板開小一些。不能把調風板關死,這樣火焰雖較長但無力,一次空氣等於零,而形成擴散式燃燒,這種火焰溫度很低,燃燒極不完全,並產生過量的一氧化碳。根據經驗,調風板開啟度以打開3\/4為宜(火焰呈藍色),使用沼氣灶時,供給的空氣總量應大於理論空氣需要量。
④如何控製灶前壓力:目前沼氣灶的設計壓力為800帕和1600帕(即80毫米水柱和160毫米水柱)兩種,當灶前壓力與灶具設計壓力相近時,燃燒效果最好。當沼氣池壓力較高時,“農家書屋”工程書係…………■99灶前壓力也同時增高而大於灶具的設計壓力時,熱負荷雖然增加了(火力大),但熱效率卻降低了(沼氣卻浪費了)。當沼氣壓力較高時,要調節灶前開關的開啟度,將開關關小一點控製灶前壓力,從而保證灶具具有較高的熱效率,以達到節氣的目的。
(五)沼氣常見的故障及排除沼氣的灶具、燈下管線及管件由於使用時間過長,沒有得到定期的清理或者在使用過程中操作不當,都會引起一些小故障的出現,影響使用。常見的故障與解決辦法如下。
(1)用氣過程中灶頭釋放臭氣:這是沼氣淨化器裏的氧化鐵脫硫劑失效,帶臭味的硫化氫得不到氧化而形成的。氧化鐵脫硫劑為土黃色、顆粒狀,裝在淨化器內脫硫的器具裏。沼氣池所產沼氣(含雜氣)通過輸氣管和總開關,然後進入脫硫器。硫化氫與活性氧化鐵接觸,生成硫化鐵和亞硫化鐵,臭味就被除去了,送到灶頭的沼氣才聞不到臭味。一般來說,新脫硫劑連續使用可脫硫70~90天。如果見到由脫硫器底部到頂部的脫硫劑由褐色變為黑色時,表示脫硫劑已失效,不可能再脫硫。這時要把脫硫劑全部倒在鐵簸箕裏鋪平,放到陰涼處,在空氣中還原再生48小時。切記不可放在太陽下麵晾曬。當它的顏色由黑色恢複到褐、橙、黃色時,重新裝入脫硫器中,擰緊底部瓶蓋,安裝好輸氣管路後即可使用。一般每瓶脫硫劑可使用10~12個月(中間再生4~5次),到期後必須更換新的脫硫劑。要注意的是,脫硫再生還原是一個氧化還原過程,在100■…………“農家書屋”工程書係四、沼氣輸氣管路、燈、爐具的安裝與使用還原反應過程中,會產生高溫,所以千萬不要用手觸摸。
(2)電子打火打不著:這種現象在沼氣灶中較為普遍,維修量較大。主要原因是電子槍後部供氣孔被鐵屑堵塞,雖有火星但不能將沼氣點燃造成的。具體解決辦法是把這部分拆下來,用細鐵絲疏通供氣孔,吹除鐵屑雜物即可正常燃燒。
(3)火焰不正常,熱值不足:沼氣正常燃燒時,火焰為淡藍色,短而有力,風門調好後,爐盤火焰旋轉並呼呼作響。異常火焰及其造成原因主要包括以下幾個方麵:①火焰藍色,火苗高而細長。總開關開得太大,氣壓大於6千帕,灶頭風門太小。
②火焰不穩,忽高忽低,有呼嚕聲。輸氣管內有積水,輸氣管路折彎阻氣。
③外圈火小、脫火、發黃。爐盤火孔有積炭,影響空氣吸入。
④火焰發黃,開大風門會熄滅。沼氣少,二氧化碳等雜氣多,原料不當或發酵不充分。
⑤火焰紅色,弱小,不易打火點燃。沼氣池內料液酸化陳舊,沼氣少,雜氣多。
⑥外圈火焰正常,內圈無火或太小。右風門開得太大,空氣進入太多。
⑦開始兩個月產氣好,隨後氣壓上不去,火焰由黃變紅。料液酸化,產氣下降。在出料管口內能看到液麵有白色漿水薄膜和零星較大的氣泡膜。
⑧氣壓升高快,老是點不著。投料碳氮比錯誤,沼氣中甲烷含量很少,而二氧化碳過多。
⑨氣壓正常,供氣不足。導氣管及各管路接頭、開關用刷“農家書屋”工程書係…………■101肥皂水檢查是否漏氣。
懂得這些常識,就能判別故障原因,采取相應措施及時排除。
(4)沼氣池氣壓表水柱較高,但燃燒不久火力便迅速減弱,甚至熄火:氣壓表是衡量沼氣池內沼氣壓力大小的標誌,並不完全說明池內沼氣量的多少。有的沼氣池氣箱和水壓間設計不合理(貯氣間太小或加料太多),對於沼氣池隻加料加水,沒有按操作技術及時出料或出料太少,致使沼氣池不能正常產氣、貯氣,沼氣池內氣箱被料液侵占。當沼氣產生時池內壓力波動很大,壓力表上的水柱很快上升,但貯存的沼氣量並不多。所以,當使用時,池內的沼氣迅速減少,水柱很快下降,不久,池內可使用的沼氣就用完了。
(5)沼氣灶具燃燒時火焰不穩定,忽高忽低:輸氣管裏有水泡聲,火焰不穩定,忽高忽低,沼氣燈經常一閃一閃。出現這種情況的原因是沼氣中有水蒸氣在管內凝集,嚴重時,燈、灶具會點不著火。如安裝了氣水分離器就可以解決這個問題。
(6)淨化器上的總開關使用不當:當沼氣池內壓力大時,要開到中擋,減緩沼氣供應流量;反之,則開大開關,增加供應量。使用時,先開總開關,再打開灶具開關。用氣結束後,先關總開關,後關灶具開關。
(7)火焰過猛,燃燒聲音太大:說明一次空氣過多,灶前壓力太大,應當關小空氣調風板和關小灶前開關。
(8)火焰大小不均或有波動:說明輸氣管有水、燃燒器堵塞或噴嘴沒有對中。應當立即清掃燃燒器,調整噴嘴位置,排除管中積水。
102■…………“農家書屋”工程書係五、沼氣池的管理與維護沼氣池的管理與維護,是沼氣建設、應用工作中的一個重要環節。能否做到安全、科學、有效的管理,是發展沼氣關鍵所在。
(一)沼氣池的日常管理1.沼氣池管理概念沼氣池建成啟動之後,使用效果的好壞、發揮作用的大小與日常管理情況關係很大。實踐證明,沼氣池是“三分建、七分管”和“有氣無氣在於建、氣多氣少在於管”。日常管理要規範、要合理、要得當,如果管得好,就會獲得好的產氣效果和使用效果。否則,不但不能正常使用,還影響人的心情,會使人很鬧心。
(1)沼氣池的基礎設施性:沼氣池是農村的基礎設施,大量推廣建設沼氣池就是在增加和豐富農村的基礎設施內容。當前,我國農村的現狀是基礎設施建設薄弱、基礎設施條件差、基礎設施水平低,包括對農村耕地保養不夠,主要表現為重視“用”(片麵、單一、過量地使用化肥、農藥等),忽視“養”(有機肥基本不用或用得很少,像沼肥這樣的優質有機肥,則“農家書屋”工程書係…………■103成為發展有機農業的稀有資源了),事實是這種情況已經製約了農村生產力的發展。若長此以往,那麼發展現代農業,實現農業增產、農民增收和達到又好又快地發展生態農業、農村循環經濟等,就必然是空中樓閣。
所謂沼氣池的基礎設施性:一是指使用壽命長。農村沼氣池,如農村水壓式沼氣池,按照國標要求設計建設的有效使用壽命要不少於20年。根據山東省青州市農村能源辦公室於2007年7月份調查,1986年,按照GB4750—84建設的農村戶用水壓式沼氣池,管理得當的用戶,沼氣池仍然在發揮著良好的作用,產生著明顯的效果,經檢測,其穩固性、耐久性、整體結構性能等均很好,預計再應用10~15年也無大礙。2002年,農業部又對1984年農村戶用沼氣池國標予以改進完善,按新的標準設計建池,質量就更沒問題了。二是指作用大。一座8~10米3農村戶用沼氣池,既提供優質有機肥料20餘噸\/年,又產生450~550米3清潔沼氣能源,年增收節支2000~3000元,並有較好的生態、衛生、環保等多重效益。三是一次性投資,長期多年受益。建一座“一池三改”戶用沼氣池,需投入2500~3000元,管理得好,達到正常使用的用戶,一年產生的經濟效益就可完全收回投入,以後基本上就進入長達數十年的回報期了。
(2)沼氣池的管理意義:所謂沼氣池的管理,是指對沼氣池采取合理有效的管理和維護措施,不出或少出故障,即便是出了故障和毛病也能在最短的時間內給予排除,使其發揮和產生最好最大的效益。沼氣應用的實踐一再證明,管理出效益、管理出安全、管理出生產力,由此說來,沼氣池的科學管理就是沼氣池的生產力。
104■…………“農家書屋”工程書係五、沼氣池的管理與維護俗話說,無規矩不成方圓。管理也不例外,尤其是沼氣池管理,更有其特殊性。首先,要製定管理細則、管理製度。建立健全沼氣池管理要點、管理製度,對於規模養殖場沼氣工程而言是必要的,也是必需的;而對於一家一戶來說是否有意義呢?回答是肯定的,因家庭成員之間也有責任分工、也有側重點。有的沼氣用戶可能要問,自己家建的沼氣池,愛怎樣管就怎樣管、愛怎樣使用就怎樣使用,還需要製定什麼製度嗎?其實不然,製定製度的目的一是可以約束、提醒家庭成員的責任心,二是明確家庭成員各自的責任和義務,三是可以監督和督促責任人的懶惰思想,使其始終不忘自己管理沼氣池的責任意識。其次,了解和熟悉沼氣池的特性。目前,山東推廣的農村戶用沼氣池多半建在地下,僅有個別地下水較淺的地區建成半地下式。發酵啟動產氣的沼氣池,其池內變化是肉眼無法看到的,唯有靠積累的經驗、靠使用的實際情況、靠管理的方式方法來分析判斷加以甄別,按照不同情況選擇管護措施。試想一個門外漢又怎樣能夠發現問題、解決問題?況且沼氣池是一個動態的微生物繁衍生息地,對酸、堿、鹽、消毒劑、重金屬離子等十分敏感,一旦生態平衡遭到破壞,則立馬給你個顏色看看———“罷工罷課”鬧情緒現象隨之出現,少幹活(產氣減少)或幹脆不幹活了(停止產氣),或者幹活“磨洋工”、沒質量(產的氣點不著火———淨是廢氣)。再者,沼氣可是可燃性氣體。戶用沼氣池管不好,出現漏氣、火災、爆炸和沼氣池各封口蓋板未蓋嚴蓋實等情況,都較容易給家中兒童、老人群體造成傷害。
“農家書屋”工程書係…………■1052.沼氣池管理要點近幾年隨著沼氣建設項目的發展,沼氣池數量突飛猛增,如何做到提高沼氣池使用率,保證沼氣池平時養護工作及技術性的指導尤為重要。沼氣三分建池,七分管理,使用是目的,管理是關鍵。如何做好管護工作?一般說來,沼氣池的日常管理要做到“三勤、三要”。(1)三勤:①勤進料:為了給沼氣細菌提供充足的食物,使細菌進行正常的新陳代謝,保持旺盛的產氣效果,就要不斷地補充新鮮發酵原料。因沼氣微生物是一係統微生物,是一個大的種群,有若幹種微生物,不同的微生物品種需要不同的生態環境、生活習性、食物種類。通常說的原料配比,就是指進料種類搭配要合理、要全麵、要分主次。對進料的間隔時間和數量,要根據農村戶用沼氣池大小、原料種類、用氣或用肥多少及池型等情況而定。一般家庭戶用沼氣池每隔5~10天進料一次,每次進料量要控製在料液總量的5%左右,也可按沼氣池容積計算後進料。對於池、圈、廁“三結合”的沼氣池,由於人、畜糞尿每天不斷地自動流入池內,因此,平時可根據實際情況適量添加些發酵原料或水即可,要保持發酵原料在池內的適宜濃度(夏天6%~8%,冬天8%~10%,春秋8%)就可以了。
但是,勤進料,不是每天都進料。這裏說的勤,是指在沼氣池管理中,不能長時間不給料,也不能三天兩頭地進料或一次性給料過猛過多。要根據實際有間隔地備料、給料。沼氣池實際應用中,有的沼氣用戶要麼長時間(4~5個月)不進料,常聽到有的沼氣戶說,沼氣池怎麼了?產氣不夠用了、怎麼不106■…………“農家書屋”工程書係五、沼氣池的管理與維護產氣了?要麼給料過多,造成產氣過旺過多,用不完,往往夜間水壓間溢出大量的料液,汙染了庭院、街道。
②勤出料:要及時將池內發酵後的殘渣殘液排出,防止長久占據發酵容積,減少有效的原料空間。原則是進多少料,就出多少料,而且必須先出後進。若先進後出的話,就有可能把剛進的新鮮料,還未發酵便從出料間出來了。出料時,必須注意保持沼氣池內有適當的壓力,避免出料時池內產生負壓,掌控在殘料殘液抽出後,池內料液液麵不能低於進、出料管下端口上沿20厘米,以免池內沼氣從進、出料口跑掉。若發酵原料不足,可以加入一定量的水,以維持料液液麵,使沼氣池內的沼氣具有一定的壓力。
沼氣池大換料一般2~3年可進行一次,最好是選擇在春秋季節,結合農田批量用肥進行,在大換料前20~30天應停止進料,避免所進的料還沒發酵徹底就被挖出來了,不但浪費人力,也浪費發酵原料。大出料時應提前5~7天準備充足新鮮的入池原料,並進行預處理,通常做法是底層鋪上廢舊塑料膜,將原料置於其上堆漚,夏天堆漚3~4天,春秋堆漚5~7天,有大量的氣泡產生即可,糞堆上麵要蓋上塑料膜。大出料時一般還要留下20%~30%的沼渣(液)作為接種物,以加快沼氣池新投料後的盡快啟動,以免影響或耽擱較長時間用氣。
③勤攪拌:攪拌的作用,一是新舊料充分混合(指剛投料或換料的沼氣池);二是預防結殼和打破結殼層;三是激活微生物種群的活性。目的是促進、加快池內原料發酵完全,提高產氣率。現在推廣應用的農村戶用沼氣池一般沒有安裝專用攪拌裝置,我們可以通過進出料口進行料液攪拌。做法是:從出料間掏出或提取數桶沼液,從進料口倒進,使發酵液衝到池“農家書屋”工程書係…………■107內,起到衝擊、攪拌池內料液的作用;把木杆或竹竿一端綁縛耐水物品使其膨大,然後人為地上下往複運動,衝擊料液;也可以在沼氣池頂部安裝強回流裝置,建成強回流沼氣池,實現回流攪拌,也能起到很好的攪拌作用。一般5~7天可攪拌一次,攪拌得過勤也沒必要,若每天攪拌還會影響沼氣細菌的產生數量。
(2)“三要”:①要經常測試pH:一般沼氣池在剛進料後2~3天,觀察到沼氣池啟動、產氣有異常時要測定發酵液的pH。方法是用pH試紙速測法,從水壓間提取少量料液沾濕試紙,同標準比色板比對後確認;也可采取現場觀察的方法,看出料間內的沼液若氣泡很少或有一層膜,這種情況往往是出現酸化、偏酸現象。沼氣細菌適宜在中性或微堿性環境條件下生長繁殖(pH為6.8~7.6),過酸或過堿都不利於沼氣細菌生長發育。若偏酸,可采取以下方法調節:一是加入適量的草木灰;二是抽出一部分料液,補充相等數量或稍多一些含氧的新鮮發酵原料和水;三是將人畜糞尿拌入草木灰或石灰水一同加入池內與池內料液進行攪拌混合均勻,避免部分料液過堿對沼氣細菌活動形成破壞。此外,為保持沼氣料液生態平衡不至於遭到破壞,必須禁止添加或誤投各種劑量的發酵阻抑物,特別是劇毒農藥、重金屬離子和各種殺蟲殺菌劑等。凡因種種原因,使沼氣池內料液嚴重酸化、生態平衡遭到破壞而自體又難以修複時,則必須將池內的發酵料液全部清理幹淨,再用清水徹底衝洗,然後再重新配比、投料啟動沼氣池。
②要保持適當的含水量:水是生命體必不可少的必需物質,沼氣微生物也不例外。沼氣池內水分過多或過少都不利108■…………“農家書屋”工程書係五、沼氣池的管理與維護於沼氣菌的活動和沼氣的產生。若含水量過多,發酵液中幹物質含量少,單位容積的產氣量就少;若含水量過少,發酵液太濃,就容易積累大量有機酸,發酵原料的上層也容易結殼,使沼氣發酵受阻,影響產氣量。沼氣發酵液濃度因季節而有所變化,秋末至夏初可調節至8%~10%,夏秋季節可配比成6%~8%。
③要做好沼氣池的越冬保溫工作:於寒冬來臨之前,要早著手、早準備,即在地溫大幅度下降前,要多抽出一部分料液,然後向池內多投入些熱性發酵原料,如馬糞、牛糞和新鮮草料等。要設計、匹配利用好太陽能蓄熱保溫設施,如設計建成冬暖式棚、加暖被、加厚覆蓋物品等保溫設施。
一般在嚴寒的冬季,日落時,暖棚上還要加蓋草衫被等覆蓋物。如果是露天沼氣池,應在主池和出料間上麵加厚覆蓋物,如堆放農作物秸稈或堆漚肥料等維持、增加池溫。
另外,平時要經常察看沼氣池水封圈內的水,若沒有或很少時,要適當添加點水,以保證池蓋不漏氣;還要經常觀察管路、開關等是否有損壞、漏氣現象,如有,應當及時排除、修複、更換。在雨季還要注意防止下大雨或暴雨時,地表徑流水直接灌入沼氣池,影響正常產氣用氣。
總之,要想用好氣和肥,就需在“勤”字上做足、做好文章。
(二)沼氣的安全使用沼氣是易燃易爆的氣體,盡管使用沼氣比使用液化石油氣、天然氣、煤氣要安全得多,但也有危險性,須重視正確使用。農村戶用沼氣池多半建在農戶庭院裏,給人們的生產、生“農家書屋”工程書係…………■109活帶來方便的同時,如果使用不當,也會造成部分危害和安全事故隱患。因比,用戶在使用前應通過參加培訓班、接受沼氣技術員示範操作及現場指導等方式,掌握一些關於沼氣的基本知識、日常注意事項和常見故障排除方法。
1.沼氣池的安全使用(1)沼氣池的進出料口、活動口。進出料口是平常對沼氣池實施管理、觀察池內發酵情況的通道和作業區域,也是容易出現人(兒童)、畜掉入池內的部位。完成作業任務後,要及時蓋上內有鋼筋加固的水泥蓋板,以免造成意外財產損失和傷亡事故。活動口是大出料時的作業部位,日常管理中,要不斷往水封圈內酌情添加些水,要蓋好水泥預製蓋板。
(2)安全試點火。新池填料啟動排放廢氣時,嚴禁在沼氣池導氣管口試火,以免發生回火,引起沼氣池爆炸,造成人員傷亡和財產損失。試點火須在沼氣灶上進行;沼氣灶一般不要放在臥室內、活動室內,即要同人居室隔離開;廚房要具有通風換氣條件。
(3)維護好沼氣設施。用戶不要擅自增加、改變、移動、拆除沼氣配件等輔助設施,清池檢修或打開活動蓋大出料時,必須有專業技術人員指導,開蓋後要通風1~2天。人員一般不要入池作業,若確有必要,入池前先進行小動物試驗,確認安全後在現場有其他人員保護的情況下,方可入池,以免氧氣不足而窒息。同時要注意,此時在沼氣池內及周圍嚴格禁止煙火。
(4)填料須知。沼氣池不是垃圾坑,什麼都可往裏填。不要把洗衣粉、肥皂水、梧桐樹葉、剛消過毒的人畜糞便等雜物110■…………“農家書屋”工程書係五、沼氣池的管理與維護投入池內,以免抑製或殺死沼氣微生物種群,出現不產氣、產氣銳減等非正常產氣現象。
(5)一次性出料較多的情況。批量出料、活動蓋又未打開時,應隨時觀察氣壓表讀數變化,當顯示讀數接近零時應停止出料。關閉總開關,打開導氣管接頭方可繼續出料,以免產生負壓將池體損壞。最好在壓力較高的情況下,批量出料,平時要做到“多次少量”的原則出料,即多出幾次料,而每次以少量為宜。
2.沼氣的安全使用(1)點火用氣前,應先檢查、嗅聞房間內有無“沼氣味”———臭雞蛋味,因含有硫化氫(H2S)所致。若有,說明有漏氣部位,應查明泄漏氣原因,立即排除故障。此時要開窗通風,嚴禁明火,待室內沼氣散失完後,方可使用。
(2)用氣時,先開管路閥,打開點火器後,再開灶前或燈前開關;關閉時,先關閉管路閥,熄火後再關灶(燈)前開關。
(3)沼氣使用過程中,人不能離開作業區。若確有急事需要外出,則須關掉開關,檢查無誤後,方能離開。
(4)養成定期觀察、檢查的好習慣。發現灶、燈及其接頭、開關等有老化、鬆動等現象,應及時保養維修或更換。
(5)沼氣燈燃燒廢棄的紗罩,含有毒物質,應深埋處理,嚴禁手摸誤食;於寒冷冬季點沼氣燈時,適當預熱燈罩或開關,忌開得過大,防止炸裂燈罩。
(6)家有小孩的用戶,要看管好。教育孩子不能亂動沼氣設施,以免發生危險。
萬一發生沼氣火災事故,千萬不能慌張,按以下要求進行“農家書屋”工程書係…………■111處理:如果在灶具與管路的連接處著火,應立即率先關閉室內總閥門,並用幹粉滅火器或沾濕的毛巾、布等蓋壓滅火,並向著火點中心部位覆蓋,火較易被撲滅。如果室內發生火災,首先要引導、分流老人和小孩迅速撤離,還要迅速關閉所有開關,防止火焰蔓延和發生爆炸性燃燒。若火勢較大、不能人為撲滅時,要撥打119或110尋求消防隊幫助滅火。
總的說來,要想安全使用好沼氣,讓它更好地為我們的生產生活服務,就要做到:眼勤,勤觀察,及時發現已經出現或即將出現的問題,防患於未然;腦勤,平時在使用沼氣的過程中多觀察、多學習、多思考,總結出一些應對可能發生問題的對策;手勤,對已發現的現象和問題要及時排除、及時解決,把問題消滅在萌芽狀態,以杜絕事態的發生、發展。
(三)沼氣池的保養與維護沼氣池的保養與維護是為了更安全、更有效、更好地長時期地安全使用沼氣池,發揮其應有的作用。因沼氣池啟動後總是處於運行狀態、工作狀態,需要用戶了解其“性格脾性”、細心周到的“關愛”、保養和維護。對沼氣池保養、維護得好、方法得當、措施有力,既是最基本的要求,也是實現管理創新目標的本質要求。
1.沼氣池的保養新建沼氣池一旦啟動投入運行後,基本上是沒有間歇地全天候處於“工作狀態”,除非大換料或有故障導致不能運行。長期地滿負荷工作,需要適當合理地保養,以延長沼氣池的服112■…………“農家書屋”工程書係五、沼氣池的管理與維護役年限。經過多年的調查、試驗與分析認為,農村沼氣池在正常使用情況下的保養需做到以下幾點:(1)填料、加水忌過多、過猛。觀察沼氣池發酵快慢、產氣多少及出料情況確定是否進料。一般農村沼氣池設計壓力是8千帕,偶爾產氣高峰時超過12千帕,甚至瞬時達到15千帕也未嚐不可,但這種高壓持續的時間不能太長,高壓維持時間過長,破壞沼氣池的結構是毫無疑問的。平常填料、加水不要過猛、過多,做到邊加邊觀察氣壓表讀數變化控製在適宜的範圍內,否則,易出現沼氣池密封層損壞、漏氣漏水等現象和問題。
(2)出料忌過多、過快。從出料間抽取沼渣、沼液若過多、過快,易出現池內(空氣補給不足)負壓現象,負壓的力量是巨大的,具有很強的破壞性,能夠導致沼氣池密封層脫落、裂縫、翹殼,甚至池體垮塌,後果嚴重。
(3)間歇性地做一下密封處理。即使未發現沼氣池有問題,也要每隔2~3年對正常使用的沼氣池進行一次常規密封處理。由於池底沉渣層積累較厚,此時,已變成無效容積,需要進行一次大換料,將池內料液徹底清除幹淨,同時對沼氣池內壁施行一次密封。若無大的損害,可先刷一遍純水泥漿、抹一層,5~10毫米厚的1∶1.5~1∶2.0水泥砂漿,抹勻壓實,再刷一遍水泥漿密封處理即可。若發現池內壁損壞較重,則采取相應措施予以修整密封。
2.沼氣池的維護沼氣池維護的過程,也是使用的過程和發現故障、排除故障的過程。正常使用的沼氣池,不明原因地出現了嚴重的漏“農家書屋”工程書係…………■113水、漏氣現象,現場又查不出原因或不能排除,怎麼辦?需要對沼氣池進行大出料檢查。按常規操作,出完池內全部料液後,用水衝洗幹淨池牆,入池觀察,采用目測、敲擊、觸摸等方式,找出漏水漏氣部位,作上標記,根據實際情況采取修整方案。
(1)裂縫處理。將裂縫部位鑿成“V”形槽,周圍拉毛,並粉刷水泥漿,再用1∶1水泥砂漿填塞“V”形槽,壓實抹光,然後再粉刷純水泥漿2~3遍。
(2)漏氣漏水原因不明。一是將池內漏水加壓進行密封性常規測試,當壓力表水柱上升至一定高度或壓力表讀數達到8~10千帕後,經24小時觀察,如果壓力表水柱降到一定位置停止下降,觀察沼氣池水位線位置,這種漏水情況,多半出現在進、出料管同池牆和進料管兩管結合處,應降低水位,用1∶1水泥砂漿密封結合部位,加固管子結頭處,再用純水泥膏塗刷2~3遍管子結頭處;如果壓力表水柱繼續下降,說明沼氣池中下部位漏氣或漏水,要參照沼氣池密封做法重新進行一次密封處理,最後用純水泥漿粉刷。
(3)內密封層有翹殼現象。將其鏟除掉,鑿出毛麵,衝洗幹淨,重新按內密封處理的做法抹水泥砂漿、刷水泥漿。
(4)滲水或漏水處理。當地下水滲入池內時,可用堵漏劑和防水劑加水泥堵塞水孔,用灰包頂住敷塞水泥的部位20分鍾後可取下灰包,觀察漏滲水情況,可反複連續操作,即可將地下水堵住。也可用矽酸鈉溶液拌和水泥填入水孔,矽酸鈉溶液與水泥混合應用,2~3分鍾內便可凝結。
(5)導氣管與池蓋或拱頂聯結處漏氣。可將導氣管周圍部分鑿開拔出導氣管,重新灌注水泥標號較高的水泥砂漿或114■…………“農家書屋”工程書係五、沼氣池的管理與維護細石混凝土,並局部加厚,固定好導氣管,刷水泥漿2~3次。
(6)池底下沉或池牆錯位變形,可將裂縫鑿開一定寬度、一定深度,探明下沉原因,如下沉較嚴重時可填充石質骨料夯實,再用200號細石混凝土填平壓實出漿,然後再按內密封層的做法處理。
(四)沼氣池越冬管理在冬季,如何保護好農村戶用沼氣池,並使發酵維持在較高水平,達到較高產氣率,是沼氣池越冬管理的關鍵。簡單地說,就是要“吃飽肚子,蓋好被子”。經過多年的實踐,總結出使沼氣池在冬季多產氣的方法。
1.秋末冬前的管理(1)及時做好換料、粉刷工作。一般戶用沼氣池使用一年後,池子常常出現“雨水過多脹肚子,料液不足產氣少”等現象,不及時處理會造成進、出料口損壞、拱頂、池牆滲漏、管路堵塞、水封圈跑氣等問題。所以必須及時做好換料和粉刷工作。出料後用清水衝洗池牆、拱頂的殘留物,再用3~5千克水泥粉刷1~2次,以提高池子密閉性能,同時要保留1\/3的陳渣作接種物,然後再投入新料。實踐證明,每粉刷一次,可使產氣率提高10%。