卡特彼勒案例分享：乳业公司利用沼气发电-第一工程机械网

案例分享

用户：Homestead 乳业公司

地点：印第安纳州，美国

用户需求：沼气发电

解决方案：2 台 Cat® （卡特）G3512A 沼气发电机组；项目设计，建设，运营

Cat®（卡特）代理商：Michigan Cat

项目概览

Homestead 乳业公司有两个厌氧发酵池用于处理 2000 多头牛的粪便。公司最初只是一个拥有 110 头奶牛的小型家庭农场。该奶牛场现有 1800 头奶牛和 300 头处于干奶期的奶牛，另外还有来自附近农场的 1700 头奶牛在这里挤奶。公司与当地的 Cat 代理商 Michigan Cat 合作，量身定制了一套发电系统。Michigan Cat 为其安装了两台 1200 rpm 的 Cat G3512A 发电机组以及辅助设备，该机组使用寿命长，拥有成本和运营成本低。粪便被收集在收集池里，通过管道输送到一组混合槽中，然后导入两个厌氧发酵池，由此产生的甲烷气体为发电机组提供燃料。

乳业公司利用沼气安装了两台 1200 rpm 的 Cat G3512A 发电机组以及辅助设备发电

电力需求

Homestead 乳业公司位于印第安纳州普利茅斯，最初只是一个拥有 110 头奶牛的小型家庭农场。1979 年，Floyd Houin 和 Dan Houin 兄弟二人从他们父亲手上买下了这座农场，逐步将其发展成为如今的大型奶牛场。

该奶牛场现有 1800 头奶牛和 300 头处于干奶期的奶牛，另外还有来自附近农场的 1700 头奶牛在这里挤奶。然而，随着不断的成功和规模的扩大，他们引起了所在社区越来越多的关注。奶牛数量的增加意味着会产生更多的粪便，更多的粪便意味着奶牛场周围的气味更大，这会直接影响到附近的居民生活。

奶牛场的化粪池

通过分析印第安纳州北部和密歇根州南部的多家农业公司，Floyd Houin 开始摸索减少牛粪气味影响的方法。最终，他确定了发展方向——建设一处沼气发电设施，把粪便转化为电力。

不久之后，Homestead 乳业公司获得了政府的可再生能源补贴，用于帮助其支付安装新沼气发电设备的前期费用。此外，该州最大的天然气配送公司 Northern Indiana Public Service Co. (NIPSCO) 还与 Homestead 乳业公司签署了一份为期 15 年的电力购买协议，总计购买 1 MW 电力——这些电力足以为满足 1000 户家庭的用电需求。在这些财政支持下，公司得以开始建设全新的沼气发电设施——Homestead Green Energy。

在该项目决定利用沼气发电进入开发阶段后，公司必须找出一款既能辅助沼气发电设备，同时又能生产足够的电力来维持 NIPSCO 协议的发电系统。

解决方案

在项目研究阶段，Houin 参观了一家农场，该农场有一处可再生能源发电设施采用的就是卡特彼勒发电机组。他了解到，尽管该发电机组属于较早的型号，但该系统仍能以峰值效率运行，几乎没有问题，所以可靠性是一个重要因素。

“发电机组有时候需要维修，所以你必须有可靠的零件和服务，”

“我们承担不起停机的代价，而且我见过许多比较老旧的 Cat 发动机仍在运转，这种可靠性确实帮我们做出了决定。”

——Houin

Homestead 乳业公司与当地的 Cat 代理商 Michigan Cat 合作，为 Homestead Green Energy 量身定制了一套发电系统。Michigan Cat 为其安装了两台额定转速为 1200 rpm 的 Cat G3512A 发电机组以及辅助设备。G3512A 采用了坚固耐用的设计，使用寿命更长，并且拥有成本和运营成本更低，能够实现最佳性能。

Cat G3512A 发电机组

“相比 1800 rpm 的发动机，它的噪音更小，这一点我很喜欢，所以我们早期在低转速发电机上投入了更多的资金，”

“我们在没有迫切需求的情况下选择了更大的容量，因为从长远来看这样更好。由于我们不会把发电机组用到极致，所以可以减少设备磨损。”

——Houin

这两台发电机组对从动物粪便转化成电能的过程中是非常重要的。在 Homestead Green Energy，牛的粪便被收集在收集池里，通过管道输送到 1700 英尺外的一组混合槽中，然后导入两个厌氧发酵池。进入槽中后，粪便会被加热，并进行微生物处理，所产生的甲烷气体被用来为燃气发电机组提供燃料。而发电机组的辐射热和缸套水热量可以在发酵过程中用来加热发酵池。

Cat G3512A 发电机组操控台