中国80%人口生活在农村，农村的主要生活燃料是柴干、煤炭、秸秆等，广大农民对于改变传统的能源利用方式的需求随着农村经济发展以及生活水平的提高而提高，对于清洁的新能源的需求日益迫切。农村城镇化是我国现代化建设的趋势，在城镇化建设过程中，城镇的建设发展水平与能源的供应条件密切相关，城镇优质能源的供应问题也越来越受到关注。因此，村镇大中型的沼气集中供应系统研究将成为沼气发展领域的一个重要课题。本课题首先分析了温度对沼气产气率的影响。通过对多种增温和保温技术措施的对比与分析，确定适合于北方地区的增温和保温方法。通过对沼气池的热平衡计算，进行具体的分析，从而确定沼气池的增温设备负荷及保温效果。然后运用fluent软件模拟沼气池及周围土壤温度场分布情况，分析在冬季最不利温度下，沼气池池体温度分布情况以及散热损失状况。得出了适宜的保温材料和保温厚度，以及沼气池体的耗热量。其次分析了产气均衡性与用气之间的不平衡性。通过计算与经济比较，得出适宜沼气工程的储气形式及储气容积。生产制气方面，分析了可采取的措施与技术方法，使产气量随用气量变化，以达到平衡村镇沼气用量并减少投资与运行费用。最后对具有代表性的人口数量的村镇地区，进行输配管网系统的经济性分析与对比。通过水力计算分析得到满足供气要求的不同的供气压力、布网形式、管径大小的管网形式。运用静态分析法建立管网经济计算的目标函数，运用目标函数计算得到适应于不同规模村镇沼气输配管网系统最经济的方案。本文所采用的分析方法和得到的结论对北方地区村镇沼气集中供应系统的规划设计及建设具有一定的参考价值。