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1、沼氣工程工程設計方案目 錄第一章 工程概況- 1 -1.1項目概況- 1 -1.2項目內容及規(guī)模- 1 -1.3設計目標- 1 -1.4工程投資- 1 -1.5占地面積- 2 -1.6建設工期- 2 -第2章 編制依據- 3 -2.1相關國家法律、法規(guī)和政策- 3 -2.2相關規(guī)范與標準- 3 -2.3其他依據- 4 -第3章 編制原則- 5 -3.1技術先進性、可靠性和適應性原則- 5 -3.2經濟效益最大化原則- 5 -3.3環(huán)境和社會效益最大化原則- 5 -第4章 工藝技術方案- 6 -4.1工藝設計方案- 6 -4.1.1工藝流程- 6 -4.1.2工藝流程說明- 6 -4.1.3沼氣2、利用- 7 -4.1.4沼渣沼液的處理和利用- 7 -4.2 工藝設計計算- 7 -4.2.1 沼氣發(fā)酵系統(tǒng)設計計算- 7 -4.2.2 沼氣產量計算- 7 -第5章 站址選擇- 8 -5.1選址原則- 8 -5.1.1 符合衛(wèi)生防疫要求- 8 -5.1.2 符合城鎮(zhèn)建設規(guī)劃要求- 8 -5.1.3節(jié)約投資降低成本、提高經濟效益- 8 -5.2選址方案- 8 -第6章 總圖設計- 9 -6.1平面布置- 9 -6.2總體設計- 9 -第7章 工藝設計- 11 -7.1預處理單元- 11 -7.2沼氣單元- 12 -7.3后處理單元- 13 -7.4配套設施- 14 -第8章 投資概算及效益分析3、- 16 -8.1工程投資估算- 16 -13.2運行成本- 17 -第一章 工程概況1.1項目概況略1.2項目內容及規(guī)模容積600m3的USR厭氧反應器一座及其相關的配套設施；沼氣站內（包括預處理、反應罐、凈化系統(tǒng)），站外設施不屬于本方案范疇。1.3設計目標（1）日處理糞污：36m3；（2）發(fā)酵料液TS濃度：6%；（3）發(fā)酵罐投料體積比：90%；（4）水力滯留期：15 d；（5）發(fā)酵溫度：352；（6）有效容積產氣率：不小于0.8 m3/m3d（7）產氣量：432 m3/d（8）設計壓力：4kpa（9）地基構筑物荷載標準值：2.5kN/m2 （10）工程執(zhí)行規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程設計規(guī)范（4、NY T1222 -2006）標準1.4工程投資工程投資概算總計：59.1萬元，其中：土建工程：12.1萬元；設備采購：36萬元；工程安裝：8萬元；其他費用：3萬元。1.5占地面積總工程占地面積2000m2，約3畝。1.6建設工期6個月第2章 編制依據2.1相關國家法律、法規(guī)和政策（1）中華人民共和國環(huán)境保護法（2）中華人民共和國可再生能源法（3）畜禽養(yǎng)殖污染物防治管理辦法（4）中華人民共和國農業(yè)技術推廣法（5）中華人民共和國電力法（6）中華人民共和國節(jié)約能源法（7）中華人民共和國循環(huán)經濟法（8）資源綜合利用條例（9）中共中央國務院關于積極開展現代農業(yè)扎實推進社會主義新農村建設的若干意見（105、）關于發(fā)展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見（11）“十二五”資源綜合利用指導意見2.2相關規(guī)范與標準（1）沼氣工程技術規(guī)范（NY/T1220-2006）（2）畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準（GB18596-2001）（3）污水綜合排放標準（GB8978-1996）（4）建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2006）（5）中、小型集約化養(yǎng)殖場建設的國家標準（GBT17824.1-1999）（6）畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準（GB18596-2001）（7）建筑結構荷載規(guī)范（GB50009-2001）（8）鋼結構設計規(guī)范（GB50017-2003）（9）混凝土結構設計規(guī)范（GB50010-2002）（6、10）建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2001）（11）工業(yè)與民用建筑供配電系統(tǒng)設計規(guī)范（GB50052-1995）（12）砌體結構設計規(guī)范（GB50003-2001）2.3其他依據（1）業(yè)主提供的資料及其要求；（2）在沼氣工程領域的部分應用案例；第3章 編制原則3.1技術先進性、可靠性和適應性原則（1）根據場區(qū)實際情況，選擇最先進的工藝方案。（2）根據當地的實際情況，選擇有成功案例的工程方案，確保工程可以長期穩(wěn)定運行。（3）根據業(yè)主經濟條件和操作人員技能水平，選擇最適宜的方案，便于實際運行和維護。3.2經濟效益最大化原則（1）在保證技術先進性的基礎上，優(yōu)化工藝和各個單元設計，降低一次性投資7、，確保最佳性價比和最短的投資回收期。（2）遵循循環(huán)經濟指導思想，對整個場區(qū)進行能流物流分析和設計，確保沼氣工程為企業(yè)帶來整體最大效益。3.3環(huán)境和社會效益最大化原則（1）對產品（沼氣、沼渣、沼液）進行充分利用，并注重外觀設計和綠化美化，使站區(qū)與場區(qū)總體環(huán)境協(xié)調統(tǒng)一。（2）設計和實施過程中遵守國家及地方有關法律法規(guī)和產業(yè)政策，保證工程符合地方環(huán)境、經濟和社會發(fā)展規(guī)劃，工程建成后可改善企業(yè)自身用電和周邊農業(yè)用肥，并發(fā)揮示范作用，帶動地方經濟和社會發(fā)展。第4章 工藝技術方案4.1工藝設計方案4.1.1工藝流程眾品種豬場屬暖溫帶半濕潤氣候區(qū)，四季分明，春秋短促，冬夏兩季較長。年平均氣溫9C，一月份最冷8、，平均氣溫為3.7C，七月最熱，平均氣溫為25.2C，年平均降雨量400毫米。無霜期160天。考慮到節(jié)能和保證穩(wěn)定供氣（尤其是冬季供氣）的要求，本項目采用中溫發(fā)酵工藝（33-35）。結合以上所述，經綜合比較，本工程擬選擇技術成熟、運行穩(wěn)定的USR工藝工藝流程如圖4-1所示。沼液貯池USR一體化厭氧反應器熱水鍋爐格柵沖洗廢水集污池調節(jié)池沼氣沼渣貯池糞便供戶4.1.2工藝流程說明豬場的糞便沖洗水經格柵去除較大雜物后和搜集后的糞便進入集污池，通過提升泵進入調節(jié)池，在此調節(jié)水質水量，調節(jié)池內設置攪拌機，使物料充分混合均勻，以防止糞污沉積。攪拌到一定程度的糞污，經過進料泵輸送到USR一體化反應器，在反應9、器中，通過中溫發(fā)酵，利用厭氧微生物新陳代謝作用，將大部分有機物去除，產生大量沼氣、沼渣、沼液。利用熱水鍋爐來保證調節(jié)池及厭氧反應器罐體內物料的發(fā)酵溫度。產生的沼氣儲存于貯氣柜，經脫水脫硫并調節(jié)壓力后經阻火器向外供氣。4.1.3沼氣利用1m3沼氣的熱值相當于0.714kg標煤，本工程產出的沼氣沼氣用處業(yè)主自行設計、施工。4.1.4沼渣沼液的處理和利用業(yè)主自行設計、施工。4.2 工藝設計計算4.2.1 沼氣發(fā)酵系統(tǒng)設計計算養(yǎng)殖場日常糞污約36t。采用尿泡糞工藝，USR投料的干物質按6%計算，根據USR通常的水力停留時間，本方案的USR反應器有效容積為540m3，水力停留為15天。4.2.2 沼氣產10、量計算該養(yǎng)殖場每天投入USR反應器糞污液為36m3，其中干物質量含量6%，容器產氣率0.8 m3/m3d計算，每天可產沼氣432m3。 第5章 站址選擇5.1選址原則5.1.1 符合衛(wèi)生防疫要求為防止畜禽糞便中的病原體傳播疾病，項目選址應與居民區(qū)、食品類加工企業(yè)和畜禽養(yǎng)殖場有一定的距離，盡量選在下風向，并設置專用原料運輸通道，防止病原體傳播。5.1.2 符合城鎮(zhèn)建設規(guī)劃要求項目位置的選擇應服從城鎮(zhèn)建設規(guī)劃、地區(qū)規(guī)劃和行業(yè)規(guī)劃，遠離人口稠密區(qū)，遠離環(huán)境敏感區(qū)，如水源區(qū)、河流上游地區(qū)、上風向區(qū)、自然保護區(qū)、風景旅游區(qū)等。同時考慮要選擇有一定的坡度、排水良好的地方。5.1.3節(jié)約投資降低成本、提高經11、濟效益 選擇交通運輸便利，各方面條件（如水、電、路等）較好的場地，以節(jié)約基本建設投資，降低工程造價，節(jié)約成本，提高經濟效益。5.2選址方案略第6章 總圖設計6.1平面布置（1）滿足人流（生產和參觀人員流動）、物流（物料、煤炭、灰渣和沼渣沼液的運輸）和能流（沼氣輸配和發(fā)電）這“三流”的安全性、獨立性和合理性；（2）要求滿足沼氣站同站外的養(yǎng)殖場整體環(huán)境風格和業(yè)主的企業(yè)文化理念等大環(huán)境的協(xié)調一致；（3）本著節(jié)省投資、布置緊湊、工藝流暢、便于建設實施的原則，按功能區(qū)分布布置，一次規(guī)劃用地，充分考慮到業(yè)主遠期發(fā)展的需要。6.2總體設計（1）沼氣工程的總體布置應考慮到養(yǎng)殖場遠期生產規(guī)模擴展的可能性，如必要12、，應依此作出分期建設方案。（2）總體布局應滿足沼氣工程工藝的要求，布置緊湊，便于施工、運行和管理。應結合地形、氣象和地質條件等因素，經過技術經濟分析確定。（3）豎向設計應充分利用原有地形坡度，并達到排水暢通，降低能耗、土方平衡的要求。（4）構筑物的間距應緊湊、合理，并應滿足施工、設備安裝與維護、安全的要求。（5）附屬建筑物宜集中布置，并應與生產設備和處理構筑物保持一定距離。（6）厭氧消化器、儲氣柜、輸氣管道的設計及防火要求見建筑設計防火規(guī)范GB50016-2006中的相關規(guī)定。（7）平面布置應留有汽車進出通道，各建筑物間應留有連接通道，其設計應符合下列要求：主要車行道的寬度：單車道為3m，雙車13、道為5m，并應有回車道。車行道轉彎半徑不小于6m；人行道的寬度為1m-1.5m；通向建筑物頂端的扶梯與水平面夾角不大于40，其寬度0.8-1.0m；綠地面積不宜小于總面積的30%。；（8）沼氣工程應設置圍墻（欄）。（9）主要畜禽污水處理設施應設置溢流口、排泥管、排空閥和檢修人孔。厭氧消化器應設有人孔，確保裝置正常運轉。（10）應配置簡單的化驗設備和必要的儀器、儀表、自動控制設備和沼氣流量計。（11）沼氣工程應有保溫防凍措施。（12）沼氣工程的安全、防爆、防雷與接地參照生產過程安全衛(wèi)生要求總則GB12801-91、城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范GB50028-2006、建筑設計防火規(guī)范GB50016-200614、建構物防雷設計規(guī)范GB50057-2000、工業(yè)與民用電力裝置的接地設計規(guī)范GBJ65-83等的相關規(guī)定執(zhí)行。及時排出沼氣站，保證沼氣站內不積水。主要道路兩側設綠籬，距綠籬1米處種植喬木，其它空地鋪草坪。此處由業(yè)主負責，不含在第7章 工藝設計7.1預處理單元（1）集污池結構形式：采用地上磚砼結構，采用C30鋼筋混凝土、M7.5水泥砂漿，鋼筋等級采用HPB235級、HRB335級、HRB400鋼筋，砂漿采用M7.5的水泥砂漿，底板100mm墊層采用C15素混凝土。工藝尺寸：3.0m3.0m3.0m。數量：1座配套設備：潛污泵規(guī)格：Q15m3/h，H15m配自動耦合裝置數量：1臺（2）酸化調節(jié)池15、對水質水量進行調節(jié)。池體由混凝土澆筑和覆蓋，內部做防水處理，池內設潛水攪拌機，并配水力攪拌，使調配均勻的糞污充分調節(jié)，以防止污泥沉積。工藝尺寸：3.0m3.0m3.0m，與沼液貯池并建，共有池壁。結構形式：采用地下磚混結構，采用C30鋼筋混凝土、M7.5水泥砂漿，鋼筋等級采用HPB235級、HRB335級、HRB400鋼筋，砂漿采用M7.5的水泥砂漿，底板100mm墊層采用C15素混凝土。數量：1座配套設備：切割泵規(guī)格：Q15m3/h，H22m配自動耦合裝置數量：1臺攪拌機規(guī)格：非標件現場制作，電機2.2kW,轉速4050轉/分數量：1臺7.2沼氣單元（1）USR一體化厭氧反應器容積為600m16、3的USR厭氧反應罐一座，罐體罐體采用鋼板焊接而成，圓柱形，罐內有換熱系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)，罐體進行強化保溫。罐體基礎10.6m，厚度0.6m，采用C30鋼筋混凝土，鋼筋等級采用HPB235級、HRB335級、HRB400鋼筋，砂漿采用M7.5的水泥砂漿，底板100mm墊層采用C15素混凝土。工藝尺寸：9.68.25，容積：600m3數量：1座產氣量：432m3/d進料濃度：6%發(fā)酵溫度：352配套設備：水力回流攪拌、消沫系統(tǒng)，各1套污泥泵規(guī)格： Q15m3/h，H22m數量：1臺加熱盤管，1套布水器、排泥管，各1套爬梯、防雷系統(tǒng)增壓風機型號：LSR-100-0.75功率：0.75kw數量17、：1臺（2）水封井工藝尺寸：0.6m2.5m結構形式：采用鋼結構防腐，便于維護和排污。數量：1個7.3后處理單元（1）貯氣柜貯氣柜采用新型雙層耐腐塑膠氣膜，與USR反應器為一體，安裝與反應器上部，節(jié)省投資，節(jié)省占地面積。氣膜有效容積為200m3，加上反應器上部空間，實際貯氣可達300m3。（2）沼渣沼液池厭氧反應后的沼渣、沼液進入沼渣沼液池暫時儲存。工藝尺寸：8 m3m3m結構形式：采用地下磚混結構，采用C30鋼筋混凝土、M7.5水泥砂漿，鋼筋等級采用HPB235級、HRB335級、HRB400鋼筋，砂漿采用M7.5的水泥砂漿，底板100mm墊層采用C15素混凝土。數量：1座7.4配套設施（118、）鍋爐房尺寸：LBH=4.0 m4.0m4.0 m結構：地上磚混結構，基礎形式采用條形基礎，屋頂為110mm厚現澆鋼筋混凝土現澆板，墻體為240mm厚，墻體為M7.5混合砂漿砌筑MU10磚而成。標高4.5m處圈梁240mm*180mm、基礎頂至女兒墻的構造柱尺寸為240*240，且圈梁和構造柱的相關點構造嚴格按02YG001-1執(zhí)行。數量：1間配套設備：常壓燃煤熱水鍋爐及配套閥門管件數量：1套（2）綜合設備間尺寸：LBH=5m3 m3.5 m結構：地上磚混結構，基礎形式采用條形基礎，屋頂為110mm厚現澆鋼筋混凝土現澆板，墻體為240mm厚，墻體為M7.5混合砂漿砌筑MU10磚而成。標高3.319、m處圈梁240mm*180mm、基礎頂至女兒墻的構造柱尺寸為240*240，且圈梁和構造柱的相關點構造嚴格按02YG001-1執(zhí)行。數量：3間氣水分離器，型號：TRQF-600，數量：1臺脫硫器，型號：TRTL-600，體積：600820數量：1套罐內裝氧化鐵脫硫劑，主要反應式為：Fe2O3H2O+3H2S=Fe2S3H2O+3H2O +63KJ2Fe2S3H2O+3O2=2Fe2O3H2O+6S +609KJ經過脫硫罐后，沼氣中所含H2S量小于20mg/m3。膜式流量表，型號：YF108，數量：1套阻火器，數量：1臺電控柜數量：1套數量：1間第8章 投資概算及效益分析8.1工程投資估算表8-20、1 工程投資估算表 單位：萬元序號名稱規(guī)格數量單價合價備注一、土建構筑物1集污池3.03.03.0m1座0.50.5地下磚混結構2調節(jié)池3.03.03.0m1座0.50.5地下磚混結構3USR基礎10.60.5m1座5.15.1鋼砼結構4沼液池8.03.03.0m1座1.51.5地下磚混結構5設備間15.03.53.0m52.5m23.23.2磚混結構6鍋爐房4.04.04.0m16m21.31.3磚混結構合計12.1二、設備材料1平面格柵B=400，b=5mm1臺0.20.2碳鋼防腐2潛污泵Q15m3/h，H15m配自動耦合裝置1臺0.60.63切割泵Q15m3/h，H22m配自動耦合裝置121、臺1.11.14循環(huán)泵Q15m3/h，H22m配自動耦合裝置1臺0.80.85USR罐體9.68.25，配爬梯、避雷系統(tǒng)1套9.89.8鋼制防腐6氣模200m31套6.66.67保溫1套4.14.18熱水鍋爐0.3t常壓鍋爐，泵1套2.12.19阻火器1套0.30.310脫水器1套0.50.511脫硫器1套0.60.6含脫硫劑12增壓風機LSR100，0.75kw1套1.11.113電控柜帶PLC 1臺3.203.214管、閥、線纜5.0合計36三、工程投資1土建投資12.12設備材料363安裝費85其他費用36合計59.1工程投資概算總計：59.1萬元，其中：土建工程：12.1萬元；設備采購：36萬元；工程安裝：8萬元；其他費用：3萬元。13.2運行成本日運行成本計算如下：（1）電費本工程運行功率為20.5千瓦，均為380/220低壓設備，單機容量最大為5.5千瓦，日耗電量為90千瓦時，電費按0.6元/kW.h計。E1=900.6/432=0.125元/ m3d（沼氣）（2）人工費E2=3人60元/432=0.416元/m3d（沼氣）（3）總運行費用為：E=E1+E2 =0.541元/m3d（沼氣）- 18 -