大型沼气工程建设项目初步设计.doc

大型沼气工程建设项目初步设计 大型沼气工程建设项目大型沼气工程建设项目 初初步步设设计计 大型沼气工程建设项目初步设计 总总 目目 录录 第一部分 设计方案第一部分 设计方案 第二部分 单项工程概算书第二部分 单项工程概算书 第三部分 初步设计图纸第三部分 初步设计图纸 第四部分 相关附件第四部分 相关附件 大型沼气工程建设项目初步设计 第第 一一 部部 分分 设设 计计 方方 案案 大型沼气工程建设项目初步设计 目目 录录 第一章第一章 总说明总说明 1 1 1 1 项目名称 1 1 2建设单位 1 1 3建设目标 1 1 4 建设内容及规模 1 1 5 建设地址 1 1 6 建设期限 1 1 7 建设标准 2 1 8 建设单位基本情况 2 1 9 设计主导思想 3 第二章第二章 总平面设计说明总平面设计说明 4 4 2 1 设计依据 4 2 2 场区条件 5 2 3 平面布置原则 6 2 4 道路及绿化 7 第三章第三章 工艺设计说明工艺设计说明 8 8 3 1工艺设计依据 8 3 2 工艺方案设计原则 9 3 3工艺设计方案选择 10 3 4 工艺设计说明 11 3 5 工艺流程图 12 大型沼气工程建设项目初步设计 3 6 工艺流程说明 12 3 7 设计参数 13 3 8 三沼利用 说明 13 第四章第四章 工艺单元及配套设施设计工艺单元及配套设施设计 1717 4 1 工艺单元设计 17 4 2 配套设施 20 4 3 仪器设备选购 21 4 4附图 21 第五章第五章 建筑及结构设计建筑及结构设计 2222 5 1 建筑设计 22 5 2 结构设计 22 第六章第六章 电气 防雷及通风设计电气 防雷及通风设计 2525 6 1 设计依据 25 6 2 设计范围 25 6 3 供电电源与供电负荷 25 6 4 控制与保护 25 6 5 照明 26 6 6 防雷与接地 26 6 7 通风 26 第七章第七章 安全 节能 防震及消防安全 节能 防震及消防 2727 7 1 安全生产 27 大型沼气工程建设项目初步设计 7 2 节能 27 7 3 防震 28 7 4 防火消防 29 第八章第八章 环境保护环境保护 3030 8 1 设计依据 30 8 2 主要污染物 30 8 3 治理措施 30 第九章第九章 投资总概算及效益分析投资总概算及效益分析 3131 9 1 总体经济技术指标 31 9 2 概算编制依据 31 9 3投资概算 32 9 4 效益分析 34 第十章第十章 项目组织管理项目组织管理 3737 10 1建设期组织管理 37 10 2 项目建设进度 38 10 3 建成后运行管理 38 相关附件目录相关附件目录 4848 大型沼气工程建设项目初步设计 1 第第一一章章 总总说说明明 1 1 项目项目名称名称 实业有限公司大型沼气工程建设项目 1 2建设单位建设单位 实业有限公司 1 3建设目标建设目标 总体目标 对养殖场粪污进行综合处理和转化 改善环境 形成沼气及有 机肥产品 创造新的经济增长点 建成集粪污处理与沼肥利用为一体的能源生 态型工程项目 具体目标 年处理养殖场粪污水1 5万吨 年产沼气6 9万m3 主要用于县 某村朱家巷自然村80户村民供气 养殖场食堂用气及猪舍保温等 年产沼渣 肥 沼液肥1 417万吨 正常年销售收入61 43万元 1 4 建设内容及规模建设内容及规模 本项目占地面积共计1250m2 建设内容包括地埋拱形折流式沼气池2座 总容积700 m3 湿式储气柜1座 储气容积90m3 高效固液分离床 酸化调节池75m3 好 氧池80 m3 沉淀池120m3 沼气净化间 管理房共60m2 生物氧化塘1000m2及附属工 程设施等 主要设备包括沼气净化设备 沼液运输车 沼气供户设备 泵及配 电 消防和防雷设备等 1 5 建设地址建设地址 本项目场址位于县某村 自然防疫条件优越 场区生产区和生活区布局合 理 生产设施完整先进 管理规范科学 是建设大型沼气工程项目的理想选址 大型沼气工程建设项目初步设计 2 1 6 建设期限建设期限 本大型沼气工程建设期限为6个月 本项目计划2014年建成并达产 可解决实业有限公司的粪水处理问题 同 时提供洁净的可再生能源 沼气以及发酵处理后的高效有机肥 1 7 建设标准建设标准 1 农业大中型沼气工程的建设标准遵循安全实用 经济合理 因地制宜 的原则 根据工程规模 建 构 筑物用途 建筑场地条件等需要确定 2 农业大中型沼气工程的建筑物采用砖混结构 轻钢结构为主 内外装 饰应经济实用 与周围环境相协调 3 生产用房建筑面积应根据工艺要求合理确定 4 净化间 办公用房等应设置照明 通风 给排水设施 5 农业大型沼气工程的厌氧反应器 宜采用钢筋混凝土结构或钢制结构 6 固液分离床 沉淀酸化池 拱形折流式沼气池等各类水池应根据设计 要求可采用砖混结构 钢筋混凝土结构或钢制结构 7 农业大中型沼气工程中所应用的设备 设施应优先选用国产可靠产品 8 农业大中型沼气工程的生产管理及控制水平 应根据建设规模 经济 条件等综合因素合理确定 尽可能实行自动化或半自动化控制 1 8 建设单位基本情况建设单位基本情况 实业有限公司位于江西省南昌市县某村 占地面积30亩 是集优质种猪 商品猪养殖生产 水产养殖 果蔬种植及其销售为一体的多元化种养殖企业 公司年出栏商品猪5000余头 因此项目粪污量充足 大型沼气工程建设项目初步设计 3 公司现有职工10人 具有高级技术人员1人 中级技术人员2人 并聘有多 名全国 省内著名畜牧专家担任顾问 公司现已有总资产660万元 年总收入5 30万元 利润总额98余万元 1 9 设计主导思想设计主导思想 1 以养殖场总体规划及畜牧业专业规划为依据 2 执行国家关于环境保护的政策 符合国家的有关法规规范及标准 3 采用先进 成熟的技术和设备 保证工程质量 运行稳定 管理方便 灵活 尽可能实现自动控制 减轻日常工作强度 提高管理水平 4 妥善处理和处置生产过程中产生的沼渣 沼液 废水 防止二次污染 5 降低能耗和成本 减少工程总投资 充分发挥项目的社会 经济和环 境效益 6 合理布局 精心布置 减少占地 提高土地利用率 大型沼气工程建设项目初步设计 4 第第二二章章 总总平平面面设设计计说说明明 2 1 设计依据设计依据 1 大型沼气工程的总体布置应考虑到养殖场远期生产规模扩展的可能性 如有必要 应依此设计分期建设方案 2 总体布置应满足大型沼气工程工艺的要求 布置紧凑 便于施工 运 行和管理 应结合地形 气象和地质条件等因素 经过技术经济分析确定 3 竖向设计应充分利用原有地形坡度 并达到排水畅通 降低能耗 土 方平衡的要求 4 构筑物的间距应紧凑 合理 并应满足施工 设备安装与维护 安全 的要求 5 附属建筑物宜集中布置 并应与生产设备和处理构筑物保持一定距离 6 厌氧反应器 储气柜 输气管道的设计及防火要求见相关规定 7 各种管线应全面安排 避免迂回曲折和相互干扰 输送污水 污泥和 沼气管线布置应尽量减少管道弯头 以减少能量损耗和便于清通 各种管线应 用不同颜色加以区别 8 大型沼气工程应设围墙 栏 9 各建筑物和构筑物群体效果应与周围环境相协调 10 主要畜禽污水处理设施应设置溢流口 排泥管 排空阀和检修人孔 厌氧反应器和贮气柜应设有安全窗 确保装置正常运转 11 应设置给水和排水系统 拦截暴雨的截水沟和排水沟应与场区排水通 道相连接 12 应配置简单的化验设备和必要的仪器 仪表 自动控制设备及沼气流 量计 大型沼气工程建设项目初步设计 5 13 处理构筑物和贮气柜应设置护栏等安全设施 护栏高度不宜低于1 1 m 14 大型沼气工程应有保温防冻措施 15 大型沼气工程供电应按三类负荷设计 站区内设置操作控制间 独立 的动力和照明配电系统 16 大型沼气工程的安全 防爆 防雷与接地参照GB12801 GB50028 GBJ50016 2010 GB50057 GBJ65等的相关规定执行 2 2 场区条件场区条件 2 2 1 现场勘查现场勘查 经技术人员到现场进行勘察得知 实业有限公司位于县某村 沼气工程建 设地点位于该公司生猪养殖场内 周边有农田 苗圃林及蔬菜基地 水塘等 便于对沼气 沼渣和沼液的应用和处置 养殖场区已实现三通 即路通 水通 电通 具备沼气站建设的基本条件 项目建设地通讯便捷 无线通讯信号覆盖率达100 对于地质情况 经技术人员测量后得知 当地土质为粘性土 地基承载力 较好 能够满足建筑需要 2 2 2 场区选址场区选址 大型沼气工程的选址应符合养殖场整个生产系统的规划和要求 并应根据 以下因素综合考虑确定 1 在畜禽养殖场和附近居民区主导风向的下风侧 2 在畜禽养殖场的标高较低处 3 有较好的工程地质条件 4 满足防疫要求 5 有方便的交通运输和供水供电条件 大型沼气工程建设项目初步设计 6 结合上述因素 经过现场踏勘 最终确定本项目建设地点选择条件适宜的 县某村的生猪养殖场内 2 2 3 自然条件自然条件 1 地理位置 县地处赣西北 属省会南昌市郊县 东邻湾里区 南接高安市 西南与奉 新县相连 西北与靖安县接壤 东北与永修县毗邻 105国道纵贯县域 京九 铁路 昌九高速公路擦境而过 县区位交通便捷 京九铁路 昌九高速公路擦 境而过 县城距南昌市区仅30分钟车程 距昌北国际机场20分钟车程 距江西 最大外运港口九江和国际名山庐山60分钟车程 全面融入了南昌半小时经济圈 和临空经济圈 2 气候条件 县属中亚热带湿润性季风气候 四季分明 气候温和 雨量充沛 光照充 足 土地肥沃 无霜期长 年平均温度17 3 年平均降水量1622mm 全年 无霜期270天 日平均气温稳定通过10 的积湿为5500度左右 达235天 2 3 平面布置原则平面布置原则 沼气站平面布置应遵循以下原则 1 要求满足人流 生产和参观人员流动 物流 原料 煤炭 碳渣和 沼渣沼液的运输 和能流 沼气输配和发电 这 三流 的安全性 独立性和合 理性 2 要求满足沼气站同站外的养殖场整体环境风格 养殖场周边整体环境 风格和业户的企业文化理念等大环境的协调统一 3 本着节省投资 布置紧凑 工艺流畅 便于建设实施的原则 按功能 区分布置 一次规划用地 充分考虑到业主远期发展的需要 大型沼气工程建设项目初步设计 7 2 4 道路及绿化道路及绿化 为节省占地面积 减少投资 沼气处理站内的车行道与站区保持一致 人 行路宽1 5m或2 0m 铺装人行道板 道路能满足防火及运输要求 沼气站路 面坡度控制在0 5 左右 使雨水能及时排出沼气站 保证沼气站内不积水 主要道路两侧设绿篱 距绿篱1米处种植乔木 其它空地铺草坪 大型沼气工程建设项目初步设计 8 第第三三章章 工工艺艺设设计计说说明明 3 1工艺设计工艺设计依据依据 3 1 1 相关国家法律 法规和政策相关国家法律 法规和政策 1 中华人民共和国环境保护法 2 中华人民共和国水污染防治法 3 中华人民共和国水污染防治法实施细则 4 中华人民共和国畜牧法 5 畜禽养殖污染物防治管理办法 6 中华人民共和国农业技术推广法 7 中华人民共和国可再生能源法 8 中华人民共和国节约能源法 9 中华人民共和国循环经济法 10 资源综合利用条例 11 中华人民共和国电力法 12 中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议 13 中共中央国务院关于积极发展现代农业扎实推进社会主义新农村 建设的若干意见 14 全国生态环境保护纲要 15 可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法 16 关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见 17 可再生能源发展专项资金管理暂行办法 18 国家鼓励的资源综合利用认定管理办法 大型沼气工程建设项目初步设计 9 3 1 2 相关规范与标准相关规范与标准 1 大型沼气工程技术规范 NY T 1220 2006 2 建设工程勘察设计管理条例 国务院令第293号 3 规模化畜禽养殖场大型沼气工程设计规范 NY T 1222 2006 4 畜禽养殖业污染物排放标准 GB18596 2001 5 环境工程设计手册 水污染防治卷 6 有机肥料标准 NY525 2002 7 砌体结构设计规范 GB50003 2001 8 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 9 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 10 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 11 建筑抗震设计规范 GB50011 2010 12 室外排水设计规范 GB50014 2006 13 建筑设计防火规范 GB50016 2010 14 钢结构设计规范 GB50017 2003 15 供配电系统设计规范 GB50052 2009 3 1 3 其它依据其它依据 1 实业有限公司大型沼气工程建设项目可行性研究报告及批复文件 2 我公司部分同行业 同工艺工程实例 3 2 工艺工艺方案设计方案设计原则原则 3 2 1 技术先进性 可靠性和适应性原则技术先进性 可靠性和适应性原则 1 根据业主提供的实际情况 选择最先进的工艺方案 2 根据当地的实际情况 选择有成功案例的工程方案 确保工程可以 长期稳定运行 大型沼气工程建设项目初步设计 10 3 根据业主经济条件和操作人员技能水平 选择最适宜的方案 便于 实际运行和维护 3 2 2 经济效益最大化原则经济效益最大化原则 1 在保证技术先进性的基础上 优化工艺和各个单元设计 降低一次 性投资 确保最佳性价比和最短的投资回收期 2 遵循循环经济理念 对整个场区进行能流 物流分析和设计 确保 大型沼气工程为企业带来整体最大效益 3 2 3 环境和社会效益最大化原则环境和社会效益最大化原则 1 对产品 沼气 沼渣 沼液 进行充分利用 并注重外观设计和绿 化美化 使站区与场区总体环境协调统一 2 设计和实施过程中遵守国家及地方有关法律法规和产业政策 保证 工程符合地方环境 经济和社会发展规划 并发挥示范作用 带动地方经济和 社会发展 3 3工艺设计工艺设计方案方案选择选择 本项目选择能源生态型大型沼气工程建设模式 能源生态型大型沼气工程的主要目标是对猪场粪污进行资源化处理 其产 品包括沼气及后续产品 沼渣和沼液 其特点是资源利用率较高 环境和经济 效益显著 但要求建设工程具备沼渣 沼液肥的商品转化能力或工程周边土地 对沼渣 沼液具有足够的消纳能力 从经济效益角度看 由于能源生态型大型沼气工程实现了资源化利用 将 粪污中有机质变为沼气并作为能量回用 因此可获得可观的经济效益 从国际 政策支持角度看 世界银行 亚洲开发银行 CDM组织都对能源生态型大型 沼气工程给予了大量资金援助 从国内政策支持角度看 国家发改委 农业部 环保总局和各地政府均对能源生态型大型沼气工程提供了大量政策支持和资 金支持 从业内专家角度看 欧洲 美国 日本的生物质能专家近十几年致力 大型沼气工程建设项目初步设计 11 于生态型工程研究开发 国内专家 学者也在近几年致力于引进 开发生态型 大型沼气工程技术 因此能源生态型大型沼气工程成为目前的主流发展方向和 最佳选择 本项目粪源充足 且项目周边有足够的农田 苗圃林及山林等土地来消纳 沼气工程所产沼渣沼液 鉴于项目实际情况 拟采用能源生态型模式建设该大 型沼气工程 采取粪污预处理 常温地埋式厌氧发酵 三沼 利用的工艺技术 方案 粪污预处理 养猪场污水通过管道自流到沼气站 粪污先经过固液分离床 以清除污水中稻草等较大的杂物后 再进行污水的水解酸化调节 污水经调 节后进入厌氧发酵池 厌氧消化 自流入地埋式厌氧发酵池的粪污水 通过甲烷菌去除污水中的 COD 产生沼气储存于湿式气柜内 厌氧发酵后的沼液及沼渣排放至出料池 内 沼液溢流进入沉淀池内 最终储存于生物氧化塘中用于周边农田及山林施 肥 三沼 利用 沼气主要用于供户 食堂及栏舍保温使用 沼液和沼渣主要 用于周边农田 蔬菜基地 苗圃林等的施肥 3 4 工艺工艺设计说明设计说明 3 4 1设计规模分析设计规模分析 据现场考察统计 猪场生猪平均年存栏量约2800头 据养殖场经验值 平 均每头猪产生的鲜粪量为2kg d 猪尿及洗栏废水约15kg d 即养殖场平均每 天产生的鲜粪量为5 6吨 d 污水量42吨 d 干粪清除率70 参照设计规范 取折流式厌氧发酵工艺 水力滞留期为15天 有效容积90 则厌氧发酵池的容积为42 d 15d 0 9 700m3 项目日产沼气189m3 沼气主 要用于周边80户居民供气 其余用于猪场保温及食堂使用 依据沼气工程设计 大型沼气工程建设项目初步设计 12 规范及可研批复文件要求 可取储气规模为90m3 即储气柜的储气容积约为 日产沼气的48 储气容积可满足储气需要 3 4 2经济效益分析经济效益分析 参照 实业有限公司大型沼气工程建设项目可行性研究报告批复文件 对 该工程进行工艺设计 工程建设总投资为174 49万元 预计项目达产后年产沼 气6 9万 m3 年产沼渣 沼液1 417万吨 年收入61 43万元 3 5 工艺流程图工艺流程图 沼渣 沼液 图例 场区污水 固体粪渣 沼 液 沼 气 图3 1 工艺流程图 3 6 工艺流程说明工艺流程说明 场区污水经过污水引入沟进入固液分离床 污水进入固液分离床去除污水 中的稻草及其它大颗粒杂物 过滤悬浮物 粪污经固液分离床后进入酸化池 场区污水 固液分离床 折流式厌氧发酵池沉淀池 脱水 脱硫 沼气储存 沼气流量计变频增压 阻火器沼气利用 氧化塘 干清猪粪 外运施肥 堆积发酵 沼液肥利用 酸化调节 好氧池 大型沼气工程建设项目初步设计 13 污水在酸化池进行水解酸化调节后自流至地埋拱形折流式沼气池内进行常温厌 氧发酵 厌氧发酵产生的沼液和沼渣排放至出料池中 沼液经出料池溢流至沼 液存储池中 用泵提升至沼肥车运到周边农田及山林灌溉施肥 发酵所得沼气 主要用来供户使用 其余的用于食堂使用及猪舍保温 拱形折流式沼气池产生的沼气先储存在湿式气柜 使用时经过气水分离器 脱硫塔等一系列净化处理 最后输送至居民供气系统 3 7 设计参数设计参数 1 鲜粪 6 5吨 d 2 污水量 42吨 d 3 污水TS浓度 1 39 4 池容产气量 0 3m3 m3 d 5 原料产气率 0 27 3 kg TS 6 池容率 90 7 发酵温度 12 25 8 厌氧池物料滞留期 15d 9 储气柜容积 日产气量的48 10 年产沼渣量 715 4吨 11 年产沼液量 13450吨 3 8 三沼利用三沼利用 说明说明 在发酵池内通过产乙酸菌和甲烷菌进行厌氧发酵 产生的沼气 沼渣及沼 液如果直接排放 都会对周围的环境产生一定的污染 而厌氧反应器处理直接 达到排放要求也存在一定的难度 对厌氧反应器处理后所产生的沼气和沼渣以 及沼液进行综合利用可以变废为宝 最大限度地处理工程的经济 社会和环境 效益 大型沼气工程建设项目初步设计 14 3 8 1 沼气利用方案沼气利用方案 沼气是一种优质的生物气体能源 在标准状态下 0 101 325KPa 每方沼气可产生热量约为5500Kcal 23 1MJ 沼气可用 于集中供气 食堂使用等 1 沼气供户 沼气是一种高效且清洁的可再生能源 可减轻农村妇女的家务劳动强度 告别烟熏火燎 提高生活质量 享受现代文明 该项目与长山晏乡新居村朱家 巷自然村98户居民签订了沼气供户协议 既能为当地居民创造方便 清洁的生 活条件 又能为建设单位带来经济效益 按照每个五口之家平均日需沼气量为 1 8m3计 则80户居民日需沼气量为144m3 根据所签协议 本项目所产沼气应 首先满足这80户居民日常用气 2 沼气站运行自用及食堂使用 本项目产生沼气除沼气站运行用气外优先选择为村民供气 剩余沼气用作 养殖场食堂炊事使用以及冬天猪舍保温 3 沼气应急燃烧 3 1沼气应急燃烧装置 3 1 1设置沼气应急燃烧装置的必要性 沼气的主要成分为50 65 的甲烷与30 50 的二氧化碳 同时还含有水蒸气 硫化物 氮化物等上百种成分 尽管沼 气是一种使用方便的清洁能源 但使用不当也会造成一定的安全隐患和污染问 题 空气中如含有8 6 20 8 按体积计 的沼气时 就会形成爆炸性的混合气体 当空气中甲烷的 含量达到25 30 时 人会头痛 头晕 乏力 注意力不集中 呼吸和心跳加速 若不及时 大型沼气工程建设项目初步设计 15 远离 可致窒息死亡 若空气中甲烷含量超过45 50 以上时就会因严重缺氧而出现呼吸困难 心动过速 昏迷以致窒息而死亡 另外 甲烷是一种不可忽视的温室气体 以单位分子数 也就是同体积 而 言 甲烷的温室效应比二氧化碳大25倍 当沼气产量过剩或者沼气利用设备出现故障需要维修时 沼气不能直接排 放到空气中 因此需要设置沼气应急燃烧装置以避免大气污染及爆炸危险 3 8 2 沼液及沼渣沼液及沼渣 经过发酵 养殖粪污中的大部分寄生虫卵 病毒和细菌被杀灭 而氮 磷 钾等常量元素 钙 铁 铜 锌 锰 钼等微量元素及氨基酸 生长素 赤 霉素 纤维生素酶 单糖 不饱和脂肪酸等植物生长所需的营养元素则保留在 沼液沼渣中 使之成为一种养分齐全 缓速兼备 肥劲稳长的优质有机肥 是 无公害农产品 绿色食品的最佳用肥 1 果树施用沼肥方案 果树施用沼肥要根据不同品种 树龄采取不同方法 幼树施用沼肥要结合 扩穴 以树冠滴水为直径向外呈环形开沟 沟内施肥 以后每年施肥要错位开 穴 并且每年向外扩展 以增加根系吸收范围 充分发挥肥效 挂果树施用沼 肥 要按辐射状开沟 并轮换错位 开沟不宜太深 不要损伤根系 施肥后覆 土 实践证明 果树长期用沼肥根部施肥 树势茂盛 叶色浓绿 病虫害明显 减少 抽梢整齐 幼果脱落较少 果实味道纯正 产量比施化肥或普通有机肥 明显提高 沼渣一般作为果树基肥施用 沼液一般用作果树追肥施用 据报道 果树 一年要追好四次肥 即花前肥 花后肥 果实膨大和花芽分化肥 秋梢停止生 长肥 以每亩果树平均每年施用一次沼渣基肥2 25吨 施用四次沼液追肥 平 均每次2 5吨计 每亩果树平均每年消耗2 25吨沼渣肥和10吨沼液肥 2 农田施用沼肥方案 大型沼气工程建设项目初步设计 16 沼渣沼液肥可为农田作物提供优质速效有机肥 实践证明 连年施用沼肥 可有效增加土壤中的有机质 提高农作物抗病能力 提高产量和质量 根据 当地农业种植习惯 按每年种植两季作物 每季一次基肥 2 5吨沼渣 两 次追肥 共约5吨沼液 计 每亩农田每年可消纳5吨沼渣 10吨沼液 实业有限公司周边有1500余亩农田 1200余亩山林 60余亩苗圃等 每年 可消纳沼渣约1 03万吨 沼液约2 76万吨 本项目工程实际年产沼渣肥1022吨 沼液肥1 92万吨 因此该项目的沼渣沼液基本可由当地消纳 不存在市场问 题 同时 项目配有沼肥运输车 可以通过沼肥车将部分沼肥运输至乡里其他 村庄的农作物施肥 大型沼气工程建设项目初步设计 17 第第四四章章 工工艺艺单单元元及及配配套套设设施施设设计计 4 1 工艺单元设计工艺单元设计 本工程为新建工程 沼气站总占地面积约为1250m2 按使用功能分区 可划分为粪污预处理区 厌氧发酵区和 三沼 处理区三大部分 本次工程设计 的主要内容包括 固液分离床 酸化调节池 计量池 拱形折流式沼气池 湿 式储气柜 沉淀池 好氧池 氧化塘 沼气净化系统 沼气利用系统 沼气工 房等 4 1 1 预处理单元预处理单元 根据猪场的合理规划 实行雨污分流 避免雨水进入沼气工程 粪污预处 理单元包括固液分离床及酸化调节池 根据拱形折流式沼气池日需处理粪污量 确定固液分离床的容积 污水进入固液分离床去除污水中的稻草及其它大颗 粒杂物 过滤悬浮物 粪污经固液分离床后进入酸化池 污水在酸化池进行水 解酸化调节后自流至地埋拱形折流式沼气池内进行常温厌氧发酵 1 固液分离床 设计尺寸 4 5 5 0 7m h 总容积 15m3 数量 1座 结构 地上 砖混 防腐防渗处理 2 酸化池 设计尺寸 3 9 7 2 2 m h 总容积 60m3 数量 1座 结构 地下砖混 防腐防渗处理 4 1 2 消化处理单元消化处理单元 拱形折流式沼气池2座 采用地埋式常温发酵工艺 并在隔墙过水洞设有 软性填料 总容积为350 m3 2座 700 m3 大型沼气工程建设项目初步设计 18 结构 地埋式钢砼结构 防腐防渗处理 水力停留时间 15d 发酵温度 常温 4 1 3 沼渣 沼液储存单元沼渣 沼液储存单元 拱形折流式沼气池厌氧发酵产生沼渣 沼液进入沉淀池 沼液溢流至沼液 暂存池后进入生物氧化塘 1 沉淀池 设计尺寸 6 5 8 5 2 2 m h 总容积 120m3 数量 1座 结构 地下砖混 2 好氧池 设计尺寸 5 2 7 2 2 m h 总容积 80m3 数量 1座 结构 地下砖混 3 生物氧化塘 数量 1座 总面积 1000m2 结构 防渗砼结构 4 1 4 沼气净化单元沼气净化单元 由于发酵产生出来的沼气中含有水分和H2S 直接进入沼气利用设备会腐 蚀设备 所以必须经过处理 沼气净化系统主要包括气水分离器 脱硫净化塔 阻火器 站内凝水器 沼气流量计 沼气增压系统等 1 主要设备 1 气水分离器 沼气管道最靠近厌氧发酵池的位置 沼气温降值最大 产生的冷凝水最多 因此在此处设置一台气水分离器 2 脱硫净化塔 沼气利用系统中必须设置脱硫装置 使沼气中的H2S含量低于0 009 本 项目选用2台干式脱硫塔 大型沼气工程建设项目初步设计 19 3 阻火器 本项目共选用1台管道型干式阻火器 4 沼气流量计 本项目共选用1台LWGQ50型沼气流量计 5 变频增压系统 本项目共选用1台2BH1300 7AH16型变频增压系统 2 配套构筑物 沼气净化间 尺寸 5 12 4 0m h 数量 1座 结构形式 地上砖混 4 1 5 沼气贮存单元沼气贮存单元 由于产气量和用气量经常不平衡 及受用气设备的影响 所以必须设置贮 气柜进行调节 本项目设计为低压湿式贮气柜 设计压力为6kpa 1 沼气贮存系统包括 贮气浮罩 水封池等 2 贮气柜容积确定 本项目沼气作为供户及养殖场自身使用 根据 规模化畜禽养殖场沼气工 程设计规范 的规定以及项目可研批复要求 确定贮气浮罩容积为90m3 为 日产气的48 贮气浮罩设计尺寸 6 3 2m h 储气容积 90m3 数量 1座 结构 钢丝网及混凝土 水封池设计尺寸 7 3 2m h 容积 123m3 数量 1座 结构 半 地上式砖混 3 贮气柜布置在气源附近 4 贮气柜设有防止过量充气和抽气的安全装置 放空管管口处布置阻 火器 5 贮气柜水封池设置进水管和溢流管 大型沼气工程建设项目初步设计 20 4 1 6 沼气供户单元沼气供户单元 站外沼气输送管道选用聚乙烯管埋地敷设 管沟埋挖深在0 6m以下 输 气主管网要以最小阻力选定 保证每家每户有足够的压力用气 根据经验 从 沼气站到输气主网管要保持5000Pa的压力 由主管网到农户灶前压力为1600Pa 输配管网最低点和接头处设置集水装置 及时排除管网冷凝水 可以保证供 气压力的稳定和输配气管路的畅通 环状管网的交接处要设置凝水井 主要设备包括双眼沼气灶 IC卡表 室内管道 阀门 燃气泄露报警装置 等 项目配有IC卡表及双眼沼气灶80套 站外输气主管网约2200米 4 2 配套设施配套设施 4 2 1 站外道路站外道路 站外道路就近接入养殖场道路 4 2 2 站外供电站外供电 站外供电就近由市政供电网路接入 设计单位提供站区总用电负荷参数 由业主单位向当地供电局审批规划接入 4 2 3 给排水设计给排水设计 1 设计依据 设计依据 1 建筑给水排水设计规范 GB50015 2003 2 住宅设计规范 GB50096 2003 3 室外给水设计规范 GB50013 2006 4 室外排水设计规范 GB50014 2006 5 建筑灭火器配置设计规范 GB50140 2005 2 设计范围 设计范围 建设区域内总体给排水 沼气净化系统 预处理系统以及各单体生产给排 水及消防 3 消防给水排水 消防给水排水 大型沼气工程建设项目初步设计 21 不设室内消防栓 设有必要的足够数量的干粉或泡沫灭火器 厂内有完整 的污水管网 消防水可以就近排入 4 场区给水 场区给水 站区生产 生活 消防用水由厂内自备水井作为水源 通过给水管网供给 消防给水管同生产 生活给水管共用 根据 建筑设计防火规范 GB50016 2006的要求 站内设室外消防给水系统 考虑同一时间内发生一次火灾 一次 灭火用水量为15L S 火灾延续时间按3小时计 给水主管经水表井后引入各用 水点 由于厂区占地较少 且用水量较小 给水按枝状管网设计 站区共设室 外地上式消火栓1处 4 3 仪器设备选购仪器设备选购 仪器设备选型原则 1 充分利用现有设备 设施 发挥整合效果 提高综合配套能力 填平 补缺的原则 2 设备性能优良 技术先进 安全可靠 经济适用的原则 3 功率与生产规模相适应 并预留一定负荷的原则 新增仪器设备选购清单见第二部分主要设备及材料表 4 4附图附图 详见第四部分图纸部分 大型沼气工程建设项目初步设计 22 第第五五章章 建建筑筑及及结结构构设设计计 5 1 建筑设计建筑设计 5 1 1 主要规范主要规范 建筑设计防火规范 GBJ50016 2006 建筑采光设计标准 GB T50033 2001 建筑地面设计规范 GB50037 96 工业建筑防腐蚀设计规范 GB50046 2008 建筑防雷设计规范 GB50057 2010 建筑制图标准 GB T50104 2001 建筑内部装修设计防火规范 2001年版 GB50222 95 5 1 2 设计标准设计标准 建筑耐火等级为二级 5 1 3 设计内容设计内容 本工程为新建工程 主要内容包括 固液分离床 集污池 调配池 CST R厌氧发酵罐 拱形折流式沼气池 湿式储气柜 沼液存储池 沼气净化系统 沼气利用系统 沼气工房等 5 2 结构设计结构设计 5 2 1 主要规范主要规范 砌体结构设计规范 GB50003 2001 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 建筑抗震设计规范 GB50011 2010 室外排水设计规范 GB50014 2006 大型沼气工程建设项目初步设计 23 建筑设计防火规范 GB50016 2010 钢结构设计规范 GB50017 2003 供配电系统设计规范 GB50052 2009 建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068 2001 给水排水工程构筑物结构设计规范 GB50069 2002 工程结构可靠度设计统一标准 GB50153 2008 建筑抗震设防分类标准 GB50223 2008 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 CECS138 2002 5 2 2 设计标准设计标准 本工程设计建筑结构的安全等级为二级 本工程各项建构筑物主体结构的设计使用年限为50年 本工程钢筋混凝土结构构件的裂缝控制等级为三级 最大裂缝宽度限值为 0 2mm 建筑结构的地基基础设计等级为丙级 本工程建筑抗震设防类别属丙类建筑 抗震设防烈度为6度 5 2 3 设计内容设计内容 本工程生产性构筑物拱形折流式沼气池 湿式气柜采用钢砼结构 生物氧 化塘采用防渗膜结构外 其余均采用砖混结构 5 2 4 设计说明设计说明 1 本设计若在甲方未提供工程地质勘察报告条件下进行 要求甲方补做 2 按地基承载力标准值 150KPa进行主要水工构筑物设计 甲方严格必 须按程序进行地质勘察 若地基承载力标准值 达不到设计值 由甲方委托专 业单位提出加强 加固设计 实施后确认地基承载力标准值达到设计值后 方 可进行土建施工 大型沼气工程建设项目初步设计 24 3 施工前应进行普探工作 查明建筑场地内的墓穴 渗井 暗沟等分布 4 材料 混凝土 垫层采用C15 池体采用C25混凝土 砖砌体 机制免烧砖 MU10 水泥砂浆M10砌筑 为保证砌体耐久性 闭水性 水池砖砌体应双面做防水砂浆五层做法 厚度30 mm 5 钢筋保护层厚度 底板下层 池壁迎水面40 mm 其余25 mm 钢筋锚固长度40 d 底板双层钢筋网的有效高度应严格保证 6 所有预埋套管做法见 S312 并与工艺及水专业配合施工 必须保 证位置准确 不得遗漏 禁止事后剔凿 7 所有预埋件钢材表面均需严格除锈 并刷二道红丹防锈底漆 二道防 锈面漆 8 基槽开挖应作好降排水工作 9 池底及池壁混凝土原则上要求一次性浇注 如有困难 可设水平施工 缝 参见大样 不允许设置垂直施工缝 大型沼气工程建设项目初步设计 25 第第六六章章 电电气气 防防雷雷及及通通风风设设计计 6 1 设计依据设计依据 工艺提供的电气负荷资料 工业用电设计技术规定 供配电系统设计规范 通用用电设备设计规范 其他相关文件资料 6 2 设计范围设计范围 本工程设计范围包括厂区内供电 配电及电气设备控制设计 电源外线工 程的电气设计不在本设计范畴 6 3 供电电源与供电负荷供电电源与供电负荷 本沼气站所有用电设备电压等级均为380 220伏 单台容量最大2 9kW 装 机容量为7 63千瓦 年用电量总计13239kW h 用电设备的电气负荷情况如6 1所示 表6 1 大型沼气工程用电设备的电气负荷一览表 序号设备名称 单机功率 kW 数量 装机功率 k W 每天运行时 间 h 每天用电量 kW h 1沼液泵2 922 91 54 35 2变频增压机0 420 81512 3监控系统0 3310 33247 92 5照明212612 合计5 636 0336 27 6 4 控制与保护控制与保护 保护设定 380V进线设短延时电流速断 过电流保护 动作于断路器跳 闸 变压器设电流速断 过电流 超温保护 动作于断路器跳闸 大型沼气工程建设项目初步设计 26 控制 站内设置电控柜 站内各电气设备的开启与停止均可通过电控柜来 进行控制 低压元器件选用性能可靠 技术较为先进的开关设备作为低压设备的保护 与控制 6 5 照明照明 除沼气净化间照明采用防爆灯和室外防水开关外 其他工房均采用普通节 能灯和室内普通开关 6 6 防雷与接地防雷与接地 为防止直击雷 在湿式气柜顶部设避雷针 为防止雷电侵入波对电器设备的破坏 电器设备外壳 电缆桥架等设备均 与接地网相连 接地电阻不大于4欧 6 7 通风通风 全厂建 构 筑物的通风采用全面换气和局部换气两种 全面换气采用外 墙或窗上百叶窗通风的方法 局部排气仅考虑室内湿 毒 热气体的排放 互 不串连 大型沼气工程建设项目初步设计 27 第第七七章章 安安全全 节节能能 防防震震及及消消防防 7 1 安全生产安全生产 本工程设计采取了以下措施 以确保厂区的安全生产和运行管理人员的劳 动保护 1 各生产构筑物均设便于操作和行走的操作平台 走道板及安全护栏 扶手 2 各种用电设备均按国家的有关标准作好接零接地保护 为防止直击雷 在综合楼屋顶局部设防雷避雷带 个别构筑物顶或边角设避雷针 变压器中 心点直接工作接地 保护接地与其共用一组接地网 接地电阻不大于10欧 电 器设备外壳 电缆桥架等设备均与接地网相连 3 电气设备及机械设备的布置注意留足够的安全操作距离及空间 4 在本设计中设有超越 溢流等管道 防止事故时造成危险 5 在有建筑的生产车间设有通风设备 保证工人生产安全 6 在运行前制定相应的安全规程 操作人员上岗前进行必要的专业技术 培训 以确保正常运转 7 一定程度的自动控制 降低劳动强度 尽量避免直接接触废水及有毒 有害液体和气体 7 2 节能节能 我国能源和水资源都十分紧张 因此在工程设计中考虑如何节约和有效的 利用能源及资源是具有很重要的意义 7 2 1 生产工艺过程节能设计生产工艺过程节能设计 1 总图布置上 采用集中布置 缩短供料与供能的距离 减少管网长度 减少沼气中途的消耗 从工艺流程设计上考虑使物流 能源供应便捷合理 大型沼气工程建设项目初步设计 28 2 在生产过程中 沼渣可进行综合利用 生产选择节能的设备 综合利 用热能 水 电 减少能耗 7 2 2 配电与照明工程节能配电与照明工程节能 供电设备选用节能型电力变压器及照明灯具 供电系统根据需要和可能 用电负荷尽量集中布置 且接近变电所 缩短低压送电距离 可有效降低系统 电力输送过程中的电能损耗 7 2 3 废水的利用废水的利用 养殖场废水直接排入沼气池中处理 节约了用水 经处理后综合灌溉利用 7 3 防震防震 本工程建筑抗震设防类别属丙类建筑 抗震设防烈度为6度 1 在选择建筑场地时 应根据工程需要 掌握地震活动情况 工程地质 和地震地质的有关资料 对抗震有利 不利和危险地段作出综合评价后 确定 是否提出场地避开要求 不应在危险地段建造建筑物 2 建筑物在进行地基和基础设计时应注意几点 不宜将同一结构单元的 基础设置在性质截然不同的地基上 不宜将同一结构单元部分采用天然地基 部分采用桩基 当地基土为软弱粘性土 液化土或严重不均匀土时 应估计地 震时地基不均匀沉降或其他不利影响 并采取相应的措施 3 非结构构件自身及其与结构主体的连接 应进行抗震设计 4 附着于楼 屋面结构上的非结构构件 应与主体结构有可靠的连接或 锚固 避免地震时倒塌伤人或砸坏重要设备 5 围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响 避免不合理的设置而导 致主体结构的破坏 6 抗震结构对材料和施工质量的特别要求 应在设计文件上注明 7 结构材料性能指标 应符合下列最低要求 大型沼气工程建设项目初步设计 29 1 砌体结构材料 烧结普通粘土砖和烧结多孔砖的强度等级不应低于 Mu10 其砌筑砂浆强度等级不应低于M5 2 混凝土结构材料应符合下列规定 混凝土的强度等级 对建筑物其 框架柱 框架梁 节点核芯区 不应低于C25 构造柱 芯柱 圈梁与其他各 类结构不应低于C20 3 普通钢筋宜优先采用延性 韧性和可焊性较好的钢筋 普通钢筋的 强度等级 纵向受力钢筋宜选用HRB335级热轨钢筋 箍筋宜选用HRB335和H PB235级热轨钢筋 8 在施工中 当需要以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢 筋时 应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算 并应满足正常使用极限 状态和抗震构造措施要求 7 4 防火消防防火消防 1 厂区内所有建 构筑物均按二级耐火等级设计 其墙 柱 梁 板 楼梯等均采用非燃料体材料 在总图布置上各建筑物间按 建筑设计防火规范 要求 留有足够的防火间距 2 厂内设置的道路均满足消防车行驶要求 3 按国家室外给水设计规范要求 厂内设置足够的室外消火栓 消防给 水管道同生产 生活给水管道共用 呈环状布置 消防按同一时间内发生火灾 一次考虑 室外消火栓用水量为15L s 4 大型沼气工程内配备干粉灭火器 5 控制和防止电缆火灾蔓延 采取以下措施 主要动力电缆敷设在地下 电缆沟内 电缆刷防火涂料 电缆孔洞以耐火材料封堵 道路环通 满足消防 车的通行 大型沼气工程建设项目初步设计 30 第第八八章章 环环境境保保护护 8 1 设计依据设计依据 1 畜禽养殖业污染物排放标准 GB18596 2001 2 建设项目环境保护管理条例 国务院第253号令 3 地表水环境质量标准 GB3838 2002 4 恶臭污染物排放标准 2010年版 GB14554 93 8 2 主要污染物主要污染物 1 畜禽粪便收集发酵过程及运输途中 容易发生少量洒落 散发臭味 并可能成为微生物的载体 传播疾病 污染环境 2 畜禽粪便在经过完全的发酵后 一些产生臭味的物质 大多进行了 转化 降解 最终产品是不带有恶臭味的 但在发酵过程中 由于畜禽粪便大 多C N较低 而且其中氮元素的降解比碳元素的降解性大 因此 发酵过程中 产生的臭味是难免的 这些臭味对工作人员的嗅觉和中枢神经系统会造成较大 的损害 长期处于高浓度臭气的环境中 会使人烦躁不安 精神不振 嗅觉失 灵 工作效率降低 3 畜禽粪便在发酵腐熟过程中 会产生部分渗滤液 这部分渗滤液由 于浓度极高 需要妥善处理 8 3 治理措施治理措施 1 畜禽场应尽可能减少冲棚用水 降低畜粪水分 以利于清粪和处理 同时 畜禽粪便的运输应妥善安排 防止散落 2 采用先进的发酵腐熟工艺和密闭式的发酵设备 并从调节物料配比 控制发酵条件出发 最大限度减少臭气的产生 大型沼气工程建设项目初步设计 31 第第九九章章 投投资资总总概概算算及及效效益益分分析析 9 1 总体经济技术指标总体经济技术指标 本概算根据可研批复及初步设计方案中各土建工程设施 仪器设备 工程 建设其他费用及预备费的全部投资 本项目占地面积共计1250m2 建设内容 包括地埋拱形折流式沼气池2座 总容积700 m3 湿式储气柜1座 储气容积90m3 固液分离床 酸化池总容积共75m3 沉 淀池120m3 好氧池80m3 沼气净化间 办公用房共60m2 生物氧化塘1000m2 及附属工程设施等 主要设备包括沼气净化设备 沼气供户设备 泵及配电 消防和防雷设备等 本项目建成投产后 年处理粪污量1 5万吨 年产沼气6 9万m3 沼渣715 4 吨 沼液1 345万吨 所产沼气用于供户和猪场食堂炊事及猪舍保温使用 沼 渣沼液作为有机肥料施用于农田及山林 9 2 概算编制依据概算编制依据 1 有关专业提供的图纸 设备清单及综合材料表和有关文字说明 采用 相关工程预算软件编制 2 执行农业部 农业工程初步设计报送文件的基本要求 3 绿化工程执行 江西省园林工程消耗量定额及单位估价表 2006 4 材料价格依据 南昌建设工程造价信息 2013年第8期价格信息及市场 价 5 2004年江西省建筑工程消耗量定额及统一基价表 6 2004年江西省装饰装修工程消耗量定额及统一基价表 7 2004年江西省建筑安装工程费用定额 8 2006年江西省市政工程消耗量定额及单位估价表 9 仪器设备按有关制造厂提供的报价 大型沼气工程建设项目初步设计 32 10 其他费用包括项目勘察设计费 招标费 工程监理费及建设单位管理 费等均按国家发改委和建设部有关收费标准执行 相关依据依次为 勘 察设计取费标准 2002年 计价格 2002 1980号 建设工程监理与 相关服务收费管理规定 的通知 发改价格 2007 670号 及财政部 关于 印发的通知 财建 2002 394号 9 3投资概算投资概算 本项目购置污水泵 沼气燃烧器 变频增压风机 净化设备及其他仪器设 备 所有仪器设备按厂家提供的价格估算 详见总投资概算表 本项目总投资174 49万元 其中土建工程费128 17万元 占项目总投资比 例为73 45 仪器设备购置费29 12万元 占项目总投资比例为16 69 项目 建设其他费用8 7万元 占项目总投资比例为4 99 预备费8 5万元 占项目 总投资比例为4 87 一 工程总投资概算表 一项目名称实业有限公司大型沼气工程建设项目 二建设单位实业有限公司 三建设地点县某村 四工程或费用名称单位数量投资概算备 注 一 一 建安工程建安工程 128 17128 17 1 折流式厌氧发酵池 m370057 44 2 沼气贮气柜 m3909 9