山东省博兴县洁源环保有限公司沼气发电工程可行性研究报告

卷册检索号YGF1211K山东省博兴县洁源环保有限公司沼气发电工程项目可研报告山东省阳光工程设计院有限公司二一二年三月山东省博兴县洁源环保有限公司沼气发电项目项目可研报告院长朱国栋总工李武生项目负责人付华辉山东省阳光工程设计院有限公司二一二年三月编制人员付华辉注册咨询工程师陈建萍注册咨询工程师李武生注册咨询工程师张传勇王明华宋洪珠韩培利修凯华郭彩娥刘强顾黎明孟树弘杜鹏高健张彬审核付华辉审定李武生目录第一章申报单位及项目概况311项目名称、项目承担单位概况312项目概况4第二章发展规划、产业政策和行业准入分析5221发展规划分析5222产业政策分析54第三章项目选址及土地利用5731项目选址及用地方案5732厂址选择合理性分析57第四章资源开发及综合利用分析5941资源开发方案5942资源利用方案6043资源节约措施分析61第五章节能方案分析6351用能标准和节能规范6352能耗状况和能耗指标分析6553节能措施6654企业能源管理情况6855节能分析69第六章建设用地和征地拆迁分析71第七章环境和生态影响分析7271建设地点环境现状7272主要污染源和污染物7273设计采用的环境保护标准7374污染防治措施7375环境影响分析7476环境投资估算7477结论与建议75第八章经济影响分析7681经济效益分析7682行业影响分析8083区域经济影响分析8184宏观经济影响分析81第九章社会影响分析8391社会影响效果分析8392社会适应性分析8593社会风险及对策分析85附表1、沼气发电工程总估算表2、财务评价指标汇总表3、资产负债表4、项目还本付息计划表5、项目总投资使用计划与资金筹措表6、固定资产折旧费估算表7、无形资产和其他资产摊销费估算表8、总成本费用估算表9、营业收入、营业税金及附加和增值税估算表10、利润和利润分配表11、项目投资现金流量表12、单因素敏感性分析附件附图1、YGF1211KZ01厂区地理位置图2、YGF1211KZ02厂区总平面布置图3、YGF1211KJ01工艺流程方框图4、YGF1211KJ02发电机进气系统图5、YGF1211KJ03余热回收系统图6、YGF1211KJ04脱硫系统图7、YGF1211KJ05发电机房平面布置图8、YGF1211KJ06发电机房立面图9、YGF1211KS01水量平衡图10、YGF1211KD01电气主接线图第一章申报单位及项目概况11项目名称、项目承担单位概况111项目名称山东省博兴县洁源环保有限公司沼气发电项目。112承担单位山东省博兴县洁源环保有限公司。113项目申请报告编制单位编制单位山东省阳光工程设计院有限公司。工程咨询等级火电甲级114项目性质清洁、高效可再生资源沼气发电项目。115承担单位地址山东省博兴县。116企业法人概况山东省博兴县洁源环保有限公司成立于2011年，由山东香驰集团投资承建。山东香驰集团成立于1989年，现有员工2500人，占地面积1776万平方米，总资产80亿元，下设香驰粮油、龙口粮油、香驰生物、御馨蛋白、御馨生物、天下五谷营销、健源生物、热能动力、洁源环保、香驰物流十个子公司，年加工大豆250万吨、玉米50万吨，年产大豆分离蛋白26万吨、组织蛋白18万吨、豆油23万吨、精炼油9万吨、各种粕类94万吨、玉米淀粉30万吨、果葡糖浆25万吨、汽200万吨、电19亿度，是中国食品工业百强企业、中国食品工业食用油行业十强企业、全国农产品加工业示范企业、农业产业化国家重点龙头企业、全国（第二批）循环经济试点单位、国家环境友好企业、全国粮油行业AAA级信用等级企业、全国诚信粮油企业、全国食用植物油加工50强企业、中国百佳粮食企业、省高新技术企业、省食品工业突出贡献企业、省劳动关系和谐企业。香驰集团以科学发展观为指导，秉承“自然予我，健康予你”的发展使命，坚持“求实创新，团结奋进”的企业精神和“诚信开拓市场，质量创造品牌”的经营理念，按照“一二三四五六”的战略思路，投资100亿元，以大豆和玉米两大产业为主，着力构建五大功能区，完善六大支撑体系，打造成为产业丰富、功能完善、布局合理、配套齐全的资源节约型、环境友好型农产品加工产业园。到2016年，实现销售收入600亿元，利税50亿元，进入中国企业500强，有两个板块上市，实现企业的快速裂变。本项目由山东省博兴县洁源环保有限公司全资建设。12项目概况121项目概况本项目拟建两台2MW及一台1MW发电机组，利用集团内各子公司的生产生活废水产生的沼气进行发电。主要建设内容储气柜至沼气发电机组的全部主辅生产工程和附属生产工程。122装机方案、机组选型1、装机方案按沼气产量50000M3/D，本工程沼气中的甲烷浓度按63计算，1标准立方米CH4低位热值为359MJ，国外沼气发电机组热耗率不大于98MJ/KWH（即每标准立方米CH4可发电不少于366KWH）。本项目所产沼气发电总功率为5000024633664800KW。本项目拟建设两台2MW及一台1MW沼气发电机组。2、主机选型（1）国内外沼气发电机组的性能比较国内机组与国外机组在运行、控制以及维护方面差异主要表现在以下几点国外机组运行稳定，年运行可以达到8300小时，无震动、噪声小；国内机组可燃气体浓度瞬时变化造成电压波动大，经常出现停机现象，故障率高，经常需要停机维护；国外机组对沼气中甲烷含量要求比较宽松，机组能适应沼气中甲烷含量范围为3865。机组采用稀燃技术，根据沼气中甲烷含量自动调节空气与沼气的比例，达到最佳燃烧状态；能量利用方面国外机组发电效率近38，国内机组的发电效率为33左右；国外机组运行可以达到无人值守的状态，机组自动实现市网与独立供电之间的切换。国外机组6万小时进行大修，2万小时进行更换配件，机组的运行费用为0041元/KWH，国内机组的运行费用大约为0064元/KWH。国内机组的容量偏小。目前，国内主流的沼气发电机组容量普遍小于1MW，最成熟的发电机组的容量为500KW。因此，提升沼气发电机组的容量、发电机的性能、发电效率以及总体利用热效率是国内沼气发电机厂商需要重点解决的问题。由于国产单台机组容量1MW（含）以上的沼气发电机组目前还有没有应用，“济柴”目前完成了该容量机组的样机生产，还没有工业应用。因此，本报告中只对国内较成熟的500KW容量的机组与卡特彼勒进行了比较，见表11。沼气燃气发电机组比较表11型号序号项目国内国外1机组型号10500KW（济柴、10用1备）2MW（卡特彼勒）1MW（卡特彼勒）2燃气发动机型号G12V190ZLDZ2G3520CG3516LE3额定功率（KW）500196611004实际输出功率（KW）450196611005额定转速（R/MIN）1000150015006额定电压（V）40010000100007额定频率（HZ）5050508工作原理4冲程4冲程4冲程9缸数（个）12201610缸径（MM）19017017011冲程（MM）21019019012发电效率（）3338436513排气温度（）55050050014启动方式直流24V电启动直流24V电启动直流24V电启动15操纵方式远距离电控远距离电控远距离电控16冷却方式开式双温强制水冷开式强制水冷开式强制水冷17机组大修期（H）30000600006000018外形尺寸（MM）51202040278063161828256548411948243819机组质量（KG）单台12500183501283720价格（万元RMB）1050（10台价格）175621机油耗量（G/KWH）100322单位运行成本（含配件、机油、中修集维00640041序号项目型号国内国外修费用）（RMB）23年运行小时数6700800024沼气产量（NM3/A）166640001666400025装机容量（台数）102126年发电量（KWH）301500003840000027年供电量（KWH）280395003571200028年运行成本（万元RMB）2073615744从表中的分析数据可知，国内机组的造价大约为卡特彼勒机组的一半，但是国内机组的运行成本费用稍高于国外机组，主要是机油的消耗高于国外机组，年停机维修次数较多；国外机组的发电效率比国内机组高47，同样的沼气产气量，国外机组的发电量较高于国内机组。综合考虑，选用国外的沼气发电机组。123厂址条件1231建设地点及自然条件根据山东省博兴县洁源环保有限公司的规划安排，拟建厂址位于博兴县光大水务有限公司以北，博城六路以南，工业五路以西。该地方交通便利，水、电、通讯等基础设施完备，适于建厂。（1）气象本项目建设地点滨州市博兴县位于东经118411822、北纬36583727之间，属温带大陆性季风气候，四季分明，气候宜人，光照充足，水源丰盈，年平均气温125度，全年日照时数2595小时，年降水量601毫米，无霜期180天。冬季大气压力10226MMHG夏季大气压力1001MMHG冬季室外平均风速26M/S夏季室外平均风速33M/S夏季通风室外设计温度31冬季通风室外设计温度3冬季空调室外计算干球温度12夏季空调室外计算干球温度347夏季空调计算日平均温度303冬季采暖室外设计温度9最大冻土深度49MM（2）地形拟建厂址的场区地形高差不大，地势平坦；场地标高采用任意高程，假定博城六路中心线与工业五路中心线交叉点为1000M，测得标高最大值971M，最小值942M，相对高差029M，标高平均值为953M。（3）地貌拟建厂址地貌成因类型为河湖相沉积平原，在勘探深度范围内揭露土层均为第四纪全新世沉积的土层，建筑场地微地貌不发育。（4）地勘结论建筑场区稳定性较好，适宜该建筑物的兴建。该工程根据建筑荷载要求选用桩基或天然地基。场地土类型为中软场地土，建筑场地类别属类。最大冻土深度为049M。根据GB500112001建筑抗震设计规范，该区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为010G，为设计第二组，场地特征周期值为055S，场地地基不液化。地下水的类型为第四系孔隙潜水，地下水对混凝土结构具弱腐蚀性；长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。1232交通运输项目所在地距博兴县火车站2公里，距淄博市张店区30公里。厂区附近主要交通干道，有规划中的城区东外环路，西有205国道公路及滨博高速公路博兴段，交通运输十分便利，项目的大件运输便利。1233供水水源本期工程由山东博兴县华韵水业有限公司供水（处理后黄河水）。业主提供的水质分析资料见下表水质分析表表12水温18气味无颜色无物理性质室温20外状透明沉淀PH746电导率8150S/CM分析项目BZC（1/ZBZ）MMOL/L分析项目（B）MG/L总碱度500总固体5078总硬度443可溶性固体4992COD667悬浮固体86游离CO2132MG/L全硅3684活性硅3647非活性硅037分析项目BZ（BZ）MG/LC（1/ZBZ）MMOL/L分析项目BZ（BZ）MG/LC（1/ZBZ）MMOL/LCA2570285SO42110229MG21920158CI385108FE204270023CO3200NA960417OH00K3040078HCO3305050SR202900066NO34060065BA20720010F0340018阳离子合计17668872阴离子合计45798441234燃料供应随着山东香驰集团企业规模的日益扩大，为实现各子公司污水的集中处理，实现安全稳定达标排放，山东香驰集团子公司山东省博兴县洁源环保有限公司决定（拟）建设一个处理能力为20000M3/D废水处理厂,建成后沼气产量可达到50000M3/D。该废水处理厂2013年可实现沼气产量26000M3/D，到2014年以后沼气产量达到50000M3/D。1235电力接入系统本项目为新建工程，建设规模为两台2MW及一台1MW的燃气发电机组，发电机出口电压均为105KV，10KV母线采用单母线分段的接线方式。发电厂开始运行前，由10KV系统通过变压器向发电厂送电，为发电机辅助系统供电，待辅助系统工作正常时，启动发电机组，安装在发电机组控制屏上的同期装置检测同期信号，达到并网条件后，实现发电机组与电网的并网运行。发电机组通过铜母排连接后输出到总出线柜,经一条联络线与辛安变电所的10KV配电系统并网。10KV为中性点不接地系统；380/220V为中性点直接接地系统。124主要技术方案1241总平面布置（1）总平面规划原则根据工艺专业设备选择不同确定电厂规模，不堵死扩建方向；功能分区合理、工艺流程合理，减少运行管理费用、技术先进、生产安全；紧凑布置、节约用地、降低工程造价；创造有利于扩建、加快建设速度的条件；与污水厂规划相协调，交通方便；保护环境，节能减排；（2）总平面规划方案气柜布置在污水处理厂厂区的东南角；沼气脱硫区域布置在气柜的北侧；沼气预处理区域布置在脱硫区域的北侧；燃气发电机房和配电室为联体建筑布置在厂区的东北角；余热锅炉布置在燃气发电机房的北侧；综合水泵房、综合水池、冷却塔布置在燃气发电机房的西侧；火炬布置在综合水泵房的北侧。厂区布置环行道路，道路宽4M，水泥混凝土路面，最小转弯半径6M，纵坡控制在3以内，满足运输和消防要求。污水处理厂厂区布置2个出入口西围墙中部为主入口，为人流出入口；次入口布置在厂区的东北角，为物流出入口。人货分开，互不干扰。厂区地形较平坦，竖向布置顺应地形变化，采用平坡式布置，满足防洪要求，减少土石方工程量。厂区管线采用直埋、地下沟道、架空相结合的敷设方式。厂区绿化规划采用平面与垂直相结合的方式。选择适合当地的树种，绿化系数为15。主要技术经济指标见下表。厂区总平面布置主要技术经济指标表表13序号项目单位数量备注1沼气发电项目用地面积M21938002单位容量用地面积M2/KW0653厂区内建筑物及构筑物用地面积M2696114建筑系数35925厂区场地利用面积M21192416利用系数61537厂区道路路面及广场地坪用地面积M2205608道路广场系数10619绿化用地面积M22907010绿化系数151242制沼原料分析1、山东省博兴县洁源环保有限公司概况山东香驰集团成立于1989年，现有员工2500人，占地面积1776万平方米，总资产80亿元，下设十个子公司，随着香驰集团企业规模的日益扩大，为实现各子公司污水的集中处理，实现安全稳定达标排放，香驰集团子公司山东省博兴县洁源环保有限公司决定（拟）建设一个处理能力为20000M3/D废水处理厂,建成后沼气产量可达到50000M3/D。该废水处理厂2013年可实现沼气产量26000M3/D，到2014年以后沼气产量达到50000M3/D。2、山东省博兴县洁源环保有限公司日产沼气量产量分析2011年香驰集团各子公司实际水质情况表表14各来水公司总水量（T）COD总量/日（KG）COD含量（MG/L）日水量（M3）蛋白公司70694432130150002142淀粉公司538032871570001245果糖公司4108934400200022002012年17月份各子公司日进水量及计算产沼气量表15各来水公司日水量（M3）COD含量（MG/L）COD总量（KG）公斤COD产气量（M3/KG）计算日产气量（M3）蛋白公司214215000321300359559淀粉公司1245700087150352593果糖公司2200200044000351309合计13461说明厌氧去除率为85，每公斤COD产气量为035M3。2012年预计712月份各子公司日进水量及计算产沼气量表16各来水公司日水量（M3）COD含量（MG/L）COD总量（KG）公斤COD产气量（M3/KG）计算日产气量（M3）蛋白公司214215000321300359559蛋白扩建2760150004140003512317淀粉公司1245700087150352593果糖公司2200200044000351309合计25778说明厌氧去除率为85，每公斤COD产气量为035M3。注蛋白扩建计划5月10日出水，总投产后水量大约115M3/小时；日产水量2760M3。2013年预计各子公司日进水量及计算产沼气量表17各来水公司日水量（M3）COD含量（MG/L）COD总量（KG）公斤COD产气量（M3/KG）计算日产气量（M3）蛋白公司214215000321300359559蛋白扩建2760150004140003512317淀粉公司1245700087150352593果糖公司2600200052000351547合计26016说明厌氧去除率为85，每公斤COD产气量为035M3。2014年预计各子公司日进水量及计算产沼气量表18各来水公司日水量（M3）COD含量（MG/L）COD总量（KG）公斤COD产气量（M3/KG）计算日产气量（M3）蛋白公司6242150009363003532770蛋白扩建78131500011720003541020淀粉公司2545700017815035623525果糖公司3400200068000352380合计76170说明厌氧去除率为85，每公斤COD产气量为035M3。由上述各表可看出2013日可产沼气量为26000M3，2014年废水处理能力达到最大，日可产沼气量为76170M3。沼气主要成分见下表沼气主要成分表19沼气主要成分沼气主要成分特性CH4CO2H2S特性CH4CO2H2S体积百分比557524440206临界压力（BAR）477590特性沼气主要成分特性沼气主要成分CH4CO2H2SCH4CO2H2S净热值KWH/NM31063临界温度825310100总热值KWHNM3111正常比重（KG/M3）072198154空气沼气混合热值KWH/NM309508相对比重（比空气）0551512火焰速度CM/S3043水蒸气倒数值实际气体指标1/Z1228点火爆炸极限（）515445点火温度7002703、原料的风险分析本发电项目以沼气作为燃料，制沼原料为香驰集团各子公司排出的污水；其污水排放量及成分稳定；污水处理时厌氧处理单元产生大量的沼气，且产气比较稳定，沼气中甲烷平均浓度约为63。综上所述，本沼气发电项目制沼原料不会存在风险。1243主要技术经济指标主要技术经济指标表110序号项目单位装机方案52MW1发电机实际输出功率KW100002综合厂用电率73发电年均热耗MJ/KWH984年发电量KWH/A800000005年供电量KWH/A744000006年运行小时H80007全年节约标煤量T/A211877041244沼气发电本工程设2000M3沼气柜一座。沼气由气柜输出后，经水封罐、脱水器、进入到化学脱硫塔中，经过化学脱硫沼后的沼气由干式阻火器、湿式阻火器、气水分离器、过滤器进入沼气发电机组发电，本工程选用2MW沼气发电机组两台和1MW的沼气发电机组一台。当沼气发电系统不能完全利用所生产的沼气时，沼气火炬自动点燃，防止沼气直接排放。沼气火炬最大流量2300NM3/H。沼气发电系统配套设备清单表111序号设备名称规格及型号单位数量备注1沼气发电机组G3520C1966MW台22沼气发电机组G3516LE1100MW台13火炬处理气量2300M3/H套14湿法脱硫系统处理气量2300M3/H套15冷水机组处理气量2300M3/H套1含循环水泵6汽液分离器处理气量2300M3/H台17过滤器处理气量2300M3/H台18过滤器处理气量2300M3/H台19消音器G3516/1100KW套110消音器G3520C/1966KW套111罗茨风机台1P15KW1、沼气的贮存香驰集团日产废水20000M3，在工作运行稳定的状况下，每天可产沼气50000M3左右，沼气由2000M3湿式贮气柜进行稳压贮存。2、沼气输送沼气作为一种气体燃料，具有机械杂质少，燃烧热效率高，发动机低温易启动，排放污染低的特点。沼气中的可燃成分在内燃机中燃烧充分、完全，清洁无灰，使排气中的CO、CH、NO、固体颗粒等有害成分大为减少，环保效益显著，其理化特性适于作为发动机的燃料。沼气是一种主要有效成分为甲烷的可燃混合气体，甲烷约占5575，二氧化碳约占2444，还含有少量的硫化氢、氮、氧、氢、一氧化碳等气体。沼气依据其原料、生产过程等的不同，其成分组成有很大的区别。甲烷的燃烧点为632，而且沼气中高浓度的二氧化碳对其有阻燃作用，因此沼气发动机中要尽量提高甲烷的燃烧速度。沼气中含有的H2S和水分形成弱酸液，对管道及发动机的金属部件产生腐蚀，特别是对铜质及铝质部件腐蚀更为严重，因此在用于发电时，沼气中硫化氢含量高于01应严格脱硫。3、沼气脱硫沼气脱硫系统是为沼气发电设备特定设计的工艺。它结合沼气使用的实际需求，对沼气进行系统的脱硫、沼气恒压、脱水等净化处理。该系统按照工艺分为三大类干法脱硫系统、湿法碱性液体脱硫系统、生物脱硫系统。湿法以液体吸收剂来脱除硫化氢，设备处理量大，投资及运行费用小，可连续操作。本工程选用湿法碱性液体脱硫系统。沼气通过管道进入到一级水浴喷淋中和吸收塔、二级水浴喷淋中和吸收塔，由设备的中下部与罐体连接（增加溶液和沼气接触的时间、同时有水封阻火的功能，根据沼气压力决定低于液面的高度），在设备的内部，有高压水雾喷头，喷出的雾状碱液与沼气充分的混合接触，使H2S和NA2CO3反应溶解在水里，从而达到脱硫的目的，同时还可以除尘。加入碳酸钠到碱液发生塔，启动沼气净化系统，系统自动开始补水并搅拌制取碳酸钠溶液，由碱液循环泵将碱液加压输送到两级水浴喷淋中和吸收塔中，作为中和硫化氢的碱液。中和后硫化氢的溶解通过A碱液循环泵输送到单质硫分离器，在单质硫分离器里面，同与经过空气过滤器净化由风机输送来的空气，以及脱硫氧化催化剂溶解器由碱液循环泵输送来的催化剂溶液，三处汇集的溶液以及氧气反应置换出单质硫，单质硫呈液态的形式沉淀在单质硫分离器底部，每隔一定时间打开底部的阀门排除即可。脱硫设备表表112序号设备名称单位数量1加压风机台12二级脱硫塔套13贫液泵Q22M3/H，H16M,台34富液泵Q22M3/H，H44M,台35回流泵Q15M3/H，H15M,台16补液泵Q125M3/H，H125M,台17循环泵Q125M3/H，H20M,台14、发电机房（1）燃气发电机本工程燃气发电机组采用国外进口设备，两台2MW和一台1MW机组，参数如下燃气机组参数表113序号项目1机组型号2MW1MW2燃气发动机型号G3520CG3516LE3额定功率（KW）196611004额定转速（R/MIN）150015005额定电压（V）1000010000序号项目6额定频率（HZ）50507发电效率（）3843658外形尺寸（MM）6316182825654841194824389机组质量（KG）单台1835012837（2）发电机房布置设计原则合理压缩主厂房体积和占地，减少建筑（构）物工程量，降低投资；方便施工，缩短周期；合理布置设备和管道，工艺流程顺畅；通道畅通，检修维护方便；通风、采光、排水良好，改善主厂房运行环境；保障机组安全、经济运行。（3）发电机房布置概述沼气内燃发电机房的跨度为12M22M，单层布置。发电机房内布置了三台的沼气内燃机发电机组、一套软化水设备（含软化水箱和软化水罐）及一台余热锅炉，单层布置。5、热力系统（1）概述本工程设置一台余热锅炉，产生的10MPA饱和蒸汽一路并入开发区现有蒸汽管网，一路供厂区生产使用。发电机组烟气混合后进入余热锅炉中吸出热后排入大气中，余热计算如下标准立方米CH4低热值为359MJ/M3，国外沼气发电机组热耗率不大于98MJ/KWH，机组正常工作发电功率按4800KW计算，机组标准立方米CH4消耗量为Q1480098/359AQ1机组标准立方米CH4消耗量（M3/H）；A甲烷浓度，本工程利用的甲烷浓度为63；则机组标准立方米CH4消耗量为Q12083NM3/H。空气流量为Q2（A/81）Q1其中Q2空气流量（NM3/H）A甲烷浓度，本工程利用的甲烷浓度为63；则机组消耗空气量为Q214320NM3/H烟气质量为Q07174208363208320836314320289/22420411KG/H排烟的比热容按烟道气体计算，排烟温度取500，烟道气体的成分CO213、H2O11、N276，在100600的平均定压比热容为1134KJ/KQ，经余热回收后的排烟温度约为140。机组可利用排烟余热为50014011342041183325万KJ/H。经计算，发电机组余热回收热量83325万KJ/H，合19831万KCAL/H。（2）热力系统主要设备选型余热锅炉选择与本项目机组配套的余热锅炉，额定工作压力10MPA，额定工作温度220，蒸汽产量是4T/H。锅炉给水泵的选择根据余热锅炉的技术参数，确定锅炉给水泵选型参数如下选用KQDL40255多级离心泵，Q63M3/H，H125M，功率75KW。软水器根据余热利用系统及机组内循环补水系统对软化水量的需求，选择LZST60型全自动软水器，处理量6M3/H。落地膨胀水箱根据软化水箱，调节容积25M3。6、沼气火炬在燃气机组检修时，沼气通过火炬燃烧后排入大气。（1）火炬工艺流程火炬系统流程图点火器制CH4阻火器TIPIO2PI取样口制制UV安全风机T1I取样口制制T罗茨风机I丙烷罐I排水口（2）火炬功能描述升压功能升压能力30KPA，入口为最大抽气负压10KPA；处理量不能超过最大流量；设计最大流量为2300NM3/H。焚烧功能设计条件下，火炬装置的沼气甲烷浓度为63；当甲烷浓度上升时，混合气的流量会相应下降，焚烧纯甲烷量不能超过设计值；当甲烷浓度下降时，混合气的流量可以达到设计值。排水过滤功能能够过滤15UM以上的固体杂质排除风机前系统内部产生的液态水，但是不包括用户管路系统中产生的渗滤液在线数据监测功能系统入口压力风机出口甲烷浓度风机出口氧气浓度燃烧塔内火焰状态（主火焰、点火火焰）历史数据。保留甲烷、燃烧烟气温度、入口负压、电机频率和电流5个历史数据，并有历史曲线。存储时间为最近7天。自动运行、停机功能在线参数超限报警、停机功能一键启动功能，一键停机功能自动顺序停机功能紧急停机功能运行、停机硬按钮（带保护）带保护手动运行功能所有运行工况下，均投入自动保护1245供排水系统1、设计依据A建筑给水排水设计规范（GB500152003）B室外给水设计规范（GB500132006）C室外排水设计规范（GB500142006）D泵站设计规范（GB502652010）2、设计内容本项目设计主要内容为循环系统和生产、生活供排水系统。3、设计主要原则冷却循环水采用开式循环，3台机组设一套循环系统，设置2台机械通风冷却塔，循环水采用母管制。厂区排水采用分流制排水系统，即生活污水排入现有的污水处理站内，其它的生产废水与雨水一同排入附近的市政排水管网内。4、水源电站的水源来自山东博兴县华韵水业有限公司供水（处理后黄河水）。5、水务管理与水量平衡（1）循环水量根据燃气发电机组的性能要求，燃气发电机组冷却系统分为内外两个循环系统，内外循环通过换热器进行换热。内循环使用软化水，由软化水装置将软化水送至机组内循环水接口。外循环使用循环冷却水，外循环水进水水温33，冷却水量为380M3/H，通过换热器后温度升高8。（2）电站需水量及水量平衡本工程3台机组的最大补充水量为257M3/H，其中包括了冷却塔蒸发损失、排污损失、风吹及泄漏损失、脱硫用水及生活用水。各用水单位详见下表电站补给水量表表114序号项目需水量M3/H回收水量M3/H实耗水量M3/H1冷却塔蒸发损失1245604562冷却塔风吹及泄漏损失0103800383冷却塔排污损失05190194生活用水量1015软化水460466脱硫用水120127其它用水1260126总计25702576、供水系统选择及布置（1）循环供水系统方案根据水源条件，循环冷却系统采用玻璃钢冷却塔循环供水系统。循环水泵供水母管为DN350，将冷却水送至燃气机房，供换热器冷却用水。循环水系统流程为循环水池闸阀循环水泵止回阀闸阀进水总管智能除垢型电子水处理仪进水支管换热器回水支管回水总管冷却塔循环水池（2）冷却塔的选择按湿球温度28，冷却温降为8，选用2台逆流式玻璃钢冷却塔，冷却水量为2250M3/H，满足机组冷却循环水量的要求。（3）循环水泵的选择循环水泵选用单级卧式离心泵，两台，一用一备。流量Q400M3/H，扬程H22M，电机功率N30KW。（4）智能除垢型电子水处理仪的选择根据流量匹配原则，选用智能除垢型电子水处理仪。经济流量为400M3/H。（5）冷却循环及补水系统主要设备表冷却循环系统主要设备表表115设备名称数量参数功率（KW）逆流式玻璃钢冷却塔两台T8，湿球温度28，Q200M3/H11标准单级泵两台Q400M3/H，H22M30智能除垢型电子水处理仪一台Q400M3/H02（6）综合供水系统布置设置一座综合泵房及一座综合水池，综合水泵房内布置循环水泵及工业水泵。（7）工业水泵布置在综合水泵房内布置两台2100工业水泵，作为厂区脱硫、软化用水及其它冲洗用水。工业水泵参数为Q20M3/H，H30MH2O，N3KW7、污水排放站区排水采用分流制排水系统,即生活污水排入现有的污水处理站内，其它的生产废水与雨水一同排入附近的市政排水管网内。1246电气部分1、主接线方案本项目为新建工程，建设规模为2台2MW1台1MW的燃气发电机组，发电机出口电压均为105KV，10KV母线采用单母线分段的接线方式。发电厂开始运行前，由10KV系统通过变压器向发电厂送电，为发电机辅助系统供电，待辅助系统工作正常时，启动发电机组，安装在发电机组控制屏上的同期装置检测同期信号，达到并网条件后，实现发电机组与电网的并网运行。发电机组通过铜母排连接后输出到总出线柜,经一条联络线与辛安变电所的10KV配电系统并网。10KV为中性点不接地系统；380/220V为中性点直接接地系统。2、厂用电系统配电电压为220V/380V，配电方式采用放射式。电站内设置一台SCB10320/10的厂用变压器，变比为105KV225/04KV，04KV母线为单母线分段接线，接线简单清晰。燃机厂用电负荷全部接在04KV母线上，备用电源引自山东省博兴县洁源环保有限公司新建废水处理厂的400V母线。380V备用电源兼做施工临时供电电源。3、电气设备布置发电厂设有电气综合配电装置室，将厂用变压器、380V/220V配电柜、直流及蓄电池柜、10KV配电柜建在一个单层联合建筑内；厂用变压器采用干式变压器。4、主要设备选型（1）厂用变压器采用SCB10320/10型干式变压器，变比为105KV225/04KV（2）10KV配电装置采用KYN2812型铠装移开式交流金属封闭开关柜，配真空断路器，弹簧操作机构，该操作机构既可手动操作，也可电动操作。均电缆进出线。（3）380/220V设备采用国产（合资）MNS抽屉式低压柜。进线及75KW以上电动机回路配备合资智能式框架断路器，其他回路配备合资塑壳断路器及接触器等。5、直流系统配置30AH直流屏为微机控保和开关设备等的控制、操作提供电源。为减少设备维护及减人增效，蓄电池形式采用铅酸免维护蓄电池。充电装置选用目前技术先进的智能高频开关电源型充电装置，通过充电模块并联方式对蓄电池充电或浮充电。电池屏、直流馈电屏和充电设备集中布置在主控室内。6、控制、信号和测量（1）变压器保护配置变压器设速断保护、过流保护、过负荷保护、单相接地告警、低压侧零序保护、温度保护等，采用微机保护，保护装置分散安装在高压开关柜上。（2）联络线保护配置出线开关柜采用微机综合保护，配置一套光纤差动保护，包括三段式限时方向电流速断保护、三段式限时方向过流保护。线路的保护应具有过负荷告警和故障录波功能。保护装置分散安装在各自的开关柜上。出线柜上设置计量用的电度表一块。（3）发电机组保护的配置发电机保护有电流速断、限时电流速断、定时限过流、过负荷、零序电流、过电压、失压、零序电压、低周率、逆功率保护等，采用微机综合保护，保护装置安装在机组控制屏上。发电机配套的控制屏实现，不需另外采购保护装置。7、过电压保护及接地（1）建构筑物防雷电站内发电机房按GB5005794建筑物防雷设计规范要求应按第二类防雷建筑物设计，采取防直击雷、雷电感应（包括静电感应和电磁感应）、雷电波侵入的措施，电力设备作大气过电压及内过电压保护。金属工艺设备及管道等采取防静电措施。将发电机房、低压配电室及发电机组、控制柜、低压配电柜、变压器进线柜、变压器所有金属外壳正常不带电设备与接地网可靠连接，引下线沿建筑物四周均匀布置，间距不大于25米。（2）过电压保护10KV配电装置采用过氧化锌避雷器，以防止外部雷电过电压入侵和内部操作过电压。（3）接地站内设联合接地网，发电机与低压系统接地采用TNCS系统，接地装置采用50、L2500MM、35MM镀锌钢管作为垂直接地体，采用热镀锌扁钢404作为水平接地体。接地电阻不大于1。燃气管道应在其始端、末端、分支处以及每隔50米处设防静电接地。净距少于100MM的平行和交叉管道及不能保持良好电气接触的阀门和法兰、弯头等管道连接处应跨接。跨接可采用直径不少于8MM的圆钢。8、照明（1）依据工业企业照明设计规范，设计站内各工业场所照明。发电机房内照明采用防爆灯具，吊顶安装，其余场所采用普通照明。其中发电机房，低压配电室，高压配电室,主控室设置应急照明，全站停电时，应由应急照明灯照明，供电时间为最小30MIN。（2）全厂采用气体放电灯及具有长寿命高光效特点的节能型新光源，根据工艺要求主厂房及沼气系统场所选用防爆型灯具。9、电缆设施本工程电缆在主厂房及综合配电装置室内采用电缆沟敷设方式，室外及制沼系统采用电缆直埋方式。根据电力工程电缆设计规程GB5021794有关条款规定，本工程电缆选型如下10KV动力电缆采用交联聚乙烯绝缘电缆；低压动力电缆一般采用聚氯乙烯绝缘电缆；控制电缆采用聚氯乙烯绝缘屏蔽电缆；对模拟量及脉冲量回路选用对绞分屏蔽加总屏蔽电缆。对易燃易爆场所选用阻燃电缆。为防止火灾蔓延造成损失，本工程采用以下防火措施在主厂房电缆沟内设置防火堵料，采用有效的防火材料对电缆构筑物分区封堵。设置必要消防设备。10、厂内通讯设置独立的通讯交换机，预计设置16门电话及两路调度直拨电话。1247热工自动化1、控制方式本项目采用燃气发电机组集中控制方式，三台燃气发电机组设一个控制室。沼气输送及脱硫、余热利用、火炬、可燃气体检测、供水等工艺系统集中在控制室监管，采用无人值班运行方式。2、自动化水平燃气发电机组自动化水平是通过控制方式、控制室布置、控制系统的功能及配置、燃气发电机组运行监控模式和主辅机可控性等多方面综合体现。每台燃气发电机组配置一套微机监控系统装置，电站共安装3台发电机组并网控制柜，可实现沼气发电机组运行的实时监测和控制。其中包括发动机的水温、油温、油压、转速；发电机的电压、电流、频率、功率、功率因数、有功电能及运行时间的显示；发动机的参数及发电机的报警及保护停车功能（此控制系统由发电机组设备生产厂家成套供货）。沼气输送及脱硫、余热利用、火炬、可燃气体检测、供水等设一套分散控制系统（DCS），其功能为数据采集系统（DAS）、顺序控制系统（SCS）等。本设计自动化水平满足以上内容和要求，运行人员在控制室内通过监控系统能够完成燃气机组正常运行的全部监控功能，并在少量现场人员的配合下，实现燃气机组的启停操作和事故状态下的有关处理。3、设备选型仪表选型总的原则是适用、可靠、先进。选用国内外现场使用成功的仪表，确保装置的安全可靠运行。由于采用先进的DCS控制系统，现场仪表以电动仪表为主，除开关信号、热电偶和热电阻信号外均采用420MA标准信号，变送器用智能两线制变送器，以提高整体水平。（1）DCS控制系统本设计DCS由操作站、控制站、冗余的通讯总线及电源系统、打印机等配置而成。DCS系统要求留有上位机接口，以便实现全厂管控一体化。DCS的控制功能、画面功能、报表功能、历史数据存储功能及各项技术指标应能满足本工程的要求。（2）温度仪表集中显示参数一次元件选用国际统一标准的热电偶、热电阻，其保护套管根据工艺介质的不同，采用不同材质。温度就地检测选用双金属温度计。（3）压力仪表集中显示参数选用ROSEMOUNT、EJA、SIEMENS等系列的智能型压力、差压变送器。就地检测根据工艺介质及要求的不同，分别选用普通压力表及耐振压力表。（4）流量仪表根据流量介质的不同分别选用孔板、喷嘴等节流元件及插入式流量装置等。（5）物位仪表根据介质的不同分别选用静压式液位计及差压变送器等。（6）可燃气体检测仪表在发电机房内设置可燃气体检测探头，用于检测可燃气体的浓度，实现发电机房燃气浓度检测及泄漏报警，并联动发电机房内的防爆轴流风机开启通风。当沼气中甲烷含量达到05时应声光报警；当泄露沼气中甲烷含量达到10时，应关闭相应的沼气阀门和除轴流风机外的所有电源，发电机组强制停机。1248土建部分1、主要建（构）筑物本工程主要建（构）筑物见表116主要建构筑物一览表表116序号名称规格单位数量1内燃机房294M2座12综合水池245M2座13水泵房1038M2座14脱硫塔座25机力冷却塔315M2座22、设计依据（1）地质条件拟建厂区原为平地，厂区地形高差不大，地势较平坦；建筑场地地貌成因类型为河湖相沉积平原，为第四纪全新世沉积土层；整个勘测区范围内主要有粘性土及粉土组成，土层比较单一。（2）地勘结论A建筑场区稳定性较好，适宜该建筑物的兴建。B该工程根据建筑荷载要求选用桩基或天然地基。C场地土类型为中软场地土，建筑场场地类别属类。D最大冻土深度为049M。E根据GB500112001建筑抗震设计规范，该区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为010G，为设计第二组，场地特征周期值为055S，场地地基不液化。F地下水的类型为第四系孔隙潜水，地下水对混凝土结构具弱腐蚀性；长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。（3）设计标准及规程火力发电厂建筑设计技术规定DL/T50941999火力发电厂土建结构设计技术规定DL502293火力发电厂设计技术规程DL50002000小型火力发电厂设计规范GB5004994混凝土结构设计规范GB500102010砌体结构设计技术规定GB500032001建筑结构荷载规范（2006版）GB500092001建筑抗震设计规范GB500112010构筑物抗震设计规范GB5019193建筑内部装修设计防火规范GB5022295建筑设计防火规范GB500162006建筑地基处理技术规范JGJ792002，J2202002电力工程地基处理技术规程DL/T50242005建筑地基基础设计规范GB500072002火力发电厂与变电所设计防火规范GB502292006火力发电厂建筑装修设计标准DL/T502994钢结构设计规范GB500172003烟囱设计规范GBJ500512002（4）建筑材料A型钢、钢板及扁钢一般采用Q235钢，选用时应尽量减少规格种类。钢结构采用Q235B。B钢筋HPB300规格为620HRB400规格为1232钢筋接头竖向连接钢筋闪光对焊或机械连接。C焊条E43用于HPB235或Q235钢之间及HPB235与HRB335或Q345B钢的焊接。E50用于HRB335与HRB335之间及HRB335与HRB400之间的焊接。D混凝土强度等级垫层采用C15混凝土。素混凝土C15、C20现浇钢筋混凝土C25、C30、C35、C40二次浇灌的水泥砂浆和细石混凝土的强度等级宜比原结构混凝土强度等级提高一级，对于钢柱下及大型设备基础采用高强度无收缩二次灌浆料。E防水混凝土C30抗渗等级不低于S6F砖及砂浆砖实心蒸压粉煤灰砖MU10以上（地面以下墙体，砖混结构墙体）；MU10加气混凝土砌块（用于填充墙）。积密度的决定指出“坚持节约优先，立足国内，煤为基础，多元发展，优化能源结构，构筑稳定、经济、清洁的能源供应体系。“积极扶持和发展新能源和可再生能源产业，加快发展风能、太阳能、沼气、生物质能等。”国家发改委在产业结构调整指导目录（2005）中将“风力发电及太阳能、地热能、海洋能、生物质能等可再生能源开发利用”列为“鼓励类”。中华人民共和国电力法规定“国家鼓励和支持利用可再生能源和清洁能源发电。”2006年1月1日中华人民共和国可再生能源法已开始正式实施，同时国家发展改革委员会发出了可再生能源发电有关管理规定和可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法，2006年5月国家发改委公布可再生能源中长期发展规划，规划中指出充分利用水电、沼气、太阳能热利用和地热能等技术成熟、经济性好的可再生能源，加快推进风力发电、生物质发电、太阳能发电的产业化发展，逐步提高优质清洁可再生能源在能源结构中的比例，力争到2010年使可再生能源消费量达到能源消费总量的10左右，到2020年达到15左右。并指出“根据我国经济社会发展需要和生物质能利用技术状况，重点发展生物质发电、沼气、生物质固体成型燃料和生物液体燃料。到2010年，生物质发电总装机容量达到550万千瓦，生物质固体成型燃料年利用量达到100万吨，沼气年利用量达到190亿立方米，增加非粮原料燃料乙醇年利用量200万吨，生物柴油年利用量达到20万吨。到2020年，生物质发电总装机容量达到3000万千瓦，生物质固体成型燃料年利用量达到5000万吨，沼气年利用量达到440亿立方米，生物燃料乙醇年利用量达到1000万吨，生物柴油年利用量达到200万吨。”根据“十二五”控制温室气体排放工作方案于2011年12月1日由中华人民共和国国务院以国发201141号印发。方案分总体要求和主要目标、综合运用多种控制措施、开展低碳发展试验试点、加快建立温室气体排放统计核算体系、探索建立碳排放交易市场、大力推动全社会低碳行动、广泛开展国际合作、强化科技与人才支撑、保障工作落实9部分。方案提出，围绕到2015年全国单位国内生产总值二氧化碳排放比2010年下降17的目标，大力开展节能降耗，优化能源结构，努力增加碳汇，加快形成以低碳为特征的产业体系和生活方式。积极发展低碳能源。调整和优化能源结构，推进煤炭清洁利用，鼓励开发利用煤层气和天然气，在确保安全的基础上发展核电，在做好生态保护和移民安置的前提下积极发展水电，因地制宜大力发展风电、太阳能、生物质能、沼气、地热能等非化石能源。促进分布式能源系统的推广应用。到2015年，非化石能源占一次能源消费比例达到114。山东省能源开发利用中长期规划纲要提出，“以生物质废弃物的环境治理为重点，充分利用生物质资源，提高生物质资源的能源优质化水平，把发电作为生物质资源能源利用的优先方式，提高生物质资源的综合利用水平和效益”。由此可见，本项目作为沼气发电项目即生物质发电项目，采用沼气为燃料进行发电，符合符合国家发展规