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

1、卷册检索号 yg-f1211k 山东省博兴县洁源环保有限公司沼气发电工程山东省博兴县洁源环保有限公司沼气发电工程 项项目目可可研研报报告告 山山东东省省阳阳光光工工程程设设计计院院有有限限公公司司 二二一二年三月一二年三月 山东省博兴县洁源环保有限公司沼气发电项目山东省博兴县洁源环保有限公司沼气发电项目 项项目目可可研研报报告告 院院 长长： 朱国栋朱国栋 总总 工工： 李武生李武生 项项目负责人：目负责人： 付华辉付华辉 山山东东省省阳阳光光工工程程设设计计院院有有限限公公司司 二二一一二二年年三三月月 编制人员编制人员 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

2、 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：付华辉审核：付华辉 审定：李武生审定：李武生 目目 录录 第一章第一章 申报单位及项目概况申报单位及项目概况.3 1.1 项目名称、项目承担单位概况.3 1.2 项目概况.4 第二章第二章 发展规划、产业政策和行业准入分析发展规划、产业政策和行业准入分析.52 2.1 发展规划分析.52 2.2 产业政策分析.54 第三章第三章 项目选址及土地利用项目选址及土地利用.57 3.1 项目选址及用地方案.57 3.2 厂址选择合理性分析.57 第四章第四章 资源开发及综合利用分析资源开发及综合利用分析.59

3、 4.1 资源开发方案.59 4.2 资源利用方案.60 4.3 资源节约措施分析.61 第五章第五章 节能方案分析节能方案分析.63 5.1 用能标准和节能规范.63 5.2 能耗状况和能耗指标分析.65 5.3 节能措施.66 5.4 企业能源管理情况.68 5.5 节能分析.69 第六章第六章 建设用地和征地拆迁分析建设用地和征地拆迁分析.71 第七章第七章 环境和生态影响分析环境和生态影响分析.72 7.1 建设地点环境现状.72 7.2 主要污染源和污染物.72 7.3 设计采用的环境保护标准.73 7.4 污染防治措施.73 7.5 环境影响分析.74 7.6 环境投资估算.74

4、7.7 结论与建议.75 第八章第八章 经济影响分析经济影响分析.76 8.1 经济效益分析.76 8.2 行业影响分析.80 8.3 区域经济影响分析.81 8.4 宏观经济影响分析.81 第九章第九章 社会影响分析社会影响分析.83 9.1 社会影响效果分析.83 9.2 社会适应性分析.85 9.3 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

5、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、yg-f1211k-z01厂区地理位置图 2、yg-f1211k-z02厂区总平面布置图 3、yg-f1211k-j01工艺流程方框图 4、yg-f1211k-j02发电机进气系统图 5、yg-f1211k-j03余热回收系统图 6、yg-f1211k-j04脱硫系统图 7、yg-f1211k-j05发电机房平面布置图 8、yg-f1211k-j06发电机房立面图 9、yg-f1211k-s-01水量平衡图 10、yg-f1211k-d01电气主接线图 第一章第一章 申报单位及项目概况申

6、报单位及项目概况 1.1 项目名称、项目承担单位概况项目名称、项目承担单位概况 1.1.1 项目名称 山东省博兴县洁源环保有限公司沼气发电项目。 1.1.2 承担单位 山东省博兴县洁源环保有限公司。 1.1.3 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 1.1.4 项目性质 清洁、高效可再生资源-沼气发电项目。 1.1.5 承担单位地址 山东省博兴县。 1.1.6 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 177.6 万平方米，总

7、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 2.6 万吨、组织蛋白 1.8 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 1.9 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

8、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

9、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。 1.2 项目概况项目概况 1.2.1 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。 1.2.2 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 35.9mj，国外沼气发电 机组热耗率不大于 9.8mj/kwh（即每标准立方米 ch4可发电不少于 3.66kwh）。 本项目所产沼气发电总功率为：500002

10、463%3.664800kw。 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 38%65%。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

11、 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 0.041 元/kwh，国内机组的运行费用大约为 0.064 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

12、 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 1-1。 沼气燃气发电机组比较表 1-1 型号型号 序序 号号 项目项目 国内国内国外国外 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g12v190zldz-2g3520cg3516le 3额定功率（kw）50019661100 4实际输出功率（kw）45019661100 5额定转速（r/min）100015001500 6额定电压（v）4001000010000 7额定频率（hz）505050 8工作原理4 冲程4 冲程4 冲

13、程 9缸数（个）122016 10缸径（mm）190170170 11冲程（mm）210190190 12发电效率（%）3338.436.5 13排气温度（） 550500500 14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） 300006000060000 18外形尺寸（mm） 512020402780 63161828 2565 48411948 2438 19机组质量（kg）单台125001835012837 20价格（万元 rmb）1

14、050（10 台价格）1756 21机油耗量（g/kwh）1.00.3 22 单位运行成本（含配 件、机油、中修集维 0.0640.041 序序 号号 项目项目 型号型号 国内国内国外国外 修费用）（rmb） 23年运行小时数67008000 24沼气产量 （nm3/a）1666400016664000 25装机容量 （台数）1021 26年发电量 （kwh）3015000038400000 27年供电量 （kwh）2803950035712000 28 年运行成本（万元 rmb） 207.36157.44 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

15、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 4.7%，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。 1.2.3 厂址条件 1.2.3.1 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 1184118 22、北纬 36 5837 27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，

16、年平均气温 12.5 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1022.6mmhg 夏季大气压力1001mmhg 冬季室外平均风速2.6m/s 夏季室外平均风速3.3m/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34.7 夏季空调计算日平均温度30.3 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 10.00m，测得标 高最大值 9.71m，最小值 9.

17、42m，相对高差 0.29m，标高平均值为 9.53m。 （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 0.49m。 根据 gb50011-2001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 0.10g，为设计第二组，场地特 征周期值为 0.55s，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

18、；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。 1.2.3.2 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。 1.2.3.3 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 1-2 水温 18 气味无颜色无 物理 性质 室温 20 外状透明沉淀 ph7.46电导率 815.0s/cm 分析项目bzc（1/zbz

19、）mmol/l分析项目 （b） mg/l 总碱度5.00总固体507.8 总硬度4.43可溶性固体499.2 cod6.67悬浮固体8.6 游离 co213.2 mg/l全硅36.84 活性硅36.47 非活性硅0.37 分析项 目bz （bz） mg/l c（1/zbz） mmol/l 分析项目 bz （bz） mg/l c（1/zbz） mmol/l ca2+57.02.85so42-1102.29 mg2+19.201.58ci-38.51.08 fe2+0.4270.023co32-00 na+96.04.17oh-00 k+3.040.078hco3-305.05.0 sr2+0.2

20、90.0066no3-4.060.065 ba2+0.720.010f-0.340.018 阳 离 子 合计176.688.72 阴 离 子 合计457.98.44 1.2.3.4 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 50000 m3/d。该废水处理厂 2013 年可 实现沼气产量 26000 m3/d，到 2014 年以后沼气产量达到 50000 m3/d。 1.2.3.5 电力接入系统 本项目为

21、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 10.5kv，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。 1.2.4 主要技术方案 1.2.4.1 总平面布置 （1）总平面规划原

22、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

23、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 1-3 序号序号项目项目单位单位数量数量备注备注 1沼气发电项目用地面积m21938.00 2单位容量用地

24、面积m2/kw0.65 3厂区内建筑物及构筑物用地面积m2696.11 4建筑系数%35.92 5厂区场地利用面积m21192.41 6利用系数%61.53 7厂区道路路面及广场地坪用地面积m2205.60 8道路广场系数%10.61 9绿化用地面积m2290.70 10 绿化系数%15 1.2.4.2 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 177.6 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

25、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 50000 m3/d。该废水处理厂 2013 年可实现沼气产量 26000 m3/d，到 2014 年以后沼气产量达到 50000 m3/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 1-4 各来水公司各来水公司 总水量总水量 （t） cod 总量总量/日日 （kg） cod 含量含量 （mg/l） 日水量日水量 （m3） 蛋白公司70694432130150002142 淀粉公司538032871570001245 果糖公司41089

26、3440020002200 2012 年 1-7 月份各子公司日进水量及计算产沼气量表 1-5 各来水公司各来水公司 日水量日水量 （m3） cod 含量含量 （mg/l） cod 总量总量 （kg） 公斤公斤 cod 产气量产气量 （m3/kg） 计算日产气计算日产气 量量 （m3） 蛋白公司214215000321300.359559 淀粉公司1245700087150.352593 果糖公司2200200044000.351309 合 计13461 说明：厌氧去除率为 85%，每公斤 cod 产气量为 0.35 m3。 2012 年预计 7-12 月份各子公司日进水量及计算产沼气量表 1

27、-6 各来水公司各来水公司 日水量日水量 （m3） cod 含量含量 （mg/l） cod 总量总量 （kg） 公斤公斤 cod 产气量产气量 （m3/kg） 计算日产日产 气量气量 （m3） 蛋白公司214215000321300.359559 蛋白扩建276015000414000.3512317 淀粉公司1245700087150.352593 果糖公司2200200044000.351309 合 计25778 说明：厌氧去除率为 85%，每公斤 cod 产气量为 0.35 m3。 注：蛋白扩建计划 5 月 10 日出水，总投产后水量大约 115 m3/小时；日产水 量 2760 m3。

28、 2013 年预计各子公司日进水量及计算产沼气量表 1-7 各来水公司各来水公司 日水量日水量 （m3） cod 含量含量 （mg/l） cod 总量总量 （kg） 公斤公斤 cod 产产 气量气量 （m3/kg） 计算日产日产 气量气量 （m3） 蛋白公司 214215000321300.359559 蛋白扩建 276015000414000.3512317 淀粉公司 1245700087150.352593 果糖公司 2600200052000.351547 合计 26016 说明：厌氧去除率为 85%，每公斤 cod 产气量为 0.35 m3。 2014 年预计各子公司日进水量及计算产沼

29、气量表 1-8 各来水公司各来水公司 日水量日水量 （m3） cod 含量含量 （mg/l） cod 总量总量 （kg） 公斤公斤 cod 产产 气量气量 （m3/kg） 计算日产计算日产 气量气量 （m3） 蛋白公司 624215000936300.3532770 蛋白扩建 7813150001172000.3541020 淀粉公司 25457000178150.356235.25 果糖公司 3400200068000.352380 合计 76170 说明：厌氧去除率为 85%，每公斤 cod 产气量为 0.35 m3。 由上述各表可看出 2013 日可产沼气量为 26000m3，2014

30、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 1-9 沼气主要成分沼气主要成分沼气主要成分沼气主要成分 特性特性 ch4co2h2s 特性特性 ch4co2h2s 体积百分比%5575 2444 0.20.6 临界压力（bar）477590 特性特性 沼气主要成分沼气主要成分 特性特性 沼气主要成分沼气主要成分 ch4co2h2sch4co2h2s 净热值(kwh/nm3)10-6.3临界温度()-82.531.0100 总热值(kwhnm3)11.1-正常比重（kg/m3）0.721.981.54 空气沼气混合热 值(kwh/nm3) 095

31、-0.8相对比重（比空气）0.551.51.2 火焰速度(cm/s)(30)43- 水蒸气倒数值实际气 体指标 1/z 1.22.8 点火爆炸极限 （%） 515-445点火温度()700-270 3、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。 1.2.4.3 主要技术经济指标 主要技术经济指标表 1-10 序号序号项目项目单位单位装机方案装机方案 52mw 1发电机实际输出功率kw10000 2

32、综合厂用电率%7 3发电年均热耗mj/kwh9.8 4年发电量kwh/a80000000 5年供电量kwh/a74400000 6年运行小时h8000 7全年节约标煤量t/a21187.704 1.2.4.4 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

33、电系统配套设备清单表 1-11 序号序号设备名称设备名称规格及型号规格及型号单位单位数量数量备注备注 1沼气发电机组g3520c 1966mw台2 2沼气发电机组g3516 le 1100mw台1 3火炬处理气量：2300m3/h套1 4湿法脱硫系统处理气量：2300m3/h套1 5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1 7过滤器处理气量：2300m3/h台1 8过滤器处理气量：2300m3/h台1 9消音器g3516/1100kw套1 10 消音器g3520c/1966kw套1 11 罗茨风机台1p=15kw 1、沼气的贮存 香驰集团日产

34、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。

35、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 0.1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

36、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

37、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 1-12 序号序号设备名称设备名称单位单位数量数量 1加压风机台1 2二级脱硫塔套1 3贫液泵 q=22m3/h，h=16m,台3 4富液泵 q=22m3/h，h=44m,台3 5回流泵 q=1.5m3/h，h=15m,台1 6补液泵 q=12.5m3/h，h=12.5m,台1 7循环泵 q=12.5m3/h，h=20m,台1 4、发电机房 （1）燃气发电机 本工程燃气发电

38、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 1-13 序号序号项目项目 1机组型号2mw1mw 2燃气发动机型号g3520cg3516le 3额定功率（kw）19661100 4额定转速（r/min）15001500 5额定电压（v）1000010000 序号序号项目项目 6额定频率（hz）5050 7发电效率（%）38.436.5 8外形尺寸（mm） 631618282565484119482438 9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

39、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 1.0mpa 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 35.9mj/m3，国外沼气发电机组热耗率 不大

40、于 9.8mj/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： q1=48009.8/(35.9a) q1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：q1=2083nm3/h。 空气流量为：q2=（a/8%-1）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：q2=14320nm3/h 烟气质量为： q=0.7174208363+(2083-208363)+1432028.9/22.4 =20411kg/h 排

41、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 co2：13、h2o：11、n2：76，在 100600的平均定压 比热容为 1.134kj/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(500-140)1.13420411=833.25 万 kj/h。 经计算，发电机组余热回收热量 833.25 万 kj/h，合 198.31 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 1.0mpa，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

42、参数如下： 选用 kqdl40-255 多级离心泵，q=6.3m3/h，h=125m，功率 7.5kw。 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 lzst-6.0 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 过 滤 器 ch4 阻火器 tipi o2 pi 取样口 排 水 器 变频器 控制器 uv 安全风机 t1 pi 取样口 排水 来气 pt 罗茨风机 pi 丙烷罐 pi 排水口 （2）火炬功能描述 升压功能 升压

43、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，

44、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 1.2.4.5 供排水系统 1、设计依据 a.建筑给水排水设计规范 （gb50015-2003） b.室外给水设计规范（gb500132006） c.室外排水设计规范（gb50014-2006） d.泵站设计规范（gb50265-2010） 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

45、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 380 m3/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

46、机组的最大补充水量为 25.7m3/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 1-14 序号序号项目项目 需水量需水量 (m3/h) 回收水量回收水量 (m3/h) 实耗水量实耗水量 (m3/h) 1冷却塔蒸发损失(1.2%)4.5604.56 2冷却塔风吹及泄漏损失(0.1%)0.3800.38 3冷却塔排污损失(0.5%)1.901.9 4生活用水量101 5软化水4.604.6 6脱硫用水12012 7其它用水1.2601.26 总计25.7025.7 6、供水系统选择及布置 （1）循环供水系统方案 根据水源条

47、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 2250 m3/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 q=400m3/h，扬程 h=22m，电机功率 n=30kw。 （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

48、智能除垢型电子水处理仪。经济流量为 400 m3/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 1-15 设备名称设备名称数量数量参数参数功率（功率（kw） 逆流式玻璃钢冷却塔两台 t=8，湿球温度=28， q=200m3/h 11 标准单级泵两台q=400m3/h，h=22m30 智能除垢型电子水处理仪一台q=400m3/h0.2 （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：q=20m3/h，h=3

49、0mh2o，n=3kw 7、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。 1.2.4.6 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 2mw+1 台 1mw 的燃气发 电机组，发电机出口电压均为 10.5kv，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

50、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 scb10-320/10 的厂用变压器，变比为 10.5kv22.5%/0.4kv，0.4kv 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 0.4kv 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

51、 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 scb10-320/10 型干式变压器，变比为 10.5kv22.5%/0.4kv （2）10kv 配电装置采用 kyn28-12 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

52、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。

53、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 gb50057-94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

54、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 tn-c-s 系统， 接地装置采用 50、l=2500mm、=3.5mm 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

55、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 gb 502

56、17-94 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。 1.2.4.7 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

57、、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

58、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

59、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

60、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 0.5%时应声光报警；当泄露沼气中甲烷含 量达到 1.0%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。 1.2.4.8 土建部分 1、主要建（构）筑物 本工程主要建（构）筑物见表 1-16： 主要建(构)筑物一览表表 1-16 序号序号名称名称规格规格单位单位数量数量