新乡市田园乳业有限公司初步设计说明书(定稿)

1、目录第一章项目综述51.1 项目摘要 . . 51.2 主要设计依据 . . 61.3 设计指导思想及设计原则. . 71.3.1 设计指导思想： . . 71.3.2 设计原则： . . 7第二章工艺总说明92.1 预处理工艺选择 . . 92.1.1 格栅 . . 92.1.2 调粪池 . . 92.1.3 调节池 . . 92.1.4 沉砂池 . . 92.2 厌氧消化处理工艺 . . 92.2.1 进料方式 . . 92.2.2 厌氧处理工艺 . . 102.2.3 厌氧发酵罐结构碳钢结构技术. . 112.2.4 厌氧发酵罐配置选择 . . 112.3 保温与增温选择 . . 122

2、.4 沼气应用系统工艺 . 132.4.1 沼气净化工艺 . . 132.4.2 沼气储存工艺 . . 132.4.3 沼气输配工艺 . . 142.5 工艺流程 . . 142.6 工艺流程说明 . . 15第三章总平面设计说明163.1 总体设计指导思想 . . 163.2 布局划分 . . 163.3 沼气站布置 . . 173.4 平面布置原则 . . 173.5 平面布置 . . 173.6 总体设计 . . 173.7 厂区给排水 . . 193.8 道路及绿化 . . 193.9 形象设计 . . 19第四章工艺单元设计与设备选型204.1 工艺参数设计 . . 204.2 工艺

3、设计 . . 214.2.1预处理系统 . 214.2.2厌氧发酵系统 . 234.2.3沼气储存及净化系统 . 254.2.4 尾气处理系统 . . 274.2.5 沼气站设备选型 . . 27第五章建筑与结构设计说明315.1 沼液池 . . 315.2 干化场 . . 315.3 厌氧发酵罐基础 . . 325.4 湿式贮气柜基础 . . 335.5 净化间 . . 335.6 值班室、发电机房 . 335.7 锅炉房 . 345.8 结构标准依据 . . 345.9 自然条件适应范围 . . 34第六章 消防与安全生产366.1 设计依据 . . 366.2 设计内容 . . 36第七

4、章 电气说明377.1 设计依据 . . 377.2 设计原则 . . 377.3 设计说明 . . 377.3.1 供电设计 . . 377.3.2 照明设计 . . 387.3.3 动力设计 . . 387.3.4 防雷与接地 . . 387.4 控制设计 . . 39第八章“三沼”利用设计说明408.1 沼气利用 . . 408.1.1 沼气利用方式 . . 408.1.2 沼气净化方式 . . 418.1.3 沼气集中供气输配系统 . . 418.1.2 沼气发电系统 . . 418.1.3 发电机系统 . . 428.2 沼液利用设计 . . 438.2.1沼液产量 . 448.2.

5、2沼液利用设备. 458.3 沼渣利用设计 . . 45第九章项目组织管理469.1 项目组织管理 . . 469.2 项目建设管理 . . 469.3 项目资金管理 . . 46第十章 运行管理和劳动定员4710.1 运行管理 . . 4710.2 维护保养 . . 4710.3 岗位定员 . . 4810.4 人员培训 . . 4810.5 使用及维修 . . 49第十一章 安全生产与劳动保护5011.1 工程设计措施 . . 5011.2 安全操作方案 . . 50第十二章 施工组织设计5212.1 编制依据 . . 5212.2 工程概况 . . 5212.3 施工中应严格遵循下列有关

6、规范、规程、规定. . 5212.4 施工部署 . . 5312.4.1 施工项目管理机构及各部门的主要职责. . 5312.4.2 施工管理 . . 5912.4.3 施工力量的组织配备 . . 6012.4.4施工机械配备 . 6012.5 施工前的准备及现场平面布置 . 6112.5.1 施工前的准备 . . 6112.5.2现场平面布置 . 6212.6 施工工期及保证措施 . . 6212.6.1 施工进度计划安排 . . 6212.6.2 工期保证措施 . . 6312.7 施工质量及保证措施 . . 6512.7.1 质量目标 . . 6512.7.2 质量管理组织机构与管理体系

7、. . 6512.7.3 质量保证管理措施 . . 6512.7.4 质量保证控制措施 . . 6612.8 主要施工方法及技术措施. . 6712.8.1罐体工程 . 6712.8.2管道施工 . 6712.8.3气密试压 . 6912.9 安全生产保证措施 . . 7012.9.1确立安全检查制度 . 7012.9.2机电、设备安全保证措施 . 7212.9.3临时用电安全保证措施 . 7212.9.4 安全防火 . . 7412.10 文明施工及环保措施 . . 7612.10.1文明施工保证措施 . 7612.10.2环境保护措施 . 78第十三章环境管理和安全防护8113.1 设计依

8、据 . . 8113.2 工程概况 . . 8113.3 设计的范围及设计原则 . . 8113.4 环境保护措施 . . 8213.5 绿化美化 . . 8313.6 施工期环境影响及应对办法. . 8313.7 运行期环境影响及应对措施. . 83第十四章 投资概算与资金筹措8414.1 主要设备 . 8414.2 投资概算 . 8414.3 成本及运行费用 . 8414.3.1 人工费 . . 8414.3.2 动力费用 . . 8514.3.3 维修、维护费： . . 8514.3.4折旧费： . 85第十五章 效益分析8515.1 项目产值 . 8515.1.1沼气产值： . 851

9、5.1.2沼渣产值： . 8515.2 投资回收期 . 8615.3 环境效益 . 8615.4 社会效益 . . 86第一章项目综述1.1 项目摘要1、项目名称新乡市田园乳业有限公司大型沼气工程2、项目建设内容建设内容： 1000m 3厌氧发酵罐 1 座，400m 3气柜 1 座，60m 3调粪池、 60m 3调节池、60m 3沉砂池、 15m3干化场、 300m 3沼液池、 60 净化间、 20 值班室、 40 锅炉房和20 发电机房等。3、项目建设地点辉县市东环路南段路西4、建设目标：项目通过利用养殖粪便污水资源生产沼气，所产沼气用于周边村庄集中供气及发电，提高居民生活用能档次。生产沼气

10、过程中所产生的厌氧发酵残留物沼渣、沼液用于沼气站周围大田作物和瓜果蔬菜生产。项目以沼气工程为纽带，将养殖、能源、种植和生态环境保护有机结合起来，实现养殖场废弃物无害化、资源化、减量化目标。通过生产沼气缓解农村能源供需矛盾，降低常规能源的消耗量，通过沼渣、沼液的施用，生产绿色有机农产品，降低化肥施用量，使养殖业走上能源、生态和环境保护的良性循环轨道，促进农村循环经济可持续发展。5、项目建设年限 2012年 2013 年6、工艺模式升流式固体厌氧反应工艺（预处理+usr ）7、项目投资情况工程投资包括： 沼气站内土建工程；原料预处理、沼气净化、输配气工程及厌氧发酵罐、贮气柜等配套设备的采购、制作、

11、安装；培菌、调试的直接费用和可研、环评、设计、技术培训及企业管理等间接费用。8、项目预算项目初步设计总投资为 :422.35 万元。其中土建工程投资102.9 万元，设备购置投资266.45 万元，其他工程费用38 万元，不可预见费用 15万元。详见初步设计投资清单和预算书。9、资金来源项目总投资 422.35 万元，其中：中央预算内投资150万元，市县投资 63.35 万元，企业自筹 209万元。10、新增效益1、年产沼气 43.2 万立方米；其中供户400户户用及 40kw发电机组发电；2、年产沼渣 2160吨；3、年产沼液肥 2.35 万吨；4、每年三沼（沼气、沼渣、沼液）产值为：89.

12、21 万元。11、经济指标总投资： 422.35 万元投资回收期： 8.39 年1.2 主要设计依据（一） 国家 “十二五”能源发展重点专项规划（二） 中华人民共和国可再生能源法( 三) 中华人民共和国环境保护法(四) 中华人民共和国水污染防治法(五) 中华人民共和国水污染防治法实施细则(六) 中华人民共和国可再生能源法(七) 中华人民共和国畜牧法（八） 钢结构筒仓焊接设计规范 （gb50077-2003 ）（九） 混凝土结构耐久性设计规范 （gb/t50476-2008）（十） 民用建筑设计通则（gb50352-2005 ）（十一）建筑工程抗震设防标准 （gb50223-2008 ）（十二）

13、给排水管道工程设计规范 （gb50268-2008 ）（十三）城镇燃气设计规范 （gb50028-2006 ）（十四）规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范（ny/1222-2006）（十五）沼气工程供气设计规范 （ny/t1220.2-2006）（十六）钢制低压湿式气柜 hg20517-92 （十七）新乡市田园乳业有限公司大型沼气工程可行性研究报告（十七）沼气工程技术规范第 2 部分：供气设计（ ny/t 1220.2-2006 ）（十八）规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范（ny/t 1222-2006 ）（十九）畜禽养殖业污染物排放标准 （gb18596-2001 ）（二十）沼气发酵池设计规范（山

14、东地方标准db37/t150-2007）（二十一）污水综合排放标准（gb8978-1996 ）（二十二）业主提供的有关基础资料及现场踏勘所收集的资料1.3 设计指导思想及设计原则1.3.1 设计指导思想：1、采用先进、成熟、运行可靠的工艺技术，力求技术的先进性、可靠性和适应性原则；2、在确保沼气产量高的前提下，尽量减少投资和运行成本，力求经济效益最大化原则；3、设备质量优良可靠，确保运行稳定，具有良好的性价比原则；4、在利用资源和保护环境的同时，起到示范带动作用，达到生态效益和社会效益最大化原则。1.3.2 设计原则：1、 以“科学、实用、协调、循环、再生”为指导思想，按照“减量化、无害化、资

15、源化、生态化的原则建设沼气示范工程；2、以沼气工程为纽带把能源环境建设和资源循环利用有机结合；3、遵循生态学、经济学的发展观，以生态农业理论为指导，以高新技术为依托，体现现代化生态农业，有机农业的优势，实现资源综合利用，促进良性循环，形成科学、生态、经济、社会多项、多梯级、多功能的生态良性循环系统；4、根据场区实际情况，选择最先进的工艺方案；5、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；6、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；7、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

16、；8、遵循循环经济理念，对整个场区进行能流物流分析和设计，确保沼气工程为企业带来整体最大效益；9、合理开发综合利用，实现“物尽其用”的循环经济和环境效益、经济效益双赢；10、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；11、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，工程建成后可改善周边农户用气与农业用肥等条件，并发挥示范作用，带动地方经济和社会发展；12、按照循环经济理念，依据“资源产品资源循环、再生”模式，把污染治理和资源环境利用有机结合，实现粪便及秸秆无害化、资源化和商品化，形成没有污

17、染和可持续发展的农业循环经济体系。第二章工艺总说明2.1 预处理工艺选择预处理包括格栅、调粪池、沉砂池、调节池等处理单元。2.1.1 格栅格栅的作用是去除废水中的大粒径固体物质，如悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，以保证后续处理单元和水泵的正常运行。2.1.2 调粪池调粪池的功能是将固形物加原水和回流水进行稀释，达到流态化，使之溢流至调节池，同时将比重较大的固形物进行截留。2.1.3 调节池由于原料的收集时间往往比较集中，而厌氧发酵罐的进料通常需要在一天内均匀分配，因此需要设置调节池对粪水的水质水量进行调节。调节池的大小一般要能储存1224h 粪污量。2.1.4 沉砂池用于去除污水中粒径

18、大于0.2mm ，密度大于2.65t/m 3的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。2.2 厌氧消化处理工艺厌氧消化工艺包括进料单元、厌氧消化单元、保温增温单元。2.2.1 进料方式调节池内物料由提升泵向厌氧消化单元进料。由于物料浓度高，提升泵采用污泥泵。进料方式有若干种选择，可以采用均匀进料，也可采用分批进料方式。进料方式与沼气释放量密切相关，通过进料方式可以调控沼气释放阶段，一般情况下，强进料阶段沼气释放量会大幅度增大。本工程设计采取连续进料方式。2.2.2 厌氧处理工艺1

19、、厌氧工艺性能概述升流式厌氧固体反应器（usr ）升流式厌氧固体反应器是一种新型的专用以处理固体物含量较大的反应器，其构造特点是反应器内不设三相分离器和其它构件。含高有机物固体含量（大于5% ）的废液由池底配水系统进入，均匀地分布在反应器的底部，然后上升流通过含有高浓度厌氧微生物的固体床。使废液中的有机固体与厌氧微生物充分接触反应，有机固体被液化发酵和厌氧分解，约有 60% 左右的有机物被转化为沼气。 而产生的沼气随水流上升具有搅拌混合作用，促进了固体与微生物的接触。由于重力作用固体床区有自然沉淀作用，比重较大的固体物（包括微生物、未降解的固体和无机固体等）被累积在固体床下部，使反应器内保持较

20、高的固体量和生物量，可使反应器有较长的微生物和固体滞留时间。通过固体床的水流从池顶的出水渠溢流至池外。在出水溢流渠前设置挡渣板，可减少池内ss的流失，在反应器液面会形成一层浮渣层，在长期稳定运行过程中，浮渣层达到一定厚度后趋于动态平衡。不断有固体被沼气携带到浮渣层，同时也有经脱气的固体返回到固体床区。由于沼气要透过浮渣层进入到反应器顶部的集气室，对浮渣层产生一定的“破碎”作用。对于生产性反应器由于浮渣层表面积较大，浮渣层不会引起堵塞。集气室中的沼气经导管引出池外进入沼气贮柜。反应池设排泥管可将多余的污泥和下沉在底部的惰性物质定期排除。2、厌氧工艺的选择确定各种类型的厌氧工艺各有其优缺点和使用范

21、围，在一定的条件下选择适当的工艺型式是厌氧处理成功的关键所在。usr 厌氧处理技术的技术、经济效益见表1。表 1. 简要概括 usr 厌氧处理技术的技术、经济效益序号类别usr 备注1 原料范围所用类型2 原料 ts浓度610% 3 应用区域全国各地4 水力停留时间8-15 天序号类别usr 备注5 单位能耗低6 单池容积200-2000m37 操作难度中等8 产气率0.8-1.2 9 经济效益最佳在原有 usr工艺基础上，我公司经多年的经验，对其进行了改进，增加无外力设备，使工艺运行更加科学合理，运行成本大幅度降低，安全性进一步加强。改良后的反应器的固体滞留期和微生物滞留期远大于水力滞留期。

22、厌氧罐顶部在出水溢流渠前设置挡渣板，可以减少罐内悬浮固体物质的流失，提高了固体滞留期。固体有机物的分解率与 srt呈正相关， 固体滞留期加长，消化效率就提高10% ；剩余厌氧微生物在重力的作用下沉淀下来，累积在固体床下部，使反应器微生物滞留期加长，既提高处理效率，又降低微生物对外加营养物质的需求，减少污泥的损失量。usr 构造原理图2.2.3 厌氧发酵罐结构 碳钢结构技术利用碳素钢板q235b现场焊接，一次性密封较好，施工周期短，造价低，便于大容积加工和提高高径比，运行管理方便。结合本工程特点，主体厌氧发酵罐选择钢结构，即用碳素钢板现场焊接，采用环氧煤沥青漆进行内表面现场防腐，以方便使用和运行

23、管理。2.2.4 厌氧发酵罐配置选择高浓度厌氧发酵罐内应使进料均匀分布于罐体底部并充分与厌氧微生物接触。采用多管进料和利用沼气上浮解析实现物料的搅拌。罐底设排渣系统，定期将罐底惰性污泥排出。排出的污泥进入沼肥储存池，然后运送到下一个处理单元。反应器上部设排水系统。排水采用堰槽出水方式，溢流进入下一个处理单元。2.3 保温与增温选择厌氧消化反应过程受温度影响很大，本项目厌氧处理单元设计为中温，其最佳温度范围为 3238。为了保证厌氧反应在冬季仍可正常运行，必须对系统实施整体保温措施，同时还需对厌氧发酵罐进水进行增温处理。 1 、保温系统整体保温包括管道、阀门保温；配料池、厌氧发酵罐以及贮气柜的保

24、温。对于各种管路则地埋，地上管路采用北方地区常规保温方式实现；对厌氧发酵罐、沼气贮气柜，采用pvc泡沫板、石棉等材料进行强化保温。另外，在厌氧发酵罐旁边设置一个沼气净化间，尽可能地将管路、阀门设置在该房间内，起到保温作用。 2、增温增温能耗主要分为两部分，一部分为把参与反应物料的温度由常温提升到反应温度，这一过程主要在进料池中进行，另一部分是保证usr反应器在相对稳定的温度下运行，补偿其运行过程中散失到环境中的能量。为降低反应过程中的能耗，在本设计中一方面采用较高的物料浓度，在保证有机负荷不变的情况下，降低水的含量，降低物料增温能耗。另一方面，在反应器罐体外增设一层保温层，以降低反应器的热量散

25、失。在罐体内底部设置加温盘管，用热水进行加热。为保证反应器的正常启动以及热源的稳定性，本系统中采用煤气两用锅炉产生的热水作为热源。根据其中：式中 qg 容积式水加热器的设计小时供热量（w ） ；qh 设计小时耗热量（w ） ；有效贮热容积系数；容积式水加热器0.75 ，导流型容积式水加热器0.85；vr总贮热容积（l） ；包括罐体、调节池、沉砂池等。t设计小时耗热量持续时间（h） ，t24h；tr 热水温度（） ，按设计水加热器出水温度或贮水温度计算；tl 冷水温度（） ；r热水密度（kg/l ） 。计算得出设置一台0.3 吨煤气两用锅炉，并利用沼气发电机余热将循环水加热达到热能综合利用的目的

26、。2.4 沼气应用系统工艺2.4.1 沼气净化工艺厌氧发酵罐刚产出的沼气是含饱和水蒸气的混合气体，除含有气体燃料ch4和惰性气体co2外，还含有 h2s和悬浮的颗粒状杂质。 h2s不仅有毒，而且有很强的腐蚀性。因此新生成的沼气不宜直接作燃料，还需进行气水分离、脱硫等净化处理，其中沼气的脱硫是其主要问题。对于畜禽粪污产生的沼气，其中h2s气体含量约为 2000mg/m3，而沼气作为燃气要求沼气中含 h2s气体含量小于 100 ml/m3。硫化氢是无色气体，有腐烂的鸡蛋的味道，剧毒，易溶于水，其水溶液呈酸性，会腐蚀管道。水的冷凝会造成管路堵塞。因此沼气需要进行脱硫除湿。脱硫有干法和湿法两类。本工程

27、拟采用干法脱硫的方法对沼气进行脱硫处理。干法脱硫系在脱硫塔内装填多层吸收材料，将 h2s吸收并脱去。有多种吸收材料， 常用的为氧化铁。吸收材料应定期更换， 更换周期取决于沼气中h2s的含量。沼气流过吸收材料的速度宜控制在 0.6m3/min 以下，接触时间大于2min。干法脱硫的优点是占地面积小，维护管理简单。厌氧罐中输出的含饱和水蒸气的沼气经过脱硫塔、水封器等专用设备净化处理后贮存在贮气柜中。2.4.2 沼气储存工艺usr厌氧反应器产生的沼气先经过脱硫、除水，再进入贮气柜储存，以供居民使用。由于沼气产用速率之间的不平衡，所以必须设置贮气柜进行调节。本工程采用低压湿式贮气柜来储存沼气。低压湿式

28、贮气柜属可变容积金属柜，它主要由水槽、钟罩、塔节以及升降导向装置所组成。当沼气输入气柜内储存时，放在水槽内的钟罩和塔节依次（按直径由小到大）升高；当沼气从气柜内导出时，塔节和钟罩又依次（按直径由大到小）降落到水槽中。钟罩和塔节、内侧塔节与外侧塔节之间，利用水封将柜内沼气与大气隔绝。因此，随塔节升降，沼气的储存容积和压力是变化的。为了防止腐蚀性分子接触柜体基质，必须使用高内聚不透性的涂料，这种涂料应能抵抗摩擦、撞击及微生物、水、酸对柜体金属表面的侵蚀。为了长久使用，漆膜还必须具有强的黏合性，以防老化脱落。本案选用目前较先进的湿式气柜储存沼气，容积400m3。2.4.3 沼气输配工艺沼气输配系统指

29、从沼气贮气柜至沼气使用前一系列沼气输配设施的总称。对于该大型沼气工程来说，主要指沼气由贮气柜输送到沼气用户的输气管路和相关的阀门组成。沼气输配管道在工程建设中占有相当重要的位置，因此，合理选择性能可靠、施工方便、经济耐用的管材，对安全供气和降低工程造价有着重要意义。沼气输配过程中使用的主要管材是钢管和聚乙烯管。相关的沼气输送管网需要根据当地具体情况进行设计。2.5 工艺流程工艺流程见下图：粪便污水调粪池沉砂池调节池厌氧罐水封器脱硫罐储气罐阻火器发电 / 供户干化场沼液池有机肥沼渣有机肥沼气厌氧发酵处理工艺流程图2.6 工艺流程说明畜禽废水自流入调粪池。经调粪池内的搅拌机的机械混合搅拌及沉淀，去

30、除废水中泥砂等大颗粒物质后进入沉砂池、调节池，池内设有搅拌机，通过搅拌机的搅拌混合达到调节水量、均化水质的目的，调节池出水经污水泵，提升至usr厌氧反应器。 usr厌氧反应器中利用厌氧微生物的新陈代谢作用，大部分有机物得到去除，同时产生大量沼气。沼液自流进入干化场，对沼液进行干燥降低含水量后进入沼液池，经污物泵提升出售，在厌氧反应器不进料时启动循环泵加强内部循环，增强usr反应器的使产甲烷菌与废水充分接触，提高产气率。反应器产生的沼气经水封后进入汽水分离器去除冷凝水，然后进入脱硫塔脱除硫化氢，防止后续单元被腐蚀，脱硫后的沼气进入沼气柜，调节压力后经阻火器（防回火）送至用户使用。沼渣进入干化场，

31、作为制作有机肥的原料。第三章总平面设计说明3.1 总体设计指导思想根据项目可研报告和农业部关于该项目的批复，经过现场实地勘测，收集资料，进行方案讨论，着重从总平面布局、工艺选择、工程结构、配套设施、环境保护、设备、电气、安全、给排水、加热保温、建筑单体和技术经济指标等环节进行分析研究，形成该初步设计方案。在设计方案中，充分利用场地和周边地形条件，提高土地利用率，在满足工艺要求的前提下，努力打造一个整体有序、布局合理、物流畅通、安全、卫生、清洁、环境优美的沼气站。3.2 布局划分根据工程对材料的需求、运输及堆放的要求，合理安排施工场地，力求做到科学、合理、各单项工程同时施工，但不互相影响。3.3

32、 沼气站布置场区周围建设置绿化带，场区绿化采用草坪和灌木类植物，建筑物周围路面硬化，场区物流沿主辅路干道均能行走。沼气站与其它建筑区域相距较远，施工不会造成对周围环境的影响。1、沼气站布置分为两个功能区；一是：沼气生产区，包括厌厌氧发酵罐、贮气柜工程和沼气净化系统；二是：原料储存和预处理加工区，其余部分为绿化草坪和道路，把沼气站连成一个整体。2、沼气站布置依场区现有面积；考虑建筑、农业种植区方位等以及沼气生产各环节和沼气输配方案，沼气站内物流由北到南，各类能流物流运移路程最短。道路各控制点之间纵、横向坡度均大于 1.0 ，场区道路边转弯半径为6m 。3、交通组织 ；沼气站内环形路与整个场区路路

33、畅通，满足消防要求。4、沼气站站外 ：沼气站及养殖区周边为大量农田，距离沼气用户大约3km 。3.4 平面布置原则(1) 满足人流（生产和参观人员流动）、物流（原料、煤炭、灰渣和沼渣沼液的运输）和能流（沼气输配）这“三流”的安全性、独立性和合理性；(2) 满足沼气站同站外的厂区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，按功能区分区布置，一次规划用地，充分考虑到业主远期发展的需要。3.5 平面布置根据 cis 理念，对沼气站的原料存贮和预处理区、厌氧发酵罐和沼气存贮区、沼渣沼液存贮区、办公区的区划、周围环境、场内环境布置等要

34、素进行规划设计，体现周边和场内环境统一和谐。3.6 总体设计（1）沼气工程的总体布置应考虑到远期生产规模扩展的可能性，如必要应依此作出分期建设方案。（2）总体布置应满足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）厌氧发酵罐、贮气柜、输气管道的设计及防火要求见gbj16中的相关规定。（7）各种管线应全面安排，

35、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）应设置废渣等物料堆放及停车的场地。（9）平面布置应留有汽车进出通道，各建筑物间应留有连接通道。其设计应符合下列要求：1） 主要车行道的宽度：单车道为3m ，双车道为 5m ，并应有回车道。车行道转弯半径不小于6m ；2） 人行道的宽度为1m 1.5m；3） 通向建筑物顶端的扶梯与水平面夹角不大于40， 其宽度 0.8 m 1.0 m ；4） 高架物上不经常通行的部位可设置爬梯，其宽度为0.4m；5） 绿地面积不宜小于总面积的30。（10） 沼气工程应设围墙 (

36、栏) 。（11） 各建筑物和构筑物群体效果应与周围环境相协调。（12） 主要畜禽粪便污水处理设施应设置溢流口、排泥管、排空阀和检修人孔。厌氧发酵罐和贮气柜应设有安全窗，确保装置正常运转。（13） 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。（14） 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。（15） 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1.1m。（16） 沼气工程应有保温防冻措施。（17） 沼气工程供电应按三类负荷设计，厂区内设置操作控制间、独立的动力和照明配电系统。（18） 沼气工程的安全、 防爆、防雷与接地参照gb12

37、801 、gb50028 、gbj16 、gb50057 、gbj65等的相关规定执行。（19） 控制室应有良好的照明，设有监控所有设备运转、故障、程序操作、显示的控制屏（台），操作应具有集中与就地操作的功能。应有紧急状态报警装置。应采用可靠的自动控制系统进行自动控制、自动检测。并应设有值班人员休息室。3.7 厂区给排水（1）厂区给水设计厂区生产、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gb 50016-2006的要求，厂 内 只 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

38、 火 用 水 量 为15l/s ，火灾延续时间按2 小时计。给水主管经水表井后引入各用水点。（2）厂区排水设计雨水就近分散排放，厂内生产、生活污水经厂区污水管道收集后回到集污池回到系统进行处理。3.8 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厂区保持一致，人行路宽 1.5 2 米，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 米处种植观赏树木，其它空地铺草坪。3.9 形象设计根据当地的发展趋势和场区所处的位置，装修标准充分考虑当地情况和业主的cis，做到美观、大方，易于清

39、洁，对整个场区进行ci 统一设计，风格统一。第四章工艺单元设计与设备选型4.1 工艺参数设计（1）现存栏奶牛 1000头；（2）有充足的畜禽粪便及污水；（3）日产废水 75m3/d （ts浓度 68） ；（4）发酵料液浓度 8% 左右，根据现有固体粪便和污水量调配，每天进料约75 吨；（5）日产沼气 6001000 m3，年产沼气 43.2 万 m3；（6）供气户数： 400 户气量： 1.5 m3/ 户天；（7）年产沼渣肥 2160 吨；（8）年产沼液肥 2.36 吨；（9）发酵温度：中温（ 355） ；（10）厌氧消化水力滞留期15 天；（11）理论计算日产气量： 3.5 公斤干物质产 1

40、m3沼气；（12）沼气甲烷含量： 55% 以上。4.2 工艺设计整个工艺包括 ：预处理系统、厌氧发酵系统、沼气净化系统、沼气贮存系统、沼气利用系统、沼液利用系统、沼渣利用系统。4.2.1 预处理系统1、调粪池：固体粪便通过粪车送到调粪池， 与养殖废水混合经搅拌机搅拌匀， 再经沉砂和水解酸化，使干物质浓度（ 5% 左右）达到进料要求。结构：钢筋混凝土结构停留时间： 24h 尺寸： 6.0m3.0m 3.5m 总 容 积：63m3有效容积： 60m 3数量： 1 座配套设备：名称：搅拌机规格型号： hyjb-1200-3.0 功率：3.0kw 数量：1 台2、沉砂池：经粪草分离后的粪液流入沉砂池中

41、，将粪液中泥砂沉淀下来，尽量减少发酵液中的泥砂含量，避免因泥砂进入发酵罐内造成於积成为死区。结构：钢筋混凝土结构停留时间： 24h 尺寸： 6.0m3.0m 3.5m 总 容 积：63m3有效容积： 60m 3数量： 1 座3、调节池：先将粪便污水经过预处理后，进入调节池进行预加热，特别是在冬季为防止进料温度低，造成厌氧发酵罐内温度降低，须在进料的同时对新鲜料液预先加热，减少对发酵温度的冲击。结构：钢筋混凝土结构停留时间： 24h 尺寸： 6.0m3.0m 3.5m 总 容 积：63m3有效容积： 60m 3配套设备：a) 名称：搅拌机规格型号： hyjb-1200-3.0 功率：3.0kw

42、数量：1 台b) 名称：提升泵规格型号：21/2pw-50-25-5.5 流量： 50m 3/h 扬程： 25m 功率： 5.5kw 数量：2 台（1 用 1 备）4.2.2 厌氧发酵系统1、厌氧发酵罐：建设容积为 1000m3厌氧发酵罐（ usr ）一座，采用中温（ 35）发酵，利用循环加热装置进行原料预热和发酵罐料液循环加热增温，以维持中温发酵的条件，并使昼夜温差不超过 1。除此以外还应做好保温， 最大可能的减少发酵温度降低。厌氧发酵滞留期与原料特性、发酵温度有关。容积： 1000立方米滞留期： 15 天尺寸： 10400mm 11800mm 数量： 1 座配套设备：、名称：沼液回流泵规格

43、型号： qw80-10-4.0 流量：80m 3/h 扬程：10m 功率：4.0kw 数量：1 台罐体设计：1、发酵罐筒体设计计算考虑到介质对筒壁的腐蚀作用，在设计筒体所需厚度时，还应在计算厚度d 的基础上，增加腐蚀裕度 c2。由此得到筒体的设计厚度为式中 d- 圆筒计算厚度， mm ： d- 圆筒设计厚度， mm ； di- 圆筒内径， mm ； p- 容器设计压力， mpa ；f- 焊接接头系数。根据以上公式计算：筒体直径 10400mm 液面高度 11500mm 内部气体压力 0.4mmh2o 设计温度 301)筒体计算厚度计算厚度 5.49mm (2) 筒体设计厚度设钢板腐蚀率 0.1

44、mm/a 设备使用寿命 15a 设计厚度 6.49mm （3） 筒体名义厚度钢板负差率 0.6mm 圆整值 0.91mm 名义厚度 8.00mm （4） 筒体有效厚度有效厚度 6.40mm （5）选取筒体钢板厚度 8mm 据固定顶储罐罐壁最小厚度 6mm 2、发酵罐封头设计计算受内压的椭圆形封头的计算厚度按下式确定：其中：k-椭圆形封头形状系数， ： - 封头设计厚度， mm ； di- 圆筒内径， mm ； p-容器设计压力， mpa；- 封头直径， mm ；根据以上公式计算：筒体直径 10400mm 液面高度 11500mm 内部气体压力 0.4mmh2o 设计温度中温1)封头计算厚度计算

45、厚度 0.18mm 2)封头设计厚度设钢板腐蚀率 0.05mm/a 设备使用寿命 15a 设计厚度 0.68mm 3)筒体名义厚度钢板负差率 0.5mm 圆整值 4.82mm 名义厚度 6.00mm 4)筒体有效厚度有效厚度 5.00mm 5)选取筒体钢板厚度 6mm 据固定顶储罐罐壁最小厚度 5.5mm 4.2.3 沼气储存及净化系统1、沼气净化装置：沼气发酵时会有水分蒸发进入沼气，由于微生物对蛋白质的分解或硫酸盐的还原作用也会有一定量硫化氢 (h2s)气体生成。 水的冷凝会造成管路堵塞， h2s是一种腐蚀性很强的气体，它可引起管道及仪表的快速腐蚀。h2s本身及燃烧时生成的so2、h2so3

46、、h2so4对人都有毒害作用。所以必须设法脱除沼气中的水和 h2s。沼气的净化一般包括沼气的脱水、脱硫。（一）沼气的脱水采用重力方法，并在输送沼气管路的最低点将管路中冷凝水排除。（二）沼气脱硫采用干式脱硫法脱硫。脱硫后达到用于能源直接燃烧的沼气中h2s浓度低于 20mg/m3。1)脱硫塔：型号：hytl-1200 数量：2 套2)水封：型号：hysf-1000 数量： 1 台3)干式阻火器：型号：hyzh 800 数量：1 台2、贮气柜：中温（ 35）发酵，在稳定的工作状况下，每天可产沼气1000m3左右。沼气经脱水、脱硫，计量后进入湿式贮气柜，再通过输配气系统送到其他设备使用。湿式贮气柜由罐

47、体和浮罩组成，底座和浮罩围成的内腔用于贮存沼气，采用水密封。该贮气系统靠配重调节贮气压力，其特点是气柜由浮罩的升降在一定的范围内控制用气量和罐体贮气压力，贮气和供气工作气压稳定，输气距离可达数公里。但这种贮气方式的弱点是冬季结冰问题，可采用加温装置，解决结冰问题。本项目采用水池上部加温盘管，水池外保温等措施，解决气柜冬季结冰御寒问题，完全可以克服冬季运行的不利影响。（1）沼气产量；根据设计计算，系统可产生沼气量1000m3/d 。沼气的主要成分是甲烷（ch4） ，通常占总体积的6070。甲烷完全燃烧时仅生成二氧化碳和水，并释放出热能，是一种清洁燃料。（2）贮气柜体积；有效容积： 400 m3尺

48、寸：10800mm 5500mm (3) 制作基本要求 ；根据地勘资料要求，处理地基，贮气柜基础直径11.8 米，基坑下挖 1.2 米，原土层夯实，基础垫层材料石头，厚600mm ，水泥砂浆灌缝，双向单层钢筋混凝土基础厚600mm ，混凝土标号 c25 。钟罩采用国标6mmq235b碳钢板制作。筒体直径 10800mm 内部气体压力 400mmh2o 设计温度常温1. 筒体计算厚度 : 计算厚度 5.49mm 2. 筒体设计厚度设钢板腐蚀率 0.1mm/a 设备使用寿命 15a 设计厚度 6.49mm 3. 筒体名义厚度钢板负差率 0.6mm 圆整值 0.91mm 名义厚度 8.00mm 4.

49、 筒体有效厚度有效厚度 6.40mm 5. 选取筒体钢板厚度 8mm 据固定顶储罐罐壁最小厚度 6mm 4.2.4 尾气处理系统1、火炬为了避免排空的沼气造成大气污染，本工程中设置沼气火炬，火炬为二段式燃烧，由压力检测自动控制。数量： 1 套规格：内燃式 100m 3/h 4.2.5 沼气站设备选型1、设备选型原则（1）. 设备性能先进（2）. 设备功率与生产规模相匹配（3）. 节能高效（4）. 操作安全、稳定可靠、维修方便（5）. 环保、噪音小2、设备规格型号主体设备： 1000m3厌氧发酵罐 1 座、400m3贮气柜 1 座；配套设备有： 脱硫塔、脱水装置、提升泵、搅拌机、热水锅炉、供气和

50、输配气管网及运行监控的温度传感器、压力表、流量表、监控仪等。设备明细表序号名称规格单位数量1 格栅q235b碳钢焊接栅距 5mm 套12 搅拌机hyjb-1200-3.0 套23 厌氧罐q335b 碳钢焊接套10004 气柜q235b 碳钢焊接套4005 正负压保护器套16 脱硫塔内装脱硫剂 340kg 台27 水封器内装粒径 5-8mm石英砂台18 干式阻火器台19 回流泵qw80-10-4.0 台110 进料泵21/2pw-5.5-50-25 台211 沼液泵80qw50-15-4 台112 防雷接地系统pdg-380v 套113 配电柜套114 火炬100m 3/h 套115 发电机组4

51、0kw40gft 台116 发电机余热回收系统发电机余热套117 温度传感器台118 甲烷泄漏报警器套219 煤气两用锅炉lsh1-0.3 台120 电器控制系统套121 管材管件套122 自控系统套123 消火栓及消防设备套124 ci 及喷绘套125 仪器仪表套126 供户设备套3003、沼气输气管道、管件及沼气利用（400户）器具明细表、沼气输气管道、管件及沼气利用（400户）器具明细表序号名称产地规格单位数量备注一管材1 pe沼气管江阴华亚塑胶有限公司?125m 4800 2 pe沼气管江阴华亚塑胶有限公司?50m 1860 3 镀锌天津友发热管公司?15m 5800 二闸阀1 pe闸

52、阀江阴大金橡塑有限公司?125个2 2 pe闸阀江阴大金橡塑有限公司?50个48 3 pe闸阀江阴大金橡塑有限公司?15个310 4 铜球阀天津友发热管公司?15个310 三三通1 pe异径三通江阴大金橡塑有限公司?12550 个22 2 pe异径三通江阴大金橡塑有限公司?5015 个310 四pe弯头1 pe弯头江阴大金橡塑有限公司?125个6 2 pe弯头江阴大金橡塑有限公司?50个66 3 镀锌弯头天津友发热管公司?15个1200 五膨胀节1 pe膨胀节江阴大金橡塑有限公司?125个96 2 pe膨胀节江阴大金橡塑有限公司?50个38 六pe管堵江阴大金橡塑有限公司各种个20 七pe套管

53、江阴大金橡塑有限公司各种个160 八镀锌管卡天津友发热管公司?50支860 九镀锌接头天津友发热管公司?15个1300 十集排水井山东恒业非标个10 十一计量表天津市自动化仪表十厂g2.5-ic 卡支300 十二灶具北京合百意灶具厂jzz2-ai-12a 台300 第五章建筑与结构设计说明5.1 沼液池沼气站每天产生可利用沼肥60m3，沼肥是优质有机肥，农季沼渣沼液可直施入沼气站周围农田作肥料，远远供不应求。冬季用作沼气站附近有机蔬菜温室大棚。沼液池的设计容积 300m 3，容纳 23 天的沼液备用。根据进水浓度和处理负荷确定hrt ： lv=c/hrt ， 再由进水流量确定池体容积： v=q

54、 hrt 。尺寸：10000mm 8000mm 4000mm 停留时间： 48h72h 容积：320m3 有效容积： 300m 3结构：钢混数量：1 座配套设备：名称：沼液泵规格型号： 80qw50-15-4 流量：50m 3/h 扬程：15m 功率：4kw 数量：1 台5.2 干化场减少沼液中的含水量，为进一步的沼渣浓缩制作有机肥作准备。尺寸：8000mm 3000mm 600mm 停留时间： 0.5h 容积：16.80m3 有效容积： 15m 3结构：钢砼数量：1 座5.3 厌氧发酵罐基础罐体直径 10.4m，运行重量 1500吨，地基承载力特征值fk=120kpa，混凝土强度 c25 ，

55、混凝土保护层 40mm ，钢筋采用 hrb400(fy=360 kpa), 基础直径采用 11.4m，基础厚度 500mm 。1、地基承载力验算：根据建筑地基基础设计规范5.2.2 条：pk=(fk+gk)/a=15009.8/ （11.411.4/4)+25 0.5 =127kpa=fk（满足地基承载力要求）2、受冲切承载力验算：根据建筑地基基础设计规范8.4.5 条：hp=1.0 ft=14.3 103 kpah0=500-50=450mm fl=15009.8=14700kn0.7 hpftumh0=0.7 1.014.3103 (10.4+0.45) 0.45 =153500kn fl

56、（满足基础冲切验算要求）3、基础底板边缘悬挑部分配筋设计计算：根据建筑地基基础设计规范8.4.10 条：基础底板最大弯矩：m=0.51.35120(11.4-10.4)/22=81kn m as=m/(0.9fyh0)=159 106/(0.9 360450)= 1091m2配筋12100 （1130 m2） 。4、基础顶板配筋设计计算：根据建筑地基基础设计规范8.4.11 条：弯矩为 m=0 ，配筋采用最小配筋率构造设计：as=0.15% 1000450=675 m2配筋12200 （770 m2） 。 。5.4 湿式贮气柜基础罐体直径 9.8m，运行重量 500吨，地基承载力特征值fk=1

57、20kpa，混凝土强度 c25 ，混凝土保护层 1000mm ，钢筋采用 hrb400(fy=360 kpa), 基础直径采用 10.8m，基础厚度 500mm 。1、地基承载力验算：根据建筑地基基础设计规范5.2.2 条：pk=(fk+gk)/a=5009.8/ （10.8 10.8 /4)+25 0.4 =49 kpafk（满足地基承载力要求）2、受冲切承载力验算 ：根据建筑地基基础设计规范8.4.5 条：基础直径与罐体直径相同，无冲切破坏锥体，无需做基础冲切验算3、基础配筋设计：根据建筑地基基础设计规范8.4.11 条：弯矩为 m=0 ，配筋采用最小配筋率构造设计：as=0.15% 10

58、00400=600 m2配筋12200 （665 m2） 。5.5 净化间设备间面积为60m2，长为 12000mm ，宽为 5000mm ，砖混结构，蓝色彩钢复合板屋面，配电、上料及沼气净化设备安装其中，内墙刮白色防瓷，外墙涂刷米黄色涂料。尺寸：12000mm 5000mm 3600mm 面积：60m3 结构：砖混数量：1 座5.6 值班室、发电机房值班室、锅炉房、发电机房面积均为20m2，砖混结构。长 6000mm ，宽 3300mm ，主要是为沼气站工作人员提供值班、休息场所，墙体砖混结构，钢筋砼现浇屋面，内墙刮白色防瓷，外墙涂刷米黄色涂料。尺寸：6000mm 3300mm 3600mm

59、 面积：19.8m3 结构：砖混数量：2 座5.7 锅炉房锅炉房面积均为40m2，砖混结构。长6000mm ，宽 6600mm ，主要是为沼气站提供热源，墙体砖混结构，钢筋砼现浇屋面，内墙刮白色防瓷，外墙涂刷米黄色涂料。尺寸：6000mm 3300mm 3600mm 面积：19.8m3 结构：砖混数量：1 座5.8 结构标准依据1、 建筑结构荷载规范 gb50009-2001 2、 混凝土结构设计规范gb50010-2002 3、 建筑抗震设计规范 gb50011-2001 4、 建筑工程抗震设防分类标准gb50223-2008 5、 建筑地基基础设计规范gb50007-2002 6、 砖体结

60、构设计规范 gb50003-2001 7、 混凝土结构耐久性设计规范gb/t50476-2008 8、 建筑设计防火规范 gb50016-2006 9、 建筑物防雷设计规范gb50057-2010 5.9 自然条件适应范围1、基本风压 0.35kn/m22、基本雪压 0.30 kn/m23、标准冻深 80cm 4、地震基本裂度 7 度5、抗震设防裂度 7 度设计基本加速度值0.10g 6、场地类别类7、工程地质情况地基承载力特征值fak=120kpa 8、设计荷载活荷载：不上人屋面 0.5 kn/m2上人屋面 2.0 kn/m29、结构使用年限 50 年10、建筑结构的安全等级二级第六章 消防