农村沼气站建设项目可行性研究报告

PAGEPAGE108目录TOC\o"1-2"\h\z\u第1章项目摘要 11.1项目摘要 11.2可行性报告编制依据 61.3结论 7第2章项目建设背景和必要性 82.1项目建设背景 82.2项目建设的必要性 92.3项目建设可行性 11第3章产品市场预测与分析 133.1我国沼气发展现状 133.2市场分析预测 14第4章建设地址及建设条件 164.1项目选址原则 164.2建设地点 164.3项目建设条件 19第5章项目总体建设方案 215.1指导思想 215.2建设原则 215.3建设目标 215.4总体建设方案 225.5产品方案 23第6章工艺技术方案 266.1沼气工艺技术 266.2沼气罐装系统工艺 336.3储气分站储气/用气系统 346.4监测系统 346.5主要设备选型 41第7章项目建设内容 467.1土建工程 467.2燃气外管网敷设 65第8章投资估算及资金筹措 738.1编制依据 738.2投资估算 738.3资金筹措 81第9章建设期限和实施进度 829.1项目建设期限 829.2进度安排的说明 829.3项目实施进度安排 82第10章环境保护、安全生产与节能 8310.1环境保护 8310.2安全生产 8410.3节能 85第11章项目组织管理与运行 8611.1项目筹建时期的组织与管理 8611.2项目运行时期的组织与管理 8711.3劳动定员 9011.4人员培训 90第12章效益分析与风险评价 9112.1效益分析 9112.2风险评价 93第13章招标方案 9713.1招标依据 9713.2招标范围 9813.3招标方式 9813.4招标组织 9813.5招标程序 9813.6评标程序 99第14章结论和建议 10014.1结论 10014.2建议 100第15章附表及附图 10215.1附表 10215.2附图 102第1章项目摘要1.1项目摘要1.1.1项目名称密云县西田各庄镇绿色燃气工程1.1.2建设性质新建项目1.1.3建设单位密云县西田各庄镇人民政府1.1.4建设地点本项目建设地点位于北京市密云县西田各庄镇，其中：（1）新建沼气总站2个，分别位于密云县西田各庄镇康各庄村、河北庄村，总占地面积为80332m2。其中康各庄村沼气总站占地面积为68342m2；河北庄村沼气总站占地面积为11990m2。（2）新建沼气储气分站8个，总占地面积为5109.8m2，其中：分站1位于西沙地村，占地面积为375m2；分站2位于康各庄村，占地面积为768m2；分站3位于马营村，占地面积为609m2；分站4位于河北庄村，占地面积为490m2；分站5位于董各庄村，占地面积为825m2；分站6位于西恒河村，占地面积为908m2；分站7位于建新村，占地面积为400m2；分站8位于大辛村，占地面积为734.8m2。（3）燃气外管网敷设沿西田各庄镇西沙地、西庄户、西康各庄、卸甲山、马营、河北庄、西田各庄、董各庄、瞳里、恒河、渤海寨、水洼屯、苍头、建新、沿村、大辛村共16个村庄道路敷设。1.1.5建设年限本项目建设期限为2年，2011年9月～2013年8月。1.1.6建设目标本项目总体建设目标是通过对畜禽粪便生物质可再生能源的开发与利用，提高能源利用效率，减少环境污染。具体建设目标是：项目建设大型沼气工程13000m3规模，每天处理康各庄村及河北庄村两个奶牛养殖基地所产生的粪便及污水共计325吨，作为原料进行发酵制成沼气。项目建成后可解决西田各庄镇16个行政村9974户共计约2.4万农村居民的生活用气，改变农村居民生后能源消费结构，缓解能源供应，提高农村居民生活水平。同时可每年减少CO2排放5.3万吨，有效地控制温室气体排放，达到了养牛基地废弃物的无害化、资源化和减量化的目标，净化了周边环境，促进循环经济发展，建设资源节约型、环境友好型社会。1.1.7建设规模及内容本项目利用康各庄村及河北庄村两个奶牛养殖基地所产生的粪便及污水作为原料进行发酵制成沼气，将沼气净化后用压缩气槽车送至西田各庄镇8个沼气储气分站储气柜中。利用村级管线输送至农户家中作为清洁能源使用。项目建成后，日产沼气量达到13000m3。主要内容包括沼气总站建设、沼气储气分站建设及燃气外管网敷设三部分。（1）沼气总站建设新建沼气总站2个，其中：1)康各庄沼气总站康各庄沼气总站正常生产期日产沼气为10000m3。主要建设内容包括土建工程、沼气生产设备购置及安装、场区工程建设三部分。①土建工程主要包括预处理间、固液分离间、净化间、锅炉房、控制室、监控室、沼渣处理间、匀浆池、沼液池、调节池、厌氧发酵罐基础、储气柜基础等。具体情况详见表1-1：表1-1：康各庄沼气总站土建工程明细表序号项目名称单位数量1预处理间m21502固液分离间m2543沼气净化间m2604锅炉房m2485控制室m2606监控室m2307沼渣处理间m22008匀浆池m39729厌氧发酵罐基础m3125610储气柜基础m340011储水罐基础m37712沼液池m31567513调节池m3200②沼气生产设备购置及安装康各庄沼气总站生产设备购置及安装共102台/套，主要包括匀浆池搅拌机、厌氧进料泵、厌氧消化罐（有效容积2500m3）、厌氧罐顶搅拌机、厌氧罐破壳搅拌机、厌氧罐回流泵、操作平台及爬梯、热水贮罐（有效容积200m3）、双膜球型干式贮气柜、生物脱硫器系统、冷凝除水系统、凝水器、干式阻火器、沼气流量计、沼气成分分析仪、热水循环泵、太阳能集热系统、太阳能自循环系统循环泵、热水循环泵、固液分离机及配套、热水锅炉及配套设备、沼气输配气系统、工艺管道及阀门、保温与防腐、自控系统、电气系统、场内避雷系统、运输槽车、场内沼气加压系统、发酵罐加热管线、生物附着材料等。③场区工程康各庄沼气总站场区工程包括沼渣干化场、道路、铺装、绿化、围墙、场地整理、室外管线敷设等。其中沼渣干化场面积为1430m2，道路面积为2148m2，铺装面积为13000m2，绿化面积为43880m2，围墙长1197m，场地整理68342m2,室外给水管线敷设长度为510m，室外污水管线敷设长度为672m，室外电缆敷设长度为730m。2)河北庄沼气总站河北庄沼气总站正常生产期日产沼气3000m3.主要建设内容包括土建工程、沼气生产设备购置及安装、场区工程建设三部分。①土建工程主要包括预处理间、固液分离间、净化间、锅炉房、控制室、沼渣处理车间、沼渣库房、匀浆池、沼液池、调节池、厌氧发酵罐基础、储气柜基础等。具体情况详见表1-2：表1-2：河北庄沼气站土建工程明细表序号项目名称单位数量1预处理间m2722固液分离间m2543沼气净化间m2324锅炉房m2485控制室m2606监控室m2247沼渣处理间m21508匀浆池m31209厌氧发酵罐基础m345410储气柜基础m317711储水罐基础m33812沼液池m3352013调节池m348②沼气生产设备购置及安装河北庄沼气总站生产设备购置及安装共54台/套，主要包括匀浆池搅拌机、厌氧进料泵、厌氧消化罐（有效容积3000m3）、厌氧罐顶搅拌机、厌氧罐破壳搅拌机、厌氧罐回流泵、操作平台及爬梯、热储水罐（有效容积100m3）、双膜球型干式贮气柜、生物脱硫器系统、冷凝除水系统、凝水器、干式阻火器、沼气流量计、沼气成分分析仪、热水循环泵、太阳能集热系统、太阳能自循环系统循环泵、热水循环泵、固液分离机及配套、热水锅炉及配套设备、沼气输配气系统、工艺管道及阀门、保温与防腐、自控系统、电气系统、发酵罐加热管线、场内避雷系统、运输槽车、站内沼气加压系统及生物附着材料等。③场区工程河北庄沼气总站场区工程包括沼渣干化场、道路、铺装、绿化、围墙、场地整理、室外管线工程等。其中沼渣干化场面积为1000m2，道路面积为1486m2，铺装面积为2612m2，绿化面积为4315m2，围墙长428m，场地整理11990m2；室外给水管线敷设长度为315m，室外污水管线敷设长度为201m，室外电缆敷设长度为447m。（2）沼气储气分站建设新建沼气储气分站共8个，总供气户数为9974户，主要建设内容包括储气柜、减压装置、储气柜基础、避雷塔、值班室、铺装、绿化、围墙、大门等。每个储气分站具体情况详见表1-3：表1-3：储气分站主要建设内容序号建设内容供气户数储气柜（m3）/个减压装置（套）储气柜基础（m3）避雷塔（m）/个值班室（m2）铺装（m2）绿化（m2）围墙（m）大门（个）1储气分站19415011211319.4415574.567412储气分站21650230014003019.44216127.5610613储气分站3912130012892519.44187108.569414储气分站443560012101819.4416590.568415储气分站52046280014413519.44229130.5611016储气分站6312440001501.73819.44244.5137.36115.617储气分站72208001153.81519.44140.381.4675.618储气分站8149320001376.43019.44209.5124.46103.619合计9974882492.98155.521546.3875.08762.88（3）燃气外管网敷设燃气外管网敷设主要为从每个沼气储气分站到用气村庄内的燃气干线及支线，敷设总长度为411375m，其中：De450管线长度为1000m，De415管线敷设长度为3885m，De355管线敷设长度为2795m，De315管线敷设长度为9880m，De250管线敷设长度为6320m，De200管线敷设长度为3655m，De160管线敷设长度为15230m，De110管线敷设长度为36342m，De90管线敷设长度为53899m，De63管线敷设长度为92089m，De32管线敷设长度为173630m。1.1.8投资估算项目建设总投资为17750.4万元，包括建筑安装工程费、设备购置费、工程建设其他费、预备费四部分，其中：建筑安装工程费9115.71万元，设备购置费6317.83万元，工程建设其他费用为1155.62万元，预备费为1161.24万元。1.1.9资金筹措项目建设总投资为17750.4万元，项目资金来源为拟全部申请市发改委资金支持。1.1.10主要技术经济指标本项目主要技术经济指标详见表1-3：表1-3：项目主要技术经济指标序号技术经济指标名称单位数量备注1总占地面积m21.1沼气总站占地面积m2803321.1.1康各庄沼气总站m2683421.1.2河北庄沼气总站m2119901.2沼气储气分站占地面积m25沼气储气分站1m23751.2.2沼气储气分站2m27681.2.3沼气储气分站3m26091.2.4沼气储气分站4m24901.2.5沼气储气分站5m28251.2.6沼气储气分站6m29081.2.7沼气储气分站7m24001.2.8沼气储气分站8m2734.82建设规模m3/d130002.1康各庄沼气站m3/d100002.2河北庄沼气站m3/d30003建设内容3.1康各庄沼气总站3.1.1土建工程预处理间m2150固液分离间m254沼气净化间m260锅炉房m248控制室m260监控室m230沼渣处理间m2200匀浆池m3972厌氧发酵罐基础m31256储气柜基础m3400储水罐基础m377沼液池m315675调节池m3200沼渣干化场m214303.1.2设备购置及安装台/套1023.1.3场区工程场区道路m22148场区铺装m213000场区硬化（沼渣干化场）m21430场区绿化m243880围墙m1197给水管线m510污水管线m672低压电缆m7303.2河北庄沼气总站3.2.1土建工程预处理间m272固液分离间m254沼气净化间m232锅炉房m248控制室m260监控室m224沼渣处理间m2150匀浆池m3120厌氧发酵罐基础m3454储气柜基础m3177储水罐基础m338沼液池m33520调节池m348沼渣干化场m210003.1.2设备购置及安装台/套543.1.3场区工程场区道路m21486场区铺装m22612场区硬化（沼渣干化场）m21000场区绿化m24315围墙m428给水管线m315污水管线m201低压电缆m4473.3沼气储气分站个83.3.1沼气储气分站1储气柜-150m3套1减压装置套1储气柜基础m3121避雷塔个1高13m围墙m74值班室m219.44道路铺装m2155绿化m274.56大门个1宽6m3.3.2沼气储气分站2储气柜-2300m3套1减压装置套1储气柜基础m3400避雷塔个1高30m围墙m106值班室m219.44道路铺装m2216绿化m2127.56大门个1宽6m3.3.3沼气储气分站3储气柜-1300m3套1减压装置套1储气柜基础m3289避雷塔个1高25m围墙m94值班室m219.44道路铺装m2187绿化m2108.56大门个1宽6m3.3.4沼气储气分站4储气柜-600m3套1减压装置套1储气柜基础m3210避雷塔个1高18m围墙m84值班室m219.44道路铺装m2165绿化m290.56大门个1宽6m3.3.5沼气储气分站5储气柜-2800m3套1减压装置套1储气柜基础m3254.3避雷塔个1高35m围墙m110值班室m219.44道路铺装m2229绿化m2130.56大门个1宽6m3.3.6沼气储气分站6储气柜-4000m3套1减压装置套1储气柜基础m3501.7避雷塔个1高38m围墙m115.6值班室m219.44道路铺装m2244.5绿化m2137.36大门个1宽6m3.3.7沼气储气分站7储气柜-300m3套1减压装置套1储气柜基础m3153.8避雷塔个1高15m围墙m75.6值班室m219.44道路铺装m2140.3绿化m281.46大门个1宽6m3.3.8沼气储气分站8储气柜-2000m3套1减压装置套1储气柜基础m3376.4避雷塔个1高30m围墙m103.6值班室m219.44道路铺装m2209.5绿化m2124.46大门个1宽6m3.4燃气外管网m4113753.4.1De450m10003.4.2De415m38853.4.3De355m27953.4.4De315m98803.4.5De250m63203.4.6De200m36553.4.7De160m152303.4.8De110m363423.4.9De90m538993.4.10De63m920893.4.11De50m126503.4.12De32m1736304项目建设总投资万元17750.44.1建筑及安装工程费用万元9115.714.2设备购置费万元6317.834.3工程建设其他费万元1155.624.4预备费万元1161.245资金筹措万元17750.45.1市财政支持资金万元17750.45.2自筹资金1.2可行性报告编制依据[1]国家《能源中长期发展规划纲要》（2004-2020）[2]农业部《全国农村沼气工程建设规划》（2006-2010）[3]《中华人民共和国可再生能源法》及相关配套法规[4]《密云县新城规划（2005~2020年）》[5]《沼气工程技术规范》NY/T1220.1～5-2006[6]《规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程》NY/T1221-2006[7]《畜禽养殖业能源环保站运行维护及其安全技术规程》[8]《生态农业中废弃物的处理与再生利用》[9]《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）[10]《北京市密云县2009年统计年鉴》[11]项目设单位提供的其他项目有关材料[12]国家计委、建设部颁发的《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）[13]国家有关技术标准及规范[14]项目单位与可研编制单位签订的合同1.3结论本项目的建设符合国家可再生能源的发展规划，不仅在促进农村经济发展和满足广大农村地区人民生活的能源需求起到了重要的作用，同时解决了奶牛养殖基地环境污染，净化了周边环境，为新农村建设的村容村貌的改善、农民生活质量的提高添上了浓重的一笔，会取得良好的能源效益、环境效益和社会效益。该项目建设目标明确，投资规模适宜，资金筹措有保证，项目组织结构合理，实施计划周密，运行管理规范，具有良好的综合效益，项目具有可行性。第2章项目建设背景和必要性2.1项目建设背景中国是一个农业大国，第六次人口普查居住在乡村的人口为6.74亿人，占比50.32％。农村能源关系到全国1/2以上人口的生活用能供应和生活质量改善的问题。随着我国社会主义新农村的建设，随着农村生活水平的提高，农民和城市居民生活方式越来越趋同，农村对能源的需求量也在急剧上升，传统的能源不能满足农村生活用能，这也加剧了农村能源的供需矛盾。到2010年全国农村能源消费总量已经达到4.27亿吨标准煤，如果农村居民加入到商品能源消费的竞争队伍中来，将会给国家的能源供给带来巨大压力，发展农村能源已成为全面建设小康社会与和谐农村社会的当务之急。农村生活能源是指农村居民在炊事、照明、取暖等日常生活方面所消耗的能源。以2010年的数据为基础，中国农村居民生活用能消费结构中，秸秆占48.33%，薪柴占28.1%，煤占14.08%，电力占5.47%，沼气站2.21%，液化石油气占1.71%。目前，我国农村居民生活用能仍以秸秆、薪柴为主，大部分用于炊事和取暖，优质能源比例低，能源消费结构极不合理。我国是世界最大的发展中国家，拥有丰富的可再生能源。其中，可供农村地区开发利用的可再生能源主要包括生物质能、太阳能、风能、小水电、地热能等。根据农业部对全国农村可再生能源统计结果，截止到2007年底，全国生物质能已经达到了731.4万t标煤，生产沼气量为105.56亿m3；太阳能已经达到了616万t标煤；光伏电池达到了0.32万t标煤；微型水利发电13.3万t标煤；小微型风力机1.9万t标煤。从上述数据来看，可再生能源开发与利用在促进农村经济发展和满足广大农村地区人民生活的能源需求起到了重要的作用。密云县位于北京市东北部，是北京市生态涵养区，县域内经济主要是农业，全县大部分人口为农业人口，分散在几十个村庄中，居住分散，村庄内根本无法实现市政燃气管道供气，能源供应一直是新农村建设中最大的问题。过去农户的能源供给主要靠上山砍柴，近几年因峰山育林和环保要求，农户的能源供给逐步转化为烧煤为主，平均每户年煤消耗量约2吨，农户每年需要支出燃料费约1500元左右，约占农户人均年纯收入的15%。不仅给农户造成过重的负担，同时不能满足农村生活用能，优质能源利用极低。要解决密云县区人民生活能源需求的问题，最佳的途径就是进行可再生能源的开发和利用。目前，西田各庄镇域内有康各庄、河北庄两个奶牛养殖基地，由此产生了大量的畜禽粪便及有机废弃物。西田各庄镇本着养牛基地废弃物无害化、资源化和减量化的原则，充分利用两个奶牛养殖基地所产生的粪便及污水作为原料进行发酵制成绿色燃气-沼气，这样不仅改变农村燃料结构，缓解农村能源供应，同时净化了周边环境。该项目正是在上述背景下提出的。2.2项目建设的必要性2.2.1项目建设是国家产业政策的需要国家《可再生能源中长期发展规划》中明确指出：“清洁利用有机废弃物，推动循环经济发展。在农作物生产及粮食加工、林业生产及木材加工、畜禽养殖、工业生产、城市生活污水、垃圾处理等过程中，会产生大量有机废弃物。如果这些废弃物不能得到合理利用及妥善处理，将会成为环境污染源，对自然生产、大气环境、和人体健康造成危害。利用可再生能源技术，对这些有机废弃物转换成电力、燃气、固体成型燃料等清洁能源，既是保护环境的重要措施，也是充分利用废弃物、变废为宝的重要手段，符合发展循环经济的要求”。本项目利用康各庄村及河北庄村两个奶牛养殖基地所产生的粪便及污水作为原料进行发酵制成沼气，是生物质能的重要发展领域，是国家产业政策发展的需要。2.2.2项目建设是改善农村能源消费结构，促进新农村建设的需要我国人口众多，人均资源不足，能源短缺已经成为经济持续发展的瓶颈之一。特别在我国广大农村，农民收入较低，秸秆、薪柴等生物质能仍是主要生活能源。为了实现经济的可持续发展，我国将大力调整能源结构，积极开发新能源和可再生能源，努力提高能源利用效率。发展沼气工程有利于改善农村能源结构、降低薪柴或秸秆和石油、煤炭等能源消耗强度，增加农村能源供应、缓解农村能源供应紧张状况。本项目通过绿色燃气工程建设，主要解决西田各庄镇16个村农民的生活用能，代替传统的仍以秸秆、薪柴、煤为主生活用能方式，是促进新农村建设的需要。2.2.3项目建设是解决西田各庄镇养殖基地环境污染的需要西田各庄镇康各庄、河北庄养殖基地奶牛存栏量约13000头，日产粪便390t，产生量大，过于集中，如果露天存放，不仅污染地表水，其有毒、有害成分还易渗入到地下水中，严重污染地下水，最终影响奶牛场饮用水，不仅严重地污染周围的环境，也威胁着奶牛基地的持续、健康发展。粪污如果得不到及时处理，产生大量甲烷、二氧化碳等温室气体，污染大气环境，传播疾病，可引发“畜产公害”，这种污染的恶性循环会给奶牛基地的发展造成了严重的危害。并且粪便中含有大量病原体，不经发酵直接施田有潜在危害。本项目充分利用康各庄、河北两个奶牛养殖基地所产生的粪便及污水作为原料进行发酵制成沼气，可有效消除畜禽粪便污染，保护生态环境。2.3项目建设可行性2.3.1政策支持该项目不仅是可再生能源利用项目，也是一项环境保护工程，有利于农业可持续发展。从2000年开始，农业部加大了农村沼气工程的建设力度，先后组织实施了多项惠农工程。2003年后，中央连续多年的一号文件，对加快农村沼气建设提出了明确要求，培养了一支拥有17万名懂技术、会施工、能维护的沼气生产工作队伍。在资金投入上，截至2009年，中央累计投入242亿元。由此可见，国家对建设农村沼气工程是非常重视的，支持的力度也是逐年增加。建设规模奶牛粪污沼气处理利用设施将有利于国家生物质能源的发展，同时进一步减少生产过程中产生的粪污对周边环境造成的污染，使养殖牧场能健康和可持续发展。2.3.2项目技术成熟经过多年的研究、开发、试点示范，我国沼气工程从设计、施工到运行管理比较成熟，其关键工艺设备等成套技术已达到实用阶段。国家制定了一系列于沼气相关的技术标准和建设规范。2.3.3原材料充足该项目原材料主要是康各庄奶牛养殖基地和河北庄奶牛养殖基地排放的粪便和污水。两个养殖基地正常生产期年存栏奶牛约13000头，日产牛粪约325t。养殖基地已经承诺无偿提供原材料供应。本项目的原材料是充足并有保证的。2.3.4农业资源丰富本项目将产生大量的沼渣、沼液，沼渣、沼液含有丰富的有机物和多种养分元素，是良好的土壤改良剂。西田各庄镇是密云县最大的乡镇，周边农田约万亩，设施农业千亩，农业发展极为迅速。项目产生的沼渣、沼液可用于周边的农田肥料，有利于实现种养结合，发展生态农业。综上所述，本项目建设符合国家可再生能源的发展规划，不仅改善农村能源消费结构，缓解能源供应，同时达到了养牛基地废弃物的无害化、资源化和减量化的目标，净化周边环境。且政府政策支持，项目技术成熟，原材料充足，为项目的实施奠定了坚实的基础。因此项目的建设是非常必要和完全可行的。第3章产品市场预测与分析能源是现代社会赖以生存和发展的基础，清洁燃料的供给能力密切关系着国民经济的可持续性发展，是国家战略安全保障的基础之一。中国是能源消耗大国，到2010年，中国石油供需缺口1亿吨，天然气缺口400亿m3。因此，开发洁净可再生能源已成为紧迫的课题。开发“绿色能源”已成为当今世界上工业化国家开源节流、化害为利和保护环境的重要手段。至少有14个工业化国家在开发“绿色能源”方面取得了良好成绩，其中有些国家通过实施“绿色能源”政策，在相当大程度上缓解了本国能源不足的矛盾，而且显著改善了环境。沼气属于生物质能源，是可再生能源之一，不仅在促进农村经济发展和满足广大农村地区人民生活的能源需求起到了重要的作用，其大规模利用为环境保护和缓解气候变化起到重要作用。3.1我国沼气发展现状在传统能源日趋枯竭、环境气候不断恶化的情况下，沼气作为新型的可再生清洁能源越来越受到国内外的普遍关注，我国农村由于在禽畜粪便及秸秆等可用废弃物上的优势，户用沼气发展势头强劲。在全国，农业部测算，截至2008年底，建成的3050万户用沼气和养殖场沼气工程年生产沼气约122亿m3，生产沼肥约3.85亿吨，使用沼气相当于替代1850万吨标准煤，减少排放二氧化碳4500多万吨，替代薪材相当于1.1亿亩林地的年蓄积量，年可为农户直接增收节支150亿元，有近1亿农民得到实惠。而到2010年，4000万户用沼气则可为农民年增收节支200亿元。沼气与常规能源相比，其所占比例非常小，却真正形成了创收的大能源。但户用沼气以单一禽畜粪便为原料，随养殖方式的改变，其短缺问题日益凸显，作为集中供气或者沼气发电，原料来源稳定成为沼气利用的主要困难。目前，我国畜牧业进入一个规模集约化不断扩大、生产不断发展、质量稳步提高、综合生产能力不断增强、经济效益不断提升的新阶段。规模化的养殖方式将产生大量的粪便和污水。因此，当前农业大中型沼气工程呈现不断增长的趋势。1999年数量仅为746处，池容20.83万m3。2003年以后，由于农业部生态富民家园计划等项目的陆续实施，工程建设速度迅猛加快。到2009年底，我国共建成以畜禽粪便等农业废弃物为原料的大中型沼气工程22892座，其中大型沼气工程3717座，总池容284.9万m3。总体看来，最近20多年来，我国沼气正处于快速发展阶段，不仅是户用沼气工程的建设，还是大中型沼气工程建设的推广应用，对改善农村环境卫生、保护和发展生态建设、促进农业可持续发展起到了积极的作用。沼气工程的产业规模、经济性和市场化程度逐年提高，预计在2010－2020年间，大多数沼气能源技术可具有市场竞争力，在2020年以后将会有更快的发展，并逐步成为我国农村的主导能源。3.2市场分析预测沼气是通过发酵方式循环利用的生物质能，具有能源、生态、环保、经济和社会的多重功能，沼气的建设可以改善农村生产生活环境和节约能源。当前，农业生态环境遭到破坏，环境污染日益严重，资源紧张和农民增收缓慢的现实，呼唤具有经济、环境双重效益的农村沼气生态技术。在农村推广应用沼气，既能供给农户生活所需能源，又能减少人畜粪便和生活污水造成的农村面源污染，有效改善农村环境卫生状况，提高农民生活质量和健康水平，为农业生产提供有机肥料，降低农作物病虫害发生率，减少化肥和农药的施用量，从而推动农村种植业和养殖业的发展，促进农业增效和农民增收，是社会主义新农村建设的一项重要举措。沼气是一种优质能源，主要成份是CH4，含量约60%。目前，我国在农村居民生活用能消费中，优质能源增长速度较快，其中农村户用沼气消费增长速度最快，与2000年相比，2009年增长了350.5%。中国农村居民生活用能正朝着商品化、优质化的方向发展。现阶段，我国农村能源供需矛盾虽基本得到改善，但距离小康水平的能源需求仍有较大的差距。2007年，中国农村居民人均生活商品用能量为131kg标煤，仅为城镇居民人均生活用能量的47.6%（城镇居民人均生活用能量为275kg标煤）城乡差距较大。本项目新建的沼气站位于西田各庄镇，共约13000户。目前，该地区农户生活能源主要以薪柴、秸秆、煤为主。随着农村经济的全面发展和生活水平的提高，农村居民生活用能的消费总量也将不断增加，对商品能源的需求增长尤为迅速。如果农村居民加入到商品能源的竞争队伍中来，将会给该地区的能源供给带来巨大压力。因此发展农村能源已成为西田各庄镇全面建设农村小康社会与和和谐农村社会的当务之极。近年来，西田各庄镇规模化养殖逐渐增加，养殖基地中产生的废弃物不仅种类繁多，而且数量巨大。这些废弃物既是宝贵资源又是严重的污染源。以畜禽粪便农业废弃物的综合利用为主的沼气能源开发前景广阔，是解决中国农村能源和实现农村节能减排的主要途径，沼气的发展前景非常广阔。

第4章建设地址及建设条件4.1项目选址原则选择建场地区须符合行业布局，还应考虑地域资源、区域地质、交通运输和环境保护等要素。其主要原则包括：[1]符合国家政策和可再生能源产业发展规划。[2]满足项目对原材料的供应需求。[3]交通方便，运输条件优越。[4]充分利用地形地貌，地质条件符合要求。[5]基础条件适合与沼气工程的特定生产需要和排放要求。[6]市政基础设施具备。[7]农业资源丰富。[8]有可供利用的社会基础设施和协作条件。4.2建设地点本项目新建沼气总站2个，分别位于密云县西田各庄镇康各庄村、河北庄村，总占地面积为80332m2。其中康各庄村沼气总站占地面积为68342m2；河北庄村沼气总站占地面积为11990m2。新建沼气储气分站8个，总占地面积为5109.8m2，其中：分站1位于西沙地村，占地面积为375m2；分站2位于康各庄村，占地面积为768m2；分站3位于马营村，占地面积为609m2；分站4位于河北庄村，占地面积为490m2；分站5位于董各庄村，占地面积为825m2；分站6位于西恒河村，占地面积为908m2；分站7位于建新村，占地面积为400m2；分站8位于大辛村，占地面积为734.8m2。燃气外管网敷设沿西田各庄镇西沙地、西庄户、西康各庄、卸甲山、马营、河北庄、西田各庄、董各庄、瞳里、恒河、渤海寨、水洼屯、苍头、建新、沿村、大辛村共16个村庄道路敷设。将项目建设点选择在此的理由在于：（1）项目沼气总站建设地点均是空地，与养殖基地距离较近。地势较低，污水可沿污水管线自流进集粪池。处于养殖基地下风向，交通便利，远离村庄。（2）项目8个沼气储气分站建设地点均是空地，与村庄距离100m以上，安全距离满足。（3）市政配套设施具备，可从养殖基地和附近村庄接入。（4）项目建设地点四周为农田，其中：西庄户、西田各庄周边有农田8045亩，卸甲山、西康各庄、瞳里、恒河等村有设施农业800亩。项目生产的有机肥运输距离短，有利于实现种养结合，发展生态农业。项目具体建设位置详见下图：项目建设地理位置图4.3项目建设条件4.3.1自然条件（1）地理位置西田各庄镇位于北京密云县城5Km，紧邻101国道，距北京50公里，距塘沽港165Km，南与十里堡镇为邻，西与怀柔县接壤，西北部环山与云蒙山相连，东与溪翁庄镇相接，东经116°49′06〞～16°41′13〞，北纬40°21′23〞～40°31′23〞。镇域面积130Km2。全镇有34个行政村，4个居委会，全镇社会总人口4.3万人，其中农业人口36921人，耕地面积67420亩。人口、耕地均占全县的十分之一。（2）气候条件西田各庄镇属温带大陆性季风气候，受地形影响，冬季多东北风和西北风，春夏秋冬四季明显，降雨多集中在七、八月份，年降雨量在500～600mm。年最高温度33℃，最低温度-15℃,年平均温度8~11℃度左右。4.3.2市政配套条件本项目用水用电均引自项目附近的养殖基地及附近村庄,本项目不涉及红线外市政工程建设。其中（1）康各庄沼气站①给水康各庄养殖基地现有深水井2眼，出水量为20m3/h，水量充足，满足本项目建成后的需要。②供电康各庄养殖基地现有变压器2台，容量均为500KVA，满足本项目建成后的需要。③污水污水管线引自养殖基地，直接自流至集粪池。管径为De400，管材采用PVC管，长度为741m。（2）河北庄沼气站①给水河北庄养殖基地现有深水井2眼，出水量为20m3/h，水量充足，满足本项目建成后的需要。②供电河北庄养殖基地现有变压器1台，容量为500KVA，满足本项目建成后的需要。③排污污水管线引自养殖基地，直接自流至集粪池。管径为De315，管材采用PVC管，长度为201m。4.3.3原材料供应该项目原材料主要是康各庄奶牛养殖基地和河北庄奶牛养殖基地排放的粪便和污水。其中：（1）康各庄奶牛养殖基地正常生产期年存栏奶牛约10000头，清粪方式为水冲式，日排放牛粪250t。（2）河北庄奶牛养殖基地正常生产期年存栏奶牛约3000头，清粪方式为人工干清粪，日排放牛粪75t。该项目原材料主要是鲜粪，两个养殖基地排放的粪便满足本项目的需求。养殖基地已经承诺无偿提供粪便供应，因此，原材料供应是充足并有保证的。第5章项目总体建设方案5.1指导思想全面推进我国农村能源建设，有效改善农民生活条件，提高农村生活用能效率和用能品位，引导农民从传统生活方式向现代文明生活方式的转变。有效推动循环农业发展，实现农业废弃物变废为宝，推进了农业生产的良性循环，有效促进，农业和农村节能减排。5.2建设原则（1）效益为主原则：畜禽粪污是一种有价值的宝贵资源，充分利用畜禽粪污资源是污染防治的重要原则。畜禽粪污经处理后不仅充分考虑该工程沼气的利用，更要保证沼肥的充分理用和直接经济效益的产生。（2）运行稳定性原则：遵循技术先进、工艺成熟、质量可靠的原则，在保证工程运行稳定的前提下，采用国内外先进的工艺和设备，使工程在节能减排领域达到国际先进水平。（3）管理简便原则：合理处理人工操作和自动控制的关系，对于自动化成本高、维修不便的部分采用人工控制；对不便人工操作，且人工成本较高的工艺，采用自动化技术，提高系统运行管理水平。5.3建设目标本项目总体建设目标是：通过对畜禽粪便生物质可再生能源的开发与利用，提高能源利用效率，减少环境污染。具体建设目标是：项目建设大型沼气工程13000m3规模，每天处理康各庄村及河北庄村两个奶牛养殖基地所产生的粪便及污水共计325吨，作为原料进行发酵制成沼气。项目建成后可解决西田各庄镇16个行政村9974户共计约2.4万农村居民的生活用气，改变农村居民生后能源消费结构，缓解能源供应，提高农村居民生活水平。同时可每年减少CO2排放5.3万吨，有效地控制温室气体排放，达到了养牛基地废弃物的无害化、资源化和减量化的目标，净化了周边环境，促进循环经济发展，建设资源节约型、环境友好型社会。5.4总体建设方案本项目总体建设方案是：利用康各庄村及河北庄村两个奶牛养殖基地所产生的粪便及污水作为原料进行发酵制成沼气，将沼气净化后用压缩气槽车送至西田各庄镇8个沼气储气分站储气柜中。再利用村级管线输送至农户家中作为清洁能源使用。主要内容包括沼气总站建设、沼气储气分站建设及燃气管网建设三部分。（1）沼气总站建设在康各庄村及河北庄村两个奶牛养殖基地附近分别建设一个沼气站，利用两个奶牛养殖基地所产生的粪便及污水作为原料进行发酵制成沼气，日产沼气总量达到13000m3，其中：康各庄沼气总站日产沼气量达到10000m3，河北庄沼气总站日产沼气量达到3000m3。生产出的沼气甲烷纯度68%，1m3甲烷完全燃烧可产生37840KJ，68%甲烷含量的沼气热值约为25731.2KJ/m3，1m3沼气的热值相当于0.8kg标准煤。沼气的主要成份是甲烷（55%-70%）二氧化碳（20-30%）、少量的氮、氢和硫化氢等。生产出的沼气经净化处理后，再用压缩气槽车送至西田各庄镇8个沼气储气分站储气柜中。（2）沼气储气分站建设在槽车将高压沼气送至储气分站后，通过减压装置将沼气送入储气分站储气柜临时暂存，再通过村燃气管道送入用户家中。本项目新建8个沼气分站，主要为16个行政村9974个农户提供生活用气。每个分站供气户数及每村用气户数详见表5-1：表5-1：每个沼气储气分站供气户数及每村用气户数明细表序号村名用气户数1分站1（西沙地村）942分站216502.1西庄户村7102.2康各庄村9403分站39123.1卸甲山村6783.2马营村2344分站4（河北庄村）4355分站520465.1西田各庄13765.2董各庄村6706分站631246.1瞳里10306.2恒河2256.3渤海寨4806.4水洼屯2386.5苍头村11517分站7（建新村）2208分站814938.1沿村3588.2大辛11359合计9974（3）燃气管网敷设将8个沼气储气分站的沼气利用西沙地、西庄户、西康各庄、卸甲山、马营、河北庄、西田各庄、董各庄、瞳里、恒河、渤海寨、水洼屯、苍头、建新、沿村、大辛村共16个村燃气管道输送至农户家中作为清洁能源使用。5.5产品方案（1）康各庄沼气总站产品方案①日产沼气量计算康各庄奶牛养殖基地饲养规模10000头，日产牛粪量为：25kg/头*10000头=250吨/天；鲜牛粪含水率83%,总固体物TS为17%，每天产生的牛粪干物质总量=250吨*17%=42.5吨TS；1kg牛粪TS理论上可生产沼气0.38m3，选择水力滞留期为20天，实际产气量可达到理论产气量的74%；因此，每天产出的牛粪的生产出沼气量为：42.5吨TS/日*0.38m3/kg.TS*74%=11951m3/天通过上述计算，康各庄沼气总站每天沼气产量可达11951m3。本项目设计4个发酵罐，每个沼气发酵罐体积2700m3，有效发酵容积25000m3，共计建设规模10800m3，有效发酵容积10000m3。②日产沼渣、沼液产量计算根据厌氧消化器水力滞留期20d，每次排放沼渣沼液为500t。固液分离后，干沼渣50t，沼液450t。（2）河北庄沼气总站产品方案①日产沼气量计算河北庄奶牛养殖基地饲养奶牛规模3000头，采用人工清粪，每天收集的粪污可达到实际产生粪污量的90%。日产生牛粪量=25kg/头*3000头=75吨/天每天可收集的粪污量=75吨/天*90%=67.5吨/天鲜牛粪含水率83%,总固体物TS为17%，每天产生的牛粪干物质总量=67.5吨*17%=11.5吨TS；1kg牛粪TS理论上可生产沼气0.38m3，选择水力滞留期为20天，实际产气量可达到理论产气量的74%；因此，每天产出的牛粪的生产出沼气量为：11.5吨TS/日*0.38m3/kg.TS*74%=3233.8m3/天通过上述计算，河北庄沼气总站每天沼气产量可达3233.8m3。本项目设计1个发酵罐，有效发酵容积3000m3。②沼渣、沼液产量根据厌氧消化器水力滞留期20d，每次排放沼渣沼液为150t。固液分离后，干沼渣15t，沼液135t。（3）日产沼气总量计算上述计算，日产沼气总量为13000m3。

第6章工艺技术方案6.1沼气工艺技术6.1.1工艺技术比选厌氧发酵生物处理技术发展到今天已经取得了很大的成就，已经开发出的厌氧消化器种类很多，应用较多的是全混合厌氧消化反应器（CSTR）、升流式固体反应器（USR）和上流式厌氧污泥床反应器（UASB）。其中生流式固体反应器目前应用较多的有升流式附着膜型及升流式两种。各种工艺技术方案比选具体情况如下：工艺技术方案比选技术方案升流式附着膜型升流式全混式上流式厌氧污泥床简称USR-AFUSRCSTRUASB反应器技术类别污泥滞留型与附着膜型结合污泥滞留型常规型反应器污泥滞留型反应器技术成熟度与应用成熟的新技术产品，北京市政府采购产品技术成熟，应用较广技术成熟，但落后，多年以前使用较广，随着研究的深入，现在适用范围正在缩小，不常使用。在低浓度固体物的污水处理中应用广泛发酵浓度，应用范围6-12%，或更高浓度固体有机污染物无害处理和沼气生产。6-12%，或更高浓度固体有机污染物无害处理和沼气生产。高浓度有机废水。仅用于低浓度可溶性固体物的有机污水。发酵管理运行工艺温度中温35±2℃中温或高温中温或高温投料方式连续投料，运行稳定，连续投料，运行稳定半连续投料运行，产气量不稳定发酵启动7天15天至少15天以上出料自动溢流，无需清理大换料自动溢流，定期清理大换料可自动溢流，无需大换料搅拌方式持续性升力搅拌，偶尔机械搅拌持续性升力搅拌，附带机械搅拌持续性机械搅拌操作性能简单高效，浮渣极少，不易结壳简单高效，有浮渣，易结壳无浮渣，不结壳发酵管理运行工艺运行效果反应器内物料有分层但不受分层影响，无消化死角，物料消化完全。反应器内物料有分层，消化不均匀，与微生物接触不均匀，但水利滞留期长，消化比较完全。反应器内物料分布均匀，与微生物接触均匀，但大型消化器难以做到完全混合，物料难以完全消化，微生物随物料一起流失。水力滞留期HRT18-20天18-20天根据原料更换时间而定微生物滞留期MRT无限延长20-30天=HRT固体滞留期SRT=HRT=HRT=HRT有机负荷9kgCOD/m³.d6-8kgCOD/m³.d3-4kgCOD/m³.d产气效率m³/m³.d1.1--0.6CH4%vol/vol66%50-55%50-60%运行加温方式太阳能集热+沼气煤或电煤或电运行能耗全年产气率1-1.2m3/m3.d，运行稳定。夏季运行无需加温能耗，冬季采用太阳能与沼气加温。节省煤，电能耗。全年运行过程中需要使用煤或电持续加温，运行能耗极高。根据国内北方大型沼气站考察经验，冬季每天消耗燃煤量1吨/1000m³。18300m3规模每天需消耗燃煤近20吨。全年运行过程中需要使用煤或电持续加温，运行能耗极高。如每1000m³每天消耗1吨燃煤，则冬季每天要消耗近33吨燃煤。运行过程中需要使用煤或电持续加温，运行能耗极高运行机械能耗机械搅拌装置7kw×6台，偶尔使用每个发酵罐内搅拌机功率18.5kw，工作时间4h/d，消耗电能74kw.h/d×6。每个发酵罐内搅拌机功率至少18.5kw，工作时间8h/d，消耗电能至少148kw.h/d×6。进料动力装置进料泵7.5kw×6台，滞留期20天，每天共进料650m³，进料泵11kw×6台，滞留期20天，每天进料近1000m³。进料泵11kw×6台，假设滞留期18-20天，每天进料运行，每天进料1625m³，一天内根本无法完成进料工作。建设规模本方案建设规模设计，康各庄有效发酵10000m3，河北庄有效发酵3000m3，共计13000m3。本方案要满足居民用气需求，建设设计规模康各庄至少14000m³，河北庄至少4300m³，共计18300m³。需要大规模的反应器，才能满足污染物处理需求。建设规模是产气量需求的2-3倍，以上两处建设项目至少要建设32500m³，建设资金投入巨大。结构复杂，建设费用高从上述工艺方案比选来看，USR+AF升流式新型高效沼气厌氧反应器从反应器技术类别、科技先进性、发酵管理运行工艺、微生物滞留期MRT、产气效率m3/m3.d、CH4%vol/vol、运行能耗、建设规模上，均先进于USR升流式固体反应器、全混合厌氧消化反应器（CSTR）和上流式厌氧污泥床反应器（UASB）。USR+AF型升流式新型高效沼气发酵装置，是仿照牛瘤胃生物学特性，在厌氧生物反应器中安装高效生物附着材料，增加厌氧反应器的比表面积，使其达到460m2/m3。从而提高了厌氧生物反应器中参与厌氧反应微生物如产酸菌、产甲烷菌的增值附着空间，增加参与沼气发酵过程中微生物的数量，提高有机质消耗利用率，可使单位容积产气率提高57～110%，解决了目前沼气工程和户用沼气产气率低、占地面积大的问题。采用太阳能集热器加热保温，保证厌氧反应器中温运行的发酵温度，代替煤、电加热方式，降低运行能耗，便于维护。夏季采用太阳能加热，冬季在太阳能加热的基础上辅助以沼气或电加热，使厌氧反应器发酵运行温度稳定在35±2℃。完全杜绝了沼气工程运行的化石能源消耗。运行中无需强化搅拌，发酵原料的预处理手段简单便捷，在运行中有效地克服了USR升流式厌氧反应器能耗高、易结壳、MRT不稳定、产气效率较低的缺点。以牛粪作为发酵原料为例，中温条件下利用此项技术，料容产气率稳定在1.1～1.2m3/m3.d，最高达到1.5m3/m3.d。采用复合保温技术和太阳能辅助加温，可使反应器的冬季发酵温度稳定在35±2℃，降低冬季能源消耗70%；节约用水50%；减少建设用地15%。因此，本项目厌氧发酵生物处理核心工艺技术选用升流式附着膜型厌氧反应器（USR+AF）。6.1.2工艺设计（1）工艺流程图本项目沼气生产工艺流程图设计如图6-1所示：图6-1：工艺流程图（2）工艺流程说明将收集的粪便污水首先经过预处理，预处理间内设搅拌池、沉淀池和回流加温池。鲜粪通过初步搅拌稀释、沉淀，达到进料所需要的浓度（夏季浓度为8%左右，冬季浓度为12%左右），并采用太阳能辅助加热系统进行加温后通过排污泵提升到USR+AF反应器中进行厌氧发酵。沼渣沼液部分作为回流稀释液回流进入到预处理环节，继续参与发酵；其余部分沼渣沼液进入到沼渣池完成固液分离生产有机肥料。沼气进入净化室，在净化室经过水封器、脱水器和脱硫塔净化后，进入储气柜储存，以备利用。①原料预处理预处理包括初步发酵池、一次沉淀池、粉碎搅拌机、回流加温池、沼液回流池、集粪池等处理单元。预处理操作步骤如下：粪污进入预处理间进行发酵原料预处理。●粪污先流入预处理间。●在回流加温池搅拌池内加入畜禽粪便污水和沼渣回流液，●向加温搅拌池加入太阳能热水或锅炉加热热水，进行预热处理，调试温度应在25±2℃。●将粪污配比为含固率在10%左右的混合液（浓度配比可提前配好一定浓度的试验料液，配比时比较试验料液进行配比）。●加温搅拌后自动流入到三级沉淀池，在沉淀池内去除发酵原料中的杂草及结块物等大粒固体物质，以保证后续处理单元的正常运行。●开启提升泵将发酵料液投入到发酵罐中。●回流沼液至回流加温池，一是用于粪污初步稀释，节省用水量；二是用回流液余温对加入的粪污进行加温，减少加热能耗。②发酵原料处理及加料流程图6-2：发酵原料处理及加料流程③主要工艺参数[1]发酵原料牛粪，含固率17%，ph7.5左右，碳氮比25:1；[2]太阳能夏季供水温度75-100℃，冬季供水温度45-55℃[3]发酵原料预处理温度38℃±2，每天处理量为发酵罐有效容积的二十分之一；[4]发酵罐有效容积2500m3四个、3000m3一个，水利滞留时间20d，容积产气率1m3/m3.d；[5]发酵罐正常运行发酵温度35±2℃；[6]发酵罐比表面积460m2/m3；³[7]发酵罐运行发酵浓度8%-10%；[8]脱水器，脱硫器气体流通量350m3/h；[9]脱硫器沼气通过线性速率20-25mm/s;[10]沼气温度取环境温度[11]储气柜储气安全压力4Kpa，管道及发酵罐压力4Kpa，供气端出口压力暂定20Kpa，燃气段出口压力2Kpa，户用燃气段出口压力1.5Kpa。6.2沼气罐装系统工艺净化沼气进入压缩机前应达到如下性能指标：气体温度：常温气体压力：280-300mmH2O气体硫化氢含量：≤100mg/m气体湿度：≤30%RH甲烷纯度：65-68%经净化后的沼气，在沼气压缩机中进行压缩，提升压力至20Mpa，进入高压储气柜中储存。在进行罐装时，首先进入流量计，流量计设旁通并连接安全阀。另一路为主管线，连接专用高压加气机，在槽车与加气机连接后启动加气机，将高压沼气泵入槽车中。6.3储气分站储气/用气系统在槽车将高压沼气送至储气分站后，通过减压装置将沼气送入分站储气柜临时储存，再通过村用气管道送入用户家中。储气分站与各用户通过村级主管道和分支管道连接，各户分别安装户用燃气表，用于精确计量每户的沼气用量。6.4监测系统6.4.1项目目标沼气发酵是一个非常复杂的生物过程，仅靠自然发酵是难以实现的。因此，必须通过沼气生产的工业化，对发酵的生物过程进行监测调控，为优势发酵菌提供良好的生长与繁殖环境，才能使产气量始终维持在一个较高的水平。具体来说，就是要对发酵过程中的关键工艺参数如温度、压力、液位、pH值、甲烷浓度、沼气产生量等关键进行合理设定并进行实时监控，以便当其不满足较高产气量的发酵要求时，及时采取合理措施。提高发酵过程的控制精度，对提高产气率至关重要，所以，发酵过程中，对工艺参数的实时测量与控制是关键性技术。首先，控制精度要高。其次，当生产环境发生变化而影响到控制精度时，要有合适的手段进行调整以达到精度要求。而且，为了方便进行发酵工艺的研究，需要能保存工艺参数的历史数据。最后，由于生产中的实际情况，控制设备要求操作方便，易于维护，成本低廉。项目最综目的旨在利用现代先进的3G技术、传感器技术、现场总线技术、集散控制技术等研究沼气工业化生产现场环境的监测、调控及数据管理系统，使控制和管理相结合，管理人员可实时掌握现场的各种工况，对各种生产数据进行分析，提高控制精度及管理水平，为沼气工业化生产提供高效可靠的调控手段。根据项目建设需求及现场各采集点之间距离较远且位置分散的特点，整个系统均采用无线数据传输的方式，项目建设初期拟实现8个沼气站沼气产气量采集及现场安全生产监控两大功能：安装8套沼气产量采集设备，实现各个沼气站内的沼气瞬时流量、累计流量、工况温度、工况压力4个关键参数的实时监测，所有信息通过GSM短信/GPRS网络定时发送的方式上传到远程监控中心，实现数据的实时处理和集中显示；安装8套安全生产监控设备，实现各个沼气站视频信息的实时监控，所有图像信息均可通过3G网络实现到远程监控中心的汇总、统一控制和管理。6.4.2总体方案整个系统采用分层分布式结构，主要由8个沼气产量采集系统、8个安全生产监控系统及远程监控中心组成。系统整体工作流程如下：各采集系统采集沼气流量计数据，通过GSM短信/GPRS网络定时发送的方式将上述数据上传到远程监控中心；远程监控中心接收到数据后，对数据进行处理分析，通过声光报警的方式提醒监控中心工作人员注意异常指标，接收到异常指标后工作人员可通过安全生产监控系统远程查看现场的实时视频信息，实时查看现场情况，发现异状后可及时通知现场相关人员检查设备运行状况以保障设备高效、稳定运行。同时系统还具备远程数据发布功能，用户只需录入指定网址，通过密码登录，即可了解现场实时数据信息、实时视频信息，从而在任何时候、任何地点均可了解整个系统的运行情况。系统整体结构框图如图6-3：图6-3：系统整体结构框图6.4.3远程监控中心远程监控中心是整个系统的核心，向下通过GSM短信/GPRS网络获取沼气产量采集系统采集的实时流量、累计流量、工况温度、工况压力4个沼气生产过程中的关键参数，通过3G网络获取安全生产监控系统的实时视频信息，对外通过Internet发布上述信息，方便用户随时、随地远程查看上述信息。监控中心上位机软件采用组态软件开发，人机界面友好，操作简单，并可实时数据列表显示、实时数据曲线显示、历史数据下载、历史数据列表显示、历史数据曲线显示、历史数据分析等功能。（1)系统拓补图图6-5：监控中心系统拓扑图（2)系统组成①数据采集部分（各项参数）●传感器及采集器部分根据本系统的要求，做如下配置：--河北庄沼气总站红外甲烷传感器2个，沼气净化室内输气管路，监检测甲烷纯度。温度传感器发酵罐2个，进料口1个，检测温度。沼气流量计发酵罐出气口各1个，检测沼气产量。储气柜出口2个，检测供气量。流量传感器2个，监测2个发酵罐每天进料量。数据采集控制器2个，安装在监控室采集和处理传感器的信号和数据。压力传感器3个，每个行政村入口处主管道，检测管道压力传感器，监测沼气泄露。摄像机6个，沼气站内采集图像，安全监测。--康各庄沼气总站红外甲烷传感器2个，沼气净化室内输气管路，监检测甲烷纯度。温度传感器发酵罐2个，进料口1个，检测温度。沼气流量计发酵罐出气口各1个，检测沼气产量。储气柜出口2个，检测供气量。流量传感器2个，监测2个发酵罐每天进料量。数据采集控制器2个，安装在监控室采集和处理传感器的信号和数据。压力传感器3个，每个行政村入口处主管道，检测管道压力传感器，监测沼气泄露。摄像机6个，沼气站内采集图像，安全监测。②本地控制中心控制中心设PC主机，路由器ADSLModem，打印机，显示器各一台，联网组成控制中心。该中心完成对采集器上传的的各项数据的处理、分析和记录等，指导日常操作既可通过ADSLModem接入Internet网络，也可通过路由器接入单位独立的局域网。监控中心对内通过局域网实现各监控点关键参数及1组视频信息的汇总、显示、存储及集中处理。对外通过Internet发布上述信息，是整个系统的核心。其中环境信息采集系统上位机软件采用组态软件开发，人机界面友好，操作简单，并可实时数据列表显示、实时数据曲线显示、历史数据下载、历史数据列表显示、历史数据曲线显示、历史数据分析等功能。下图分别为某监控中心软硬件系统现场效果图。图6-6：监控中心现场安装效果图③监控软件主要用于本地工作人员监控，实现高效管理。管理权限设置；多功能定时器；灵活的条件控制功能设置，可满足用户复杂的控制需求；提供历史数据查询、参数设置、报表曲线分析、制表打印；界面友好美观,操作简易。④视屏监控视屏监控主要采集六个点，6个网络摄像机通过交换机组成局域网。网络摄像机拥有唯一的IP地址，采用普通网线安装，就满足高速传输，接入局域网的任何计算机通过监控软件皆可以查看实时图像。交换机通过网络延长器可以把图像传输到更远的本地控制中心。安装成功后，用户可以根据权限实现对任意位置（可调镜头）视频图像的聚焦、变倍及方位移动控制，系统会对移动物体自动录像保存，根据视频图像的清晰度设置不同，系统提供15天到45天的存储空间，供管理人员后期察看。6.3.4储气分站本项目新建8个储气分站，每个储气分站分别建立一套监测监视系统，每天对村级储气站进行24小时数据及视频信息收集传输，所有数据及视频信息由监测中心系统进行记录分析。8个储气分站距离监测中心距离如下：●分站1：距离监测中心3217m；●分站2：距离监测中心1852m；●分站3：距离监测中心4072m；●分站4：距离监测中心5423m；●分站5：距离监测中心4423m；●分站6：距离监测中心3940m；●分站7：距离监测中心4375m；●分站8：距离监测中心6234m。（1）沼气产量采集系统沼气产量采集系统由远程数据采集器、智能涡街式沼气流量计（含温压补偿）及防护外壳组成。远程数据采集器向上通过GSM短信/GPRS网络定时发送的方式与远程监控中心进行数据交互，向下通过485总线方式与智能涡街式沼气流量计进行数据交互，该款沼气流量计可提供沼气瞬时流量、累计流量、工况温度、工况压力4个沼气生产过程中的关键参数。图6-7为沼气产量采集系统拓扑图：图6-7：沼气产量采集系统拓扑图（2）安全生产监控系统安全生产监控系统由摄像头、3G视频服务器及防护外壳组成，是一套相对对立的系统。系统安装成功后，用户可以根据权限实现对任意位置（可调镜头）视频图像的聚焦、变倍及方位移动控制，系统会对移动物体自动录像保存，根据视频图像的清晰度设置不同，系统提供15天到45天的存储空间，供管理人员后期察看。图6-8为安全生产监控系统拓扑图：图6-8：安全生产监控系统拓扑图6.5主要设备选型（1）设备选型原则设备选型原则为：考虑设备的安全性、操作性、经济性、环保型等各方面因素，选择成本价格低、操作简单、投资回报高、能耗低、维修费用低的设备产品。[1]设备选型力求经济合理满足工艺的要求，并配合土建构筑物形式的要求。[2]潜水电机的防护等级不低于IP68，其他配套电机和就地控制箱防护等级不低于IP55。[3]考虑到污水介质的特性，设备材料选用的原则是与介质接触部分采用耐腐蚀的不锈钢材料或铸铁和高强度塑料材料，其余材料可以是碳钢材料但必须做防腐处理。（2）设备内容设备主要预处理系统、厌氧发酵系统、沼气储存系统、沼气净化系统、有机复合肥生产系统及其他设备。①康各庄沼气总站主要设备明细详见表6-1：表6-1：康各庄沼气总站设备明细表序号设备名称规格型号功率（kW）单位数量1匀浆池搅拌机非标18.5台12厌氧进料泵NM076BY01L06V（独资企业）7.5台33厌氧消化罐Φ16×H16（有效容积2500m3座44厌氧罐顶搅拌机非标18.5台45厌氧罐破壳搅拌机非标台46厌氧罐回流泵NM076BY01L06V（独资企业）7.5台27操作平台及爬梯非标套18热水贮罐Φ5×10（有效容积200m3）座29双膜球型干式贮气柜Φ16×H15（米乐沼气膜）套110生物脱硫器系统非标13套211冷凝除水系统500m37.5套212凝水器NS-200-L（非标）台213干式阻火器HF-200500m3/h（国产）套114沼气流量计HGF-3000F台115沼气成分分析仪ADOS（德国原装进口）套116热水循环泵65HGR25-32（国产）2.