【正文】 距離符合沼氣生產(chǎn)的安全要求；（5）所選場址面積的大小，應能滿足生產(chǎn)要求，并有發(fā)展余地及預留空間。同時，由于沼氣站緊鄰新建的現(xiàn)代化奶牛養(yǎng)殖示范場，供水、供電可直接引自養(yǎng)殖場，供熱由緊鄰沼氣站新建的秸稈氣化站提供，水、暖、電的供應情況很好。項目將以沼氣工程為紐帶，把環(huán)境建設(shè)和資源循環(huán)利用有機的結(jié)合為一體，真正實現(xiàn)牛糞、污水的資源化利用，形成沒有污染的可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟體系。循環(huán)經(jīng)濟理念循環(huán)經(jīng)濟就是按照生態(tài)規(guī)律，利用自然資源和環(huán)境容量，實現(xiàn)經(jīng)濟活動的生態(tài)化轉(zhuǎn)向。沼氣是優(yōu)質(zhì)的可再生能源，沼氣發(fā)電、供熱聯(lián)產(chǎn)又為各項產(chǎn)業(yè)提供高品位的能源與動力保障，而沼渣和沼液直接作肥，可以促進當?shù)胤N植業(yè)的發(fā)展，種植為養(yǎng)殖提供飼料，養(yǎng)殖為種植提供肥料，形成一個以生物燃氣為紐帶的種植、養(yǎng)殖、加工于一體的良性循環(huán)經(jīng)濟模式。 工藝技術(shù)方案比選大量工程實例和研究表明，國內(nèi)外養(yǎng)殖場糞污處理利用主要模式有2種：能源生態(tài)模式和能源環(huán)保模式。養(yǎng)殖場周圍環(huán)境容量大，環(huán)境不太敏感和排水要求不高的地區(qū)。沼液、沼渣進行綜合利用，建立以沼氣為紐帶的良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)，提高沼氣工程綜合效益。 工藝流程圖52 “能源環(huán)保模式”工藝流程圖工藝適用條件l 養(yǎng)殖場周圍沒有足夠的農(nóng)田消納污水。l 厭氧、好氧產(chǎn)生的污泥經(jīng)干化場濃縮脫水后可用于制作有機肥或作為菌種出售。l 工藝處理單元的效率高，工程規(guī)范化，管理、操作自動化水平高。缺點：l 工程投資較大，運行費用相對較高。本項目選用第一種工藝技術(shù)方案：能源生態(tài)模式。糞污在發(fā)酵池內(nèi)進行厭氧發(fā)酵，生產(chǎn)沼氣。發(fā)酵池的出料間采用空氣攪拌，出料間亦設(shè)計成溢液方式。發(fā)酵池內(nèi)采用連續(xù)厭氧發(fā)酵工藝（Plug Flow Reactor，簡稱PFR）為主藝，發(fā)酵溫度為中溫發(fā)酵。 工藝流程說明 (1) 糞污收集：牛舍糞污由刮板刮到舍主糞道，主糞道設(shè)沼液回沖閥，用沼液（或濃度調(diào)節(jié)部分和上清液）回沖主糞溝。發(fā)酵池內(nèi)采用連續(xù)厭氧發(fā)酵工藝（Plug Flow Reactor，簡稱PFR）為主藝，發(fā)酵溫度為中溫發(fā)酵。 （2）升流式固體反應器(Upflow Solids Reactor，簡稱USR)升流式固體反應器是一種結(jié)構(gòu)簡單、適用于高懸浮固體原料的反應器。由于該消化器結(jié)構(gòu)簡單，運行費用低，處理效率高而引起人們的普遍興趣。該工藝的優(yōu)點為：除三相分離器外，消化器結(jié)構(gòu)簡單，沒有攪拌裝置及供微生物附著的填料；長的SRT和MRT使其達到了很高的負荷率；顆粒污泥的形成，使微生物天然固定化，改善了微生物的環(huán)境條件，增加了工藝的穩(wěn)定性；出水的懸浮固體含量低。由于附著于纖維填料上的生物膜補充了污泥床上部微生物的不足，所以效益較高。甲烷的發(fā)熱值很高，達5500～5800kcal/m3。表51 沼氣主要成分表成 分CH4CO2N2O2H2S其他含量（%）5839甲烷化學性質(zhì)：甲烷是一種簡單的碳氫化合物，化學性質(zhì)極為穩(wěn)定，在水中的溶解度很低?！?。本項目所用原料為牧場進行沼氣發(fā)電產(chǎn)生的沼渣和沼液，沼氣發(fā)電是采用厭氧發(fā)酵工藝，經(jīng)過此工藝產(chǎn)生的沼渣和沼液的臭味濃度極小。若要提高產(chǎn)氣效率需外加其它能源以維持中溫或近厭氧消化。沼氣發(fā)電系統(tǒng)包括室外部分沼氣輸送、凈化和儲存過程，室內(nèi)部分燃氣發(fā)電機組、循環(huán)冷卻系統(tǒng)、送配電系統(tǒng)和尾氣處理等。由于沼氣經(jīng)過脫硫處理，發(fā)電機尾氣直接通過15m高排氣筒排放。沼氣通過脫硫系統(tǒng)除去H2S，再進入穩(wěn)壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)穩(wěn)定沼氣的流量與壓力，再進入發(fā)電機組發(fā)電。沼氣脫硫及再生原理為：Fe2O3該分離器除濕效果高，可以滿足純沼氣發(fā)電機對沼氣的氣質(zhì)要求，沼氣濕度≤80%。，16000 m3沼氣每天可發(fā)電量為25600kW在集水池中設(shè)2臺污水提升泵，型號AS302CB，泵流量42 m3/h，揚程11m，功率3 KW。 厭氧消化池厭氧消化池設(shè)計參數(shù)為：進入沼氣發(fā)酵池每天的糞污量為1040噸，除去夏季牛舍噴淋水，所以厭氧消化池的糞污量為1040250=790 t/d。牛床墊料：(天頭)，90 Nm3/d(約90t/d)，含水率為65%。按進料濃度9%計算，全年平均每天進料量為1040t，經(jīng)過發(fā)酵和固液分離后，%；每天產(chǎn)生沼渣81噸，TS含量35%。采用熱電聯(lián)供沼氣發(fā)電機組，進行熱電聯(lián)產(chǎn)。配置3臺500Kw沼氣發(fā)電機組（三用一備），16000 m3沼氣每天可發(fā)電量為25600kW目前，國產(chǎn)沼氣發(fā)電機可把沼氣中總含能量的30%左右的能量轉(zhuǎn)化成電能，40%左右可以以余熱的形式回收，對沼氣的能源利用效率為70%。 火炬系統(tǒng)本工程采用全封閉內(nèi)燃式沼氣火炬，型號：YSHJB160，機械通風助燃半內(nèi)燃式沼氣火炬。防止燃燒系統(tǒng)高溫產(chǎn)生NOx?；鹁鏋閼敉馐皆O(shè)計，全天候運行。沼氣燃燒器采用雙阻火技術(shù)，保證沼氣燃燒在任何情況下不回火，點火放散安全。因為考慮到戶外運行外，系統(tǒng)防風、防雨結(jié)構(gòu)。b.《火力發(fā)電廠初步設(shè)計文件內(nèi)容深度規(guī)定》。本工程電氣部分的設(shè)計范圍主要包括電氣主接線、設(shè)備選擇、廠用電接線及布置、電氣設(shè)備布置、過電壓保護及接地、照明及檢修網(wǎng)絡、廠內(nèi)通信、電纜設(shè)施及相應的保護控制系統(tǒng)。機組采用發(fā)電機一變壓器組接入10kV配電裝置。這種接線可使10kV廠用電系統(tǒng)滿足可靠性和靈活性的要求，同時使得廠用電系統(tǒng)的保護及自動化裝置配置更加簡單標準。一回10 kV聯(lián)絡線與系統(tǒng)并網(wǎng)運行，供電可靠性較高。遠動通信介質(zhì)采用光纖，一主一備兩個通道接入地區(qū)電力通信系統(tǒng)。主變壓器：雙卷強油風冷變壓器：SFP91500/10。（2） 低壓廠用電系統(tǒng)中性點采用直接接地方式。不停電電源裝置布置于電氣主控室。在逆變器故障時，靜態(tài)開關(guān)自動切換至旁路系統(tǒng)，由另一低壓廠用電源向配電盤供電。二次線、繼電保護裝置（1）控制系統(tǒng)采用電氣主控室的控制方式。（3）保 護發(fā)變組、升壓變及低壓廠用變壓器保護采用微機型保護裝置，集中組屏，布置于電氣主控室。（5）機組啟/停機發(fā)電機啟動時，必要的人工準備完成后計算機監(jiān)控系統(tǒng)將把所有必要的系統(tǒng)投入。事故停機時，保護裝置動作，關(guān)閉主汽門、跳開主變低壓側(cè)斷路器、跳開廠用電進線開關(guān)，將廠用電切換到啟動/備用電源上，實現(xiàn)機組的安全停機。照明及檢修網(wǎng)絡（1）照明按《火力發(fā)電廠和變電所照明設(shè)計技術(shù)規(guī)定》進行設(shè)計。（2）主廠房高度設(shè)有專用的檢修網(wǎng)絡，引自380V動力中心。DCS系統(tǒng)以CRT和鍵盤操作作為主要監(jiān)視操作手段。1設(shè)備選型表55 發(fā)電設(shè)備一覽表 序 號設(shè) 備 名 稱型 號 及 規(guī) 格單 位數(shù) 量備注1沼氣發(fā)電機組500GFNK1500kW套32用1備發(fā)電機控制屏設(shè)備自帶套1表56 國產(chǎn)用電設(shè)備一覽表 序 號設(shè) 備 名 稱型 號 及 規(guī) 格單 位數(shù) 量備 注1高壓開關(guān)柜KYN12臺62升壓變壓器SFP9500/10 500KVA臺13低壓配電屏GCS臺44照明配電箱XRM102臺25計算機控制系統(tǒng)DCS套1 余熱回收系統(tǒng)及能量平衡計算本工程將發(fā)電余熱用于沼氣發(fā)酵工序的加熱料液和保溫厭氧消化罐，從而保證了沼氣工程常年高效率的穩(wěn)定運行。在標準狀態(tài)下（0℃， kPa）， MJ。本工程采用國產(chǎn)發(fā)電機組。（1）電能轉(zhuǎn)換計算該系統(tǒng)每天產(chǎn)沼氣16000 m3。 （3）熱能供需平衡計算物料增溫是中溫厭氧消化的重要條件，為保證消化池在35℃條件下正常運行，需要對物料進行升溫。建構(gòu)筑物的設(shè)計滿足生產(chǎn)的要求和建筑防火設(shè)計規(guī)范的要求，做到安全運行，經(jīng)濟合理，操作、檢修、安裝方便。根據(jù)當?shù)囟咀罾湓職鉁厍闆r，混合糞污溫度取5℃。h，則每天可發(fā)電總量為：16000 = 25600 kW采用熱電聯(lián)供沼氣發(fā)電機組，進行熱電聯(lián)產(chǎn)。如采用進口發(fā)電機組，發(fā)電機效率可達到38%，熱效率42%，總效率可達80%（如圖所示）。發(fā)電機煙氣（尾氣）溫度可達500多度本工程利用廢熱鍋爐回收其余熱，鍋爐產(chǎn)生蒸汽送到發(fā)酵工序。1通訊 為與外界聯(lián)系，本工程需引外線電話2部。本工程擬采用機、電集中控制的方式，機、電控制設(shè)控制室，負責發(fā)電設(shè)備的控制,輔助系統(tǒng)在各自車間設(shè)就地控制室。控制室照明采用發(fā)光帶形式，并加裝兩盞或以上的長明燈，由UPS供電。 高大廠房和辦公樓層面敷設(shè)避雷帶防直擊雷。機組并網(wǎng)后計算機監(jiān)控系統(tǒng)操作廠用電由啟動/備和電源快速切換到廠用電源上。（4）同期系統(tǒng)本期設(shè)置微機型自動準同期裝置，微機型自動準同期裝置由計算機監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出同期命令，自動準同期裝置自動調(diào)節(jié)發(fā)電機的電壓、頻率，當同期條件滿足時自動發(fā)出合閘令。廠用電系統(tǒng)裝設(shè)微機型備用電源自投(快切)裝置，實現(xiàn)廠用與備用電源的正常/事故切換，廠用電源事故切換時采用快速切換為主、慢速切換為備用的方式。電氣設(shè)備布置本工程變配電室布置在沼氣發(fā)電機房一側(cè)，發(fā)電機房為280平方米，變配電室80平方米。正常運行時由低壓廠用段供電給整流器，再經(jīng)逆變器變?yōu)閱蜗?20V向配電盤供電。380V開關(guān)柜選擇GCS型低壓抽屜式開關(guān)柜。廠用電接線及布置（1）廠用電電壓采用10kV和380/220V兩種電壓等級。設(shè)備選擇主要設(shè)備選型如下：。10kV接線為單母接線，發(fā)電機組第一解列點為10kV聯(lián)絡開關(guān)，設(shè)微機型低周低壓解列及10kV線路保護，后備解列點設(shè)置在發(fā)電機出口開關(guān)。沼氣發(fā)電機組性能如下：適用燃汽： 各種沼氣發(fā)電機型號: IFC54566TA42相數(shù)與接法: 三相四線 星型額定功率: 500kW額定電壓: 400V額定頻率: 50HZ額定轉(zhuǎn)速: 1000r/min功率因數(shù): 后冷器進水溫度： 32攝氏度煙氣溫度： 小于550攝氏度發(fā)電效率： 使用年限： 10年與電網(wǎng)的聯(lián)接工程裝機容量為1000kW。在本期工程中10kV接線為單母線接線，10kV備用電源由地區(qū)10kV供電系統(tǒng)取得，電廠起動時由主變倒送電提供起動電源。根據(jù)系統(tǒng)專業(yè)資料，電氣主接線為10kW單母線接線。本工程為沼氣發(fā)電綜合利用工程，新建3臺500kW專用沼氣發(fā)電機組（兩用一備）及配套廢熱鍋爐。外型美觀大方、燃燒充分。內(nèi)燃式沼氣火炬，無一點火焰，黑煙為0。（注：供氣管道上得安裝有3套德國進口壓力檢測器,它在工作時發(fā)出不同的壓力檢測信號，能達到無人看守的情況下自動壓力檢測，自動運行點火）。強制鼓風，微電腦程序化控制，自動點火，火焰自動跟蹤檢測，熄火自動保護，燃燒塔內(nèi)環(huán)境燃燒溫度自動控制鼓風量與燃料燃燒量自動配置。采用多孔燃氣噴頭，杯式穩(wěn)焰，一，二次配風方式。余熱可以用于厭氧發(fā)酵罐的增溫及沼渣干燥。由牛糞污水厭氧消化處理后所產(chǎn)生的沼氣是一種優(yōu)質(zhì)的生物氣體能源。機組產(chǎn)生的余熱作為熱源，冬季用于厭氧進料的增溫、厭氧罐體的保溫。在沼液儲存池內(nèi)設(shè)沼液提升泵1臺，型號WQ20254，泵流量20 m3/h，揚程25m，功率40kW。由于墊料與牛糞便的消化率不一樣，固液分離的效果也不一樣，故分開計算。分為八組獨立的沼氣池，每組有效容積2363 m3。 調(diào)節(jié)池設(shè)計調(diào)節(jié)池總?cè)莘e576 m3,有效容積500 m3,水力停留(HRT) 。每臺發(fā)電機組每天消耗沼氣量8000 m3，因此，需要配備三臺發(fā)電機組，選用勝利油田勝利動力機械集團有限公司生產(chǎn)的500KW沼氣發(fā)電機組三臺（二用一備）在集水池前的溝道安裝1臺格柵機，格柵機型號HF1000型，柵條寬5m，柵條間距5mm，流量200—300m3/ h，轉(zhuǎn)速2m/min，功率2kw。每天牛糞干物質(zhì)的產(chǎn)量為63t(不計牛床墊料)， m3的系數(shù)計算，結(jié)合當?shù)貧夂驐l件每天可產(chǎn)沼氣量為：16000 m3。目前馬鞍山蒙牛牧場大型沼氣工程已投入運轉(zhuǎn)，采用此種脫硫工藝不會對環(huán)境造成二次污染，經(jīng)處理后沼氣中H2S含量≤1000ppm，滿足發(fā)電機組要求。本項目沼氣脫硫采用干法脫硫工藝，使用FJC型脫硫系統(tǒng)對沼氣進行凈化，該脫硫系統(tǒng)是以氧化鐵為主要活性組份，可再生。通過濕式厭氧產(chǎn)生的沼氣中含有一定量的硫化氫和水汽，硫化氫是一種酸性氣體，對管道、儀表和發(fā)電機等設(shè)備有腐蝕性，其燃燒后產(chǎn)生二氧化硫?qū)Νh(huán)境造成污染；水汽對燃氣發(fā)電機的正常運行有一定危害。凈化的沼氣經(jīng)送配氣系統(tǒng)送沼氣發(fā)電機組做燃料，項目采用的3臺沼氣發(fā)電機組。本工程將產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)電，發(fā)電余熱通過廢熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽加熱料液和保溫厭氧消化罐，從而保證了沼氣工程常年高效率的穩(wěn)定運行。液體有機肥生產(chǎn)流程如下：G2沼液過濾發(fā)酵沉降過濾配料入庫灌裝檢驗圖55 液態(tài)有機肥料生產(chǎn)工藝流程圖注：廢氣：G2——惡臭；沼液經(jīng)過濾后進行好氧發(fā)酵，形成無臭味液體，在經(jīng)過沉降、過濾后，根據(jù)植物營養(yǎng)理論，進行科學配比植物生長發(fā)育必須的營養(yǎng)元素，形成液體有機肥料。沼氣本身是一種無色、有小毒、略帶臭味的混合氣體，其主要原因是沼氣中含有少量的一氧化碳（CO）和氨（NH3）所造成的。℃，；所以在常溫壓下，甲烷不能液化，只能以氣體存在。甲烷中因含有二氧化碳等不可燃氣體，其抗爆性能好，辛烷值較高，是一種良好的動力燃料。結(jié)合以上分析，綜合考慮運行穩(wěn)定性、沼氣產(chǎn)率、投資與運行成本等多種因素，本工程適宜PFR連續(xù)厭氧發(fā)酵工藝。 （4）污泥床濾器(UBF) 它是將UASB和厭氧濾器結(jié)合