【正文】 建構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)滿足生產(chǎn)的要求和建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，做到安全運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)合理，操作、檢修、安裝方便。根據(jù)當(dāng)?shù)囟咀罾湓職鉁厍闆r，混合糞污溫度取5℃。 （3）熱能供需平衡計(jì)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(yùn)行，需要對(duì)物料進(jìn)行升溫。h，則每天可發(fā)電總量為：16000 = 25600 kW（1）電能轉(zhuǎn)換計(jì)算該系統(tǒng)每天產(chǎn)沼氣16000 m3。采用熱電聯(lián)供沼氣發(fā)電機(jī)組，進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)。本工程采用國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組。如采用進(jìn)口發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)效率可達(dá)到38%，熱效率42%，總效率可達(dá)80%（如圖所示）。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0℃， kPa）， MJ。發(fā)電機(jī)煙氣（尾氣）溫度可達(dá)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設(shè)備選型表55 發(fā)電設(shè)備一覽表 序 號(hào)設(shè) 備 名 稱型 號(hào) 及 規(guī) 格單 位數(shù) 量備注1沼氣發(fā)電機(jī)組500GFNK1500kW套32用1備發(fā)電機(jī)控制屏設(shè)備自帶套1表56 國(guó)產(chǎn)用電設(shè)備一覽表 序 號(hào)設(shè) 備 名 稱型 號(hào) 及 規(guī) 格單 位數(shù) 量備 注1高壓開關(guān)柜KYN12臺(tái)62升壓變壓器SFP9500/10 500KVA臺(tái)13低壓配電屏GCS臺(tái)44照明配電箱XRM102臺(tái)25計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)DCS套1 余熱回收系統(tǒng)及能量平衡計(jì)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(yùn)行。1通訊 為與外界聯(lián)系，本工程需引外線電話2部。DCS系統(tǒng)以CRT和鍵盤操作作為主要監(jiān)視操作手段。本工程擬采用機(jī)、電集中控制的方式，機(jī)、電控制設(shè)控制室，負(fù)責(zé)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。（2）主廠房高度設(shè)有專用的檢修網(wǎng)絡(luò)，引自380V動(dòng)力中心?？刂剖艺彰鞑捎冒l(fā)光帶形式，并加裝兩盞或以上的長(zhǎng)明燈，由UPS供電。照明及檢修網(wǎng)絡(luò)（1）照明按《火力發(fā)電廠和變電所照明設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》進(jìn)行設(shè)計(jì)。 高大廠房和辦公樓層面敷設(shè)避雷帶防直擊雷。事故停機(jī)時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，關(guān)閉主汽門、跳開主變低壓側(cè)斷路器、跳開廠用電進(jìn)線開關(guān)，將廠用電切換到啟動(dòng)/備用電源上，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的安全停機(jī)。機(jī)組并網(wǎng)后計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)操作廠用電由啟動(dòng)/備和電源快速切換到廠用電源上。（5）機(jī)組啟/停機(jī)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，必要的人工準(zhǔn)備完成后計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將把所有必要的系統(tǒng)投入。（4）同期系統(tǒng)本期設(shè)置微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置，微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置由計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出同期命令，自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓、頻率，當(dāng)同期條件滿足時(shí)自動(dòng)發(fā)出合閘令。（3）保 護(hù)發(fā)變組、升壓變及低壓廠用變壓器保護(hù)采用微機(jī)型保護(hù)裝置，集中組屏，布置于電氣主控室。廠用電系統(tǒng)裝設(shè)微機(jī)型備用電源自投(快切)裝置，實(shí)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(shí)采用快速切換為主、慢速切換為備用的方式。二次線、繼電保護(hù)裝置（1）控制系統(tǒng)采用電氣主控室的控制方式。電氣設(shè)備布置本工程變配電室布置在沼氣發(fā)電機(jī)房一側(cè)，發(fā)電機(jī)房為280平方米，變配電室80平方米。在逆變器故障時(shí)，靜態(tài)開關(guān)自動(dòng)切換至旁路系統(tǒng)，由另一低壓廠用電源向配電盤供電。正常運(yùn)行時(shí)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。不停電電源裝置布置于電氣主控室。380V開關(guān)柜選擇GCS型低壓抽屜式開關(guān)柜。（2） 低壓廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)采用直接接地方式。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(jí)。主變壓器：雙卷強(qiáng)油風(fēng)冷變壓器：SFP91500/10。設(shè)備選擇主要設(shè)備選型如下：。遠(yuǎn)動(dòng)通信介質(zhì)采用光纖，一主一備兩個(gè)通道接入地區(qū)電力通信系統(tǒng)。10kV接線為單母接線，發(fā)電機(jī)組第一解列點(diǎn)為10kV聯(lián)絡(luò)開關(guān)，設(shè)微機(jī)型低周低壓解列及10kV線路保護(hù)，后備解列點(diǎn)設(shè)置在發(fā)電機(jī)出口開關(guān)。一回10 kV聯(lián)絡(luò)線與系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行，供電可靠性較高。沼氣發(fā)電機(jī)組性能如下：適用燃汽： 各種沼氣發(fā)電機(jī)型號(hào): 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(jìn)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(jī)容量為1000kW。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(shí)使得廠用電系統(tǒng)的保護(hù)及自動(dòng)化裝置配置更加簡(jiǎn)單標(biāo)準(zhǔn)。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(dòng)時(shí)由主變倒送電提供起動(dòng)電源。機(jī)組采用發(fā)電機(jī)一變壓器組接入10kV配電裝置。根據(jù)系統(tǒng)專業(yè)資料，電氣主接線為10kW單母線接線。本工程電氣部分的設(shè)計(jì)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(hù)及接地、照明及檢修網(wǎng)絡(luò)、廠內(nèi)通信、電纜設(shè)施及相應(yīng)的保護(hù)控制系統(tǒng)。本工程為沼氣發(fā)電綜合利用工程，新建3臺(tái)500kW專用沼氣發(fā)電機(jī)組（兩用一備）及配套廢熱鍋爐。b.《火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì)文件內(nèi)容深度規(guī)定》。外型美觀大方、燃燒充分。因?yàn)榭紤]到戶外運(yùn)行外，系統(tǒng)防風(fēng)、防雨結(jié)構(gòu)。內(nèi)燃式沼氣火炬，無一點(diǎn)火焰，黑煙為0。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(diǎn)火放散安全。（注：供氣管道上得安裝有3套德國(guó)進(jìn)口壓力檢測(cè)器,它在工作時(shí)發(fā)出不同的壓力檢測(cè)信號(hào)，能達(dá)到無人看守的情況下自動(dòng)壓力檢測(cè)，自動(dòng)運(yùn)行點(diǎn)火）?；鹁鏋閼敉馐皆O(shè)計(jì)，全天候運(yùn)行。強(qiáng)制鼓風(fēng)，微電腦程序化控制，自動(dòng)點(diǎn)火，火焰自動(dòng)跟蹤檢測(cè)，熄火自動(dòng)保護(hù)，燃燒塔內(nèi)環(huán)境燃燒溫度自動(dòng)控制鼓風(fēng)量與燃料燃燒量自動(dòng)配置。防止燃燒系統(tǒng)高溫產(chǎn)生NOx。采用多孔燃?xì)鈬婎^，杯式穩(wěn)焰，一，二次配風(fēng)方式。 火炬系統(tǒng)本工程采用全封閉內(nèi)燃式沼氣火炬，型號(hào)：YSHJB160，機(jī)械通風(fēng)助燃半內(nèi)燃式沼氣火炬。余熱可以用于厭氧發(fā)酵罐的增溫及沼渣干燥。目前，國(guó)產(chǎn)沼氣發(fā)電機(jī)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(duì)沼氣的能源利用效率為70%。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。配置3臺(tái)500Kw沼氣發(fā)電機(jī)組（三用一備），16000 m3沼氣每天可發(fā)電量為25600kW機(jī)組產(chǎn)生的余熱作為熱源，冬季用于厭氧進(jìn)料的增溫、厭氧罐體的保溫。采用熱電聯(lián)供沼氣發(fā)電機(jī)組，進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)。在沼液儲(chǔ)存池內(nèi)設(shè)沼液提升泵1臺(tái)，型號(hào)WQ20254，泵流量20 m3/h，揚(yáng)程25m，功率40kW。按進(jìn)料濃度9%計(jì)算，全年平均每天進(jìn)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%。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(jì)算。牛床墊料：(天頭)，90 Nm3/d(約90t/d)，含水率為65%。分為八組獨(dú)立的沼氣池，每組有效容積2363 m3。 厭氧消化池厭氧消化池設(shè)計(jì)參數(shù)為：進(jìn)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。 調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池總?cè)莘e576 m3,有效容積500 m3,水力停留(HRT) 。在集水池中設(shè)2臺(tái)污水提升泵，型號(hào)AS302CB，泵流量42 m3/h，揚(yáng)程11m，功率3 KW。每臺(tái)發(fā)電機(jī)組每天消耗沼氣量8000 m3，因此，需要配備三臺(tái)發(fā)電機(jī)組，選用勝利油田勝利動(dòng)力機(jī)械集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的500KW沼氣發(fā)電機(jī)組三臺(tái)（二用一備）在集水池前的溝道安裝1臺(tái)格柵機(jī)，格柵機(jī)型號(hào)HF1000型，柵條寬5m，柵條間距5mm，流量200—300m3/ h，轉(zhuǎn)速2m/min，功率2kw。，16000 m3沼氣每天可發(fā)電量為25600kW每天牛糞干物質(zhì)的產(chǎn)量為63t(不計(jì)牛床墊料)， m3的系數(shù)計(jì)算，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件每天可產(chǎn)沼氣量為：16000 m3。該分離器除濕效果高，可以滿足純沼氣發(fā)電機(jī)對(duì)沼氣的氣質(zhì)要求，沼氣濕度≤80%。目前馬鞍山蒙牛牧場(chǎng)大型沼氣工程已投入運(yùn)轉(zhuǎn)，采用此種脫硫工藝不會(huì)對(duì)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(jī)組要求。沼氣脫硫及再生原理為：Fe2O3本項(xiàng)目沼氣脫硫采用干法脫硫工藝，使用FJC型脫硫系統(tǒng)對(duì)沼氣進(jìn)行凈化，該脫硫系統(tǒng)是以氧化鐵為主要活性組份，可再生。沼氣通過脫硫系統(tǒng)除去H2S，再進(jìn)入穩(wěn)壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)穩(wěn)定沼氣的流量與壓力，再進(jìn)入發(fā)電機(jī)組發(fā)電。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(duì)管道、儀表和發(fā)電機(jī)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(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行有一定危害。由于沼氣經(jīng)過脫硫處理，發(fā)電機(jī)尾氣直接通過15m高排氣筒排放。凈化的沼氣經(jīng)送配氣系統(tǒng)送沼氣發(fā)電機(jī)組做燃料，項(xiàng)目采用的3臺(tái)沼氣發(fā)電機(jī)組。沼氣發(fā)電系統(tǒng)包括室外部分沼氣輸送、凈化和儲(chǔ)存過程，室內(nèi)部分燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組、循環(huán)冷卻系統(tǒng)、送配電系統(tǒng)和尾氣處理等。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(yùn)行。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。液體有機(jī)肥生產(chǎn)流程如下：G2沼液過濾發(fā)酵沉降過濾配料入庫(kù)灌裝檢驗(yàn)圖55 液態(tài)有機(jī)肥料生產(chǎn)工藝流程圖注：廢氣：G2——惡臭；沼液經(jīng)過濾后進(jìn)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(yíng)養(yǎng)理論，進(jìn)行科學(xué)配比植物生長(zhǎng)發(fā)育必須的營(yíng)養(yǎng)元素，形成液體有機(jī)肥料。本項(xiàng)目所用原料為牧場(chǎng)進(jìn)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。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?！??！妫?；所以在常溫壓下，甲烷不能液化，只能以氣體存在。表51 沼氣主要成分表成 分CH4CO2N2O2H2S其他含量（%）5839甲烷化學(xué)性質(zhì)：甲烷是一種簡(jiǎn)單的碳?xì)浠衔?，化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定，在水中的溶解度很低。甲烷中因含有二氧化碳等不可燃?xì)怏w，其抗爆性能好，辛烷值較高，是一種良好的動(dòng)力燃料。甲烷的發(fā)熱值很高，達(dá)5500～5800kcal/m3。結(jié)合以上分析，綜合考慮運(yùn)行穩(wěn)定性、沼氣產(chǎn)率、投資與運(yùn)行成本等多種因素，本工程適宜PFR連續(xù)厭氧發(fā)酵工藝。由于附著于纖維填料上的生物膜補(bǔ)充了污泥床上部微生物的不足，所以效益較高。 （4）污泥床濾器(UBF) 它是將UASB和厭氧濾器結(jié)合為一體的厭氧消化器。該工藝的優(yōu)點(diǎn)為：除三相分離器外，消化器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有攪拌裝置及供微生物附著的填料；長(zhǎng)的SRT和MRT使其達(dá)到了很高的負(fù)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。北京環(huán)境科學(xué)院于1983年首先開展了利用UASB處理丙酮丁醇生產(chǎn)廢水的工藝研究，至今我國(guó)已對(duì)COD為300～500mg/l的生活污水，1000～2000mg/l啤酒廢水，3000～5000mg/l的屠宰廢水，8000～10000mg/l的豆制品廢水及30000～40000mg/l的酒醪濾液等進(jìn)行了研究工作，并且多數(shù)已投產(chǎn)應(yīng)用。由于該消化器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低，處理效率高而引起人們的普遍興趣。未消化的生物質(zhì)固體顆粒和沼氣發(fā)酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內(nèi)，上清液從消化器上部溢出，這樣可以得到比水力滯留期高得多的固體滯留期(SRT)和微生物滯留期(MRT)，從而提高了固體有機(jī)物的分解率和消化器的效率。 （2）升流式固體反應(yīng)器(Upflow Solids Reactor，簡(jiǎn)稱USR)升流式固體反應(yīng)器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用于高懸浮固體原料的反應(yīng)器。分離后的沼液含固率不能大于1%。發(fā)酵池內(nèi)采用連續(xù)厭氧發(fā)酵工藝（Plug Flow Reactor，簡(jiǎn)稱PFR）為主藝，發(fā)酵溫度為中溫發(fā)酵。各類厭氧工藝性能概述（1）塞流式反應(yīng)器(Plug Flow Reactor，簡(jiǎn)稱PFR) 連續(xù)厭氧發(fā)酵工藝 塞流式反應(yīng)器也稱推流式反應(yīng)器，是一種長(zhǎng)方形的非完全混合式反應(yīng)器。 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。分離后的沼液含固率不能大于1%。發(fā)酵池內(nèi)采用連續(xù)厭氧發(fā)酵工藝（Plug Flow Reactor，簡(jiǎn)稱PFR）為主藝，發(fā)酵溫度為中溫發(fā)酵。沼氣經(jīng)脫硫、脫水、脫雜等凈化過程后進(jìn)入熱電聯(lián)產(chǎn)沼氣發(fā)電機(jī)組。發(fā)酵池的出料間采用空氣攪拌，出料間亦設(shè)計(jì)成溢液方式。發(fā)酵池設(shè)有溫度傳感器。糞污在發(fā)酵池內(nèi)進(jìn)行厭氧發(fā)酵，生產(chǎn)沼氣。在調(diào)節(jié)池前的主糞道內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)耙式格柵除污機(jī)，去除較大的雜物，分離的雜物人工定期清運(yùn)走。本項(xiàng)目選用第一種工藝技術(shù)方案：能源生態(tài)模式。由于牛糞直接生產(chǎn)有機(jī)肥，沼氣的獲得量相對(duì)減少。缺點(diǎn)：l 工程投資較大，運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較高。有機(jī)肥料開發(fā)充分，資源得到綜合利用。l 工藝處理單元的效率高，工程規(guī)范化，管理、操作自動(dòng)化水平高。l 有機(jī)肥的生產(chǎn)應(yīng)優(yōu)先采用好氧連續(xù)式生物堆肥工藝。l 厭氧、好氧產(chǎn)生的污泥經(jīng)干化場(chǎng)濃縮脫水后可用于制作有機(jī)肥或作為菌種出