【正文】 項(xiàng)目名稱 訥河市北方食品有限責(zé)任公司大型沼氣工程 項(xiàng)目 項(xiàng)目建設(shè)單位 訥河市北方食品有限責(zé)任公司 項(xiàng)目建設(shè)地址 訥河市六合鎮(zhèn)燈塔村 建設(shè)目標(biāo) 項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后日生產(chǎn)沼氣 864 m3，供氣 240 m3，發(fā)電 936kwh，日處理鮮糞 24t。該項(xiàng)目以沼氣為核心，通過(guò)利用養(yǎng)殖場(chǎng)固體糞便生產(chǎn)沼 氣和有機(jī)肥，并利用沼氣發(fā)電；沼渣，沼液用于有機(jī)作物種植。沼氣工程從根本上改變傳統(tǒng)的糞便利用方式，促進(jìn)物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化和能源高效循環(huán)，提高資源利用率。通過(guò)沼氣工程的建設(shè)，形成以沼氣為紐帶發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建立節(jié)約型社會(huì)的有效途徑。 8 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn) 分別為： 《沼氣工程技術(shù)規(guī)范第 3 部分：施工及驗(yàn)收》、《沼氣工程技術(shù)規(guī)范第 4 部分：運(yùn)行管理》、《沼氣工程技術(shù)規(guī)范第 5 部分：質(zhì)量評(píng)價(jià)》、《規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程運(yùn)行、維護(hù)及其安全技術(shù)規(guī)程》、《規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)沼第一章 工程概況 2 氣工程設(shè)計(jì)規(guī)范》和《沼氣發(fā)電機(jī)組》。 項(xiàng)目工藝技術(shù)方案 該項(xiàng)目以處理糞污為主，采用以 “高濃度 CSTR 厭氧反應(yīng)器 ”為核心的處理工藝。同時(shí)該工程配置有貯氣柜，輔助用房等輔助設(shè)施，該養(yǎng)殖小區(qū)采用人工干清糞方式，養(yǎng)殖小區(qū)每日產(chǎn)生 30t 糞便 （主要為牛 糞） ，其中80%即 24t 可收集起來(lái)作為 CSTR 厭氧反應(yīng)器的原料， GSTR 厭氧反應(yīng)器濃度為10%。 （ 3）項(xiàng)目投產(chǎn)后， CSTR厭氧反應(yīng)器年產(chǎn)沼氣量 m3，日產(chǎn)沼氣 864m3，向 200 戶供氣 240m3，年供氣 萬(wàn) m3，剩余 624m3沼氣日發(fā)電 936kwh，年發(fā)電 萬(wàn) kwh，年產(chǎn)沼渣 1577 噸，沼液 14190 噸。其主要資金來(lái)源有：申請(qǐng)國(guó)家資金 150 萬(wàn)元， 地方投資 68 萬(wàn)元 ，企業(yè)自籌資金 238 萬(wàn)元。 市場(chǎng)預(yù)測(cè)及效益分析 根據(jù)確定的產(chǎn)品方案和建設(shè)規(guī)模及預(yù)測(cè)的產(chǎn)品價(jià)格，達(dá)產(chǎn)期內(nèi)年均銷售收入第一章 工程概況 3 萬(wàn)元，年均總成本 萬(wàn)元，利潤(rùn) 萬(wàn)元；項(xiàng)目財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（ FIRR）為 %，項(xiàng)目財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（ ic=6%時(shí)）為 萬(wàn)元。 項(xiàng)目的投資回收期為 年（含建設(shè)期），小于行業(yè)基準(zhǔn)投資回收期，表明項(xiàng)目投資能按時(shí)收回。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 表 11 項(xiàng)目 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 序號(hào) 名稱 單位 指標(biāo)值 1 產(chǎn)品品種與年均產(chǎn)量 沼氣發(fā)電 萬(wàn) kwh 沼氣供氣 萬(wàn) m3 沼渣 t 1577 沼液 t 14190 2 投資 基本建設(shè)投資 萬(wàn)元 456 建設(shè)期利息 萬(wàn)元 0 總投資 萬(wàn)元 456 3 資金籌措 申請(qǐng)國(guó)家資金 萬(wàn)元 150 地方配套資金 萬(wàn)元 68 企業(yè)自籌 萬(wàn)元 238 4 財(cái)務(wù)效益 年均銷售收入（達(dá)產(chǎn)年） 萬(wàn)元 年均總成本（達(dá)產(chǎn)年） 萬(wàn)元 年均利潤(rùn)（達(dá)產(chǎn)年） 萬(wàn)元 內(nèi)部收益率（所得稅后） % 財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（所得稅后） 萬(wàn)元 投資回收期（所得稅后） 年 第二章 總圖設(shè)計(jì)說(shuō)明 6 第二章 總圖設(shè)計(jì)說(shuō)明 設(shè)計(jì)依據(jù) 依據(jù)項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模，結(jié)合場(chǎng)地、物流、環(huán)境、安全、美學(xué)等條件和要求對(duì)工程總體空間和設(shè)施進(jìn)行合理布置。31′~51176。15′~126176。 養(yǎng)殖場(chǎng)年存欄肉牛 2021頭，每天可提供 24t 鮮糞，有充足的沼氣發(fā)酵原料，養(yǎng)殖場(chǎng)有預(yù)留建設(shè)用地，并且緊臨 萬(wàn)畝的有機(jī)作物 種植，保證了該沼氣工程產(chǎn)生的沼渣沼液有充足消納市場(chǎng)。 年平均氣溫 ℃ 月平均最低氣溫 23℃ 月平均最高氣溫 ℃ 極端最高氣溫 37℃ 極端最低氣溫 ℃ 年平均風(fēng)速 年平均相對(duì)濕度 67% 年平均總降水量 年平均無(wú)霜 期 120d 最大凍土深度 195cm 社會(huì)條件 （ 1）基本資料 訥河市位于黑龍江省西北部，北依伊勒呼里山，東接小興安嶺，西臨嫩江，第二章 總圖設(shè)計(jì)說(shuō)明 7 南聯(lián)松嫩平原，總面積 萬(wàn)平方公里，生活著漢、滿、回、蒙古、達(dá)斡爾、朝鮮、鄂倫春、鄂溫克等 17 個(gè)民族，總?cè)丝?50 萬(wàn)。訥河市是全國(guó)著名的麥豆生產(chǎn)基地、馬鈴薯生產(chǎn)基地、甜菜生產(chǎn)基地，素有北國(guó)糧倉(cāng)之美譽(yù)， 1997 年被評(píng)為 “中國(guó)大豆之鄉(xiāng) ”，是溝通黑河口岸、輻射大興安嶺和內(nèi)蒙古東部的交通要道和商品集散地。耕地面積在省內(nèi)居第二位；森林資源居第九位；草原資源居第二位；礦產(chǎn)資源十分豐富（現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)銅、金、鋁、鐵、鎢、鋅、鎳等金屬礦產(chǎn)62 種，其中銅的儲(chǔ)量占全省 首位，（全國(guó)第三）；非金屬 礦產(chǎn)有 30 多種，其中大理石的儲(chǔ)量居全省之首，被譽(yù)為 “地質(zhì)搖籃，礦產(chǎn)之鄉(xiāng) ”。31′~51176。15′~126176。 （ 3）交通條件 訥河市地 理位置優(yōu)越，交通便利，四通八達(dá)。 （ 5）供電條件 訥河市工業(yè)基礎(chǔ)較好、煤炭及電力資源充足，電價(jià)便宜，供電有保障。 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r 訥河市土地遼闊，氣候穩(wěn)定，年積溫 2， 600 度以上，生產(chǎn)條件好，盛產(chǎn)水稻、大豆、小麥。在 萬(wàn)公頃的耕地中，旱地和水田各占 %和 %，農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)的潛力很 大。天然無(wú)污染的鉆心湖區(qū)域?yàn)槭澜缑F冷水魚 ——虹鱒魚養(yǎng)殖場(chǎng)，是全國(guó)最大的虹鱒魚系列基地。 總平面布置 沼氣工程的總體布置緊湊，便于施工、運(yùn)行和管理；并結(jié)合地形、氣象和 地質(zhì)條件等因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析確定；豎向設(shè)計(jì)應(yīng)充分利用地形、設(shè)施高度，達(dá)到排水暢通、降低能耗、 土方平衡的要求；構(gòu)筑物的間 距應(yīng)緊湊、合理，并應(yīng)滿足施工、設(shè)備安裝與維護(hù)、安全的要求；附屬建筑物宜集中布置，并應(yīng)與生產(chǎn)設(shè)備和處理構(gòu)筑物保持一定距離；各種管線應(yīng)全面安排，避免迂回曲折和相互干擾，輸送污水、污泥和沼氣管線布置應(yīng)盡量減少管道彎頭以減少能量損耗和便于清通；各種管線應(yīng)用不同顏色加以區(qū)別。 交通組織 1）主要車行道的寬度：?jiǎn)诬嚨罏?3 米，雙車道為 5 米，并應(yīng)有回車道。 2）人行道的寬度為 1 米 米。 項(xiàng)目資源 /產(chǎn)物計(jì)算 糞污產(chǎn)量 業(yè)主提供的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 污染物量 見(jiàn)表 31。 項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，沼渣及沼液主要供果園菜地和農(nóng)田作為有機(jī)肥使用。 沼氣工程產(chǎn)品的 定價(jià)是由市場(chǎng)定價(jià)，沼氣發(fā)電按照其替代產(chǎn)品價(jià)格定， 元 /kwh；沼氣供氣按照 1 元 /m3價(jià)格定價(jià)；沼渣的價(jià)格基本按照有機(jī)肥的價(jià)格的50%計(jì)， 200 元 /t，沼液 20 元 /t。 處理工藝選擇 糞污前處理系統(tǒng) 糞污前處理系統(tǒng)包括 進(jìn)料間和 平板濾池 等。 厭氧消化系統(tǒng) 厭氧工藝不僅可大量去除可溶性有機(jī)物（去除率可達(dá) 85%90%），還可殺死傳染病菌、有利防疫；厭氧工藝可產(chǎn)生沼氣、沼渣、沼液，是養(yǎng)殖場(chǎng)糞污得以綜合利用的重要手段。 進(jìn)料方式選擇 調(diào)節(jié)池內(nèi)糞污由螺桿泵向厭氧消化單元進(jìn)料。進(jìn)料方式有若干種選擇，可 以采用一次進(jìn)料，也可采用分批進(jìn)料方式。 厭氧處理工藝選擇 根據(jù)本項(xiàng)目的具體情況選用 CSTR 全混式工藝即完全混合厭氧工藝。d），高溫發(fā)酵產(chǎn)氣率可達(dá) m3/（ m 反應(yīng)器結(jié)構(gòu) 本工程擬選用一體化厭氧發(fā)酵裝置，即沼氣發(fā)酵與沼氣儲(chǔ)存于一體的反應(yīng)器。 搪瓷拼裝罐說(shuō)明 普通的厭氧反應(yīng)器均采用鋼筋 混凝土 結(jié)構(gòu)。典型的有德國(guó)的利普（ LIPP）公司的利普罐和德國(guó) Farmetic 公司的拼裝罐。的反應(yīng)器。模塊經(jīng)過(guò)特殊的工藝處理，在標(biāo)準(zhǔn)鋼板的內(nèi)外兩面涂上搪瓷涂層（或其它防腐形式）。 拼裝式反應(yīng)器的設(shè)計(jì)包括反應(yīng)器罐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、反應(yīng)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和配套產(chǎn)品的嵌接設(shè)計(jì)。反應(yīng)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)包括基礎(chǔ)形式的確定和基礎(chǔ)的密封兩個(gè)部分。在開發(fā)拼裝式反應(yīng)器過(guò)程中，除了罐體采用拼裝式結(jié)構(gòu)，其配套的設(shè)備也可采用拼裝式的搪瓷結(jié)構(gòu)。 厭氧罐底另設(shè)有排渣系統(tǒng)，定期將罐底惰性污泥排出。 保溫與增溫選擇 厭氧消化反應(yīng)過(guò)程受溫度影響很大，本項(xiàng)目厭氧處理單元設(shè)計(jì)為高溫，其最佳溫度范圍為 5358℃ 。 保溫 系統(tǒng)整體保溫包括管道、閥門保溫；厭氧消化罐的保溫；沼氣儲(chǔ)柜水封池的保溫。另外，在六個(gè)罐之間設(shè)置一個(gè)操作間，盡可能地將靠近的管路、閥門設(shè)置在該房 間內(nèi)，起到保溫防冰凍作用，以確保各種工藝設(shè)施在冬季仍能正常運(yùn)行。 (1)增溫的主要熱源來(lái)自兩個(gè)熱電聯(lián)供發(fā)電組所產(chǎn)生的余熱和輔助增溫系統(tǒng)；在罐體與罐外保溫層之間設(shè)置余熱交換管網(wǎng)，發(fā)電機(jī)組余熱通過(guò)罐壁外交換管網(wǎng)交換熱量，實(shí)現(xiàn)對(duì)罐體的增溫， (2)罐體入地下 6 米，地上 3 米 ,全部用陽(yáng)光扳罩上，利用太陽(yáng)能保證罐體溫度。 沼氣凈化與存儲(chǔ)工藝選擇 沼氣凈化工藝選擇 沼氣工程中產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)電、發(fā)電余熱用于加溫沼氣反應(yīng) 器。 用于 供 氣 240m179。 按照濟(jì)柴沼氣發(fā)電機(jī)每立方米沼氣發(fā)電量 千瓦時(shí)計(jì)算，則整個(gè)項(xiàng)目每天的發(fā)電量應(yīng)在 936 千瓦時(shí)。經(jīng)過(guò)凈化處理后的沼氣質(zhì)量指標(biāo)，應(yīng)符合下列要求：沼氣低位發(fā)熱值大于 18MJ/m179。；沼氣溫度低于60℃ . 。進(jìn)入沼氣氣水分離器的沼氣量應(yīng)按平均日產(chǎn)氣量 864m179。 采用重力法沼氣氣水分離器空塔流速宜為 ~。沼氣氣水分離器內(nèi)宜裝入填料，填料可選用不銹鋼絲網(wǎng)、紫銅絲網(wǎng)、聚乙烯絲網(wǎng)等。沼氣凝水器直徑宜為進(jìn)氣管的 3 倍 ~5 倍，高度宜為直徑的 倍 ~ 倍。之間，本工程采用世界最先進(jìn)的網(wǎng)狀生物脫硫法。 沼氣儲(chǔ)存工藝選擇 由于產(chǎn)氣量和用氣量之間存在不平衡，因此需設(shè)儲(chǔ)氣柜進(jìn)行調(diào)節(jié)。 熱電聯(lián)供發(fā)電機(jī)配置選擇 沼氣利用有三種選擇：第一種是沼氣全部用于燃?xì)馐褂?；第二種是沼氣全部用于發(fā)電；第三種是沼氣部分用于發(fā)電部分用于燃?xì)狻? 熱電聯(lián)供發(fā)電機(jī)能量轉(zhuǎn)換關(guān)系分析 由糞污水厭氧消化處理后所產(chǎn)生的沼氣是一種優(yōu)質(zhì)的生物體能源。 效率較高的沼氣發(fā)電機(jī)可把沼氣中總含能量的 3540%左右的能量轉(zhuǎn)化成電能， 45%左右可以以余熱的形式回收，總效率最高可達(dá) 86%。余熱回收換熱器回收的余熱可以用于厭氧消化罐的增溫和物料預(yù)熱、蔬菜大棚的取暖和辦公室夏季空調(diào)制冷。目前比較常見(jiàn)的是純沼氣內(nèi)燃機(jī)組，通過(guò)專門設(shè)計(jì)的燃燒沼氣的內(nèi)燃機(jī)做工后生產(chǎn)電力。這三種形式各有優(yōu)點(diǎn)與適用范圍， 其性能比較見(jiàn)下表 32 表 32 三種形式沼氣發(fā)電機(jī)組的比較 發(fā)電機(jī)組形式 雙燃料沼氣 發(fā)電機(jī)組 純沼氣內(nèi)燃機(jī) 發(fā)電機(jī)組 純沼氣燃?xì)廨啓C(jī) 發(fā)電機(jī)組 經(jīng)濟(jì)性 價(jià)格低 價(jià)格較高 價(jià)格高 效率 低 較高 高 自動(dòng)控制 較難 易 易 脫硫要求 較低 較高 高 熱電聯(lián)產(chǎn)能力 較好 好 較差 綜合性能 差 好 中 熱電聯(lián)供發(fā)電機(jī)配置方案選擇 在機(jī)組功率配置上，如果所配機(jī)組功率較小沼氣不能完全使用，當(dāng)超過(guò)儲(chǔ)柜容積時(shí)就必須點(diǎn)燃火柜燒掉多余沼氣。另一方面，如果機(jī)組配置過(guò)大則會(huì)造成效率 低下。機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷不小于 80%最好。 用于發(fā)電 624m179。 熱電聯(lián)供發(fā)電機(jī)能量轉(zhuǎn)換計(jì)算 該工程設(shè)計(jì)水量 108m179。采用熱電聯(lián)供沼氣發(fā)電機(jī)組，進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)。機(jī)組產(chǎn)生的余熱作為熱源，冬季用于厭氧消化罐的保溫。用于發(fā)電 624m179。濟(jì)柴發(fā)電機(jī)組電轉(zhuǎn)換效率為 %，則每 立 方 米 沼氣可產(chǎn)電 23*%=(=)。 CSTR 厭氧消化器排出的沼渣、沼液通過(guò)固液 分離將沼渣、沼液分開。沼渣先經(jīng)好氧發(fā)酵處理，處理后再經(jīng)干化、灌裝，用于農(nóng)田使用。CSTR 厭氧消化器生產(chǎn)的沼氣以脫硫、除塵等凈化后貯存于貯氣柜，部分沼氣用于向 200 戶居民供氣，其他沼氣通過(guò)沼氣發(fā)電機(jī)組發(fā)電。 中溫發(fā)酵罐設(shè)計(jì)規(guī)模 24t/d， 停留時(shí)間為 20d， 有效容積為 1000m179。 中溫發(fā)酵罐 尺寸： 10m 數(shù)量： 2 座 材質(zhì)： 搪瓷 鋼板 頂蓋：雙膜式儲(chǔ)氣袋 規(guī)格： H=,V=270m179。 側(cè)式攪拌器 功能：進(jìn)水與厭氧污泥充分混合 生物質(zhì)鍋爐 余熱交換裝置 發(fā)電機(jī)組 電力 集中供氣 貯液池 鮮牛糞 CSTR 池 貯 氣柜 沼氣凈化 沼液 沼渣 好氧發(fā)酵車間 干 化灌裝外賣 施用農(nóng)田 農(nóng)戶炊用 場(chǎng)區(qū)自用 余熱 第三章 工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明 17 功率： 數(shù)量： 4 臺(tái) CSTR 厭氧消化器 基礎(chǔ) 直徑為 8 米寬。 10 米高。地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 進(jìn)料間 建筑面積為 平方米。磚混結(jié)構(gòu)。 凈化間、控制室 建筑面積為 平方米 。 磚混結(jié)構(gòu)。屋頂為彩色保溫鋼板。 條形磚基礎(chǔ)。 屋頂為彩色保溫鋼板。 條形磚基礎(chǔ)。 屋頂為彩色保溫鋼板。貯液池共設(shè)計(jì) 2 座，每座容積 2500m3，總?cè)莘e 5000m3。 深水井 一眼 。 避雷針基礎(chǔ) 3 個(gè)。 干化棚 建筑面積為 183 平方米 。 鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。屋頂為彩色保溫鋼板。 鋼結(jié)構(gòu)。屋頂為 彩色保溫鋼板。 道路方便場(chǎng)區(qū)的交通方便。綠化改善場(chǎng)區(qū)的環(huán)境。 第四章 沼氣工程設(shè)計(jì)說(shuō)明 19 第四章 沼氣 工程設(shè)計(jì)說(shuō)明 建筑專業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 設(shè)計(jì)依據(jù) 1）本工程建設(shè)單位對(duì)方案的認(rèn)定。 ② 《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》