大型沼气工程初步设计文本

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1、*养殖有限公司大型沼气工程初步设计文本项目名称：*养殖有限公司大型沼气工程项目建设地点：*省*市麦积区中滩镇张白村项目建设单位：*养殖有限公司设计院：*养殖有限公司大型沼气工程*养殖有限公司大型沼气工程初步设计文件项目名称：*养殖有限公司大型沼气工程项目设计单位（盖章）：*股份有限公司设计资质：法人代表：项目负责人：主要设计人员：工建艺：筑： 工程师 工程师结构： 高级工程师电气自控：工程师预算： 预算师联系电话：编写日期：二零一 年 月*养殖有限公司大型沼气工程目录*第 1 章 总说明.11.1 项目名称 .11.2 建设单位 .11.3 建设地点 .11.4 建设目标 .11.5 建设年限

2、 .11.6 工艺模式 .11.7 建设规模及内容 .21.8 总概算 .21.9 资金筹措 .31.10 占地面积 .31.11 劳动定员 .31.12 主要技术经济指标.3第 2 章 编制原则与编制依据 .42.1 编制原则.42.2 编制依据.4第 3 章 工艺总说明.73.1 工艺技术选择原则.73.2 工艺技术流程.73.3 三沼利用设计.12第 4 章 选址说明.15I*养殖有限公司大型沼气工程*4.1 选址原则 .154.2 选址方案.15第 5 章 总平面设计.175.1 平面布置原则.175.2 平面布置设计.175.3 厂区给排水设计.175.4 供暖设计.195.5 道路

3、及绿化设计.19第 6 章 工艺设计.206.1 粪污预处理单元.206.2 核心生产区 .216.3 沼气净化系统.236.4 沼渣沼液利用单元.246.5 配套设施区 .25第 7 章建筑设计.267.1 设计依据.267.2 设计范围.267.3 建筑设计.267.4 建筑装修.28第 8 章结构设计.298.1 结构设计依据.29II*养殖有限公司大型沼气工程*8.2 设计范围.298.3 结构设计.29第 9 章消防和安全设计 .339.1 设计依据.339.2 火灾隐患分析 .339.3 防火设计 .33第 10 章 电气设计.3610.1 设计范围.3610.2 配电系统.361

4、0.3 电缆敷设.3610.4 照明.3710.5 防雷及接地.37第 11 章 控制设计 .3811.1 站区控制 .3811.2 各工艺单元常用控制.3811.3 站区传感器及仪表.40第 12 章 投资概算及效益分析 .4112.1 概算依据.4112.2 总概算.4112.3 建筑工程概算.4212.4 设备购置费概算.42III*养殖有限公司大型沼气工程*12.5 工程建设其它费用概算.4212.6 生态农业费用概算.4212.7 资金筹措.4212.8 运行成本.4212.9 经济效益.43第 13 章 招标方案.4413.1 招标范围.4413.2 招标组织形式.4413.3 招

5、标方式.44第 14 章 安全生产与劳动保护 .4514.1 工程安全设计.4514.2 安全生产操作方案.45第 15 章 运行管理与劳动定员 .4715.1 运行管理.4715.2 维护保养.4715.3 岗位定员.4815.4 人员培训.48第 16 章 实施进度计划 .4916.1 建设期限.4916.2 实施进度计划表.4916.3 资金使用计划表.49IV*养殖有限公司大型沼气工程*第 17 章 项目组织管理 .5117.1 组织管理.5117.2 建设管理.5217.3 财务管理.5317.4 资产管理.53V*养殖有限公司大型沼气工程*第 1 章 总说明1.1 项目名称*养殖有

6、限公司大型沼气工程1.2 建设单位*养殖有限公司1.3 建设地点*省*市麦积区中滩镇张白村1.4 建设目标*养殖有限公司现常年存栏 6100 头猪。目前每天产生猪粪约 12 吨，冲洗废水 18m3。采用干清粪方式，利用猪场收集的猪粪及冲洗水产生沼气，发酵产生沼气可供发电和厂区自用气。产生的高浓度沼渣可以制作高效有机肥，沼液可灌溉农田。该沼气工程的建设实现了废弃物的减量化、资源化、无害化、生态化和运行费用的低廉化。处理能力：日处理 6100 头猪粪约 12t、冲洗水约 18m3。生产能力：年产沼气约 21.9 万 m3；年产沼液 9431.6t；有机肥约 1168.0t；工程目标：采用工艺技术先

7、进成熟，构筑物外形美观，结构牢固，建筑质量优良，对同类养殖场具有示范带动作用。1.5 建设年限2011 年 01 月-2011 年 12 月1.6 工艺模式采用以“预处理+中温 CSTR 厌氧消化”为核心的处理工艺。利用发电机余热和燃煤锅炉维持中温发酵。该工艺模式既可获得较高产气量，又整体能耗低，综合效益较好。1*养殖有限公司大型沼气工程*1.7 建设规模及内容1.7.1 建设规模该项目粪污处理沼气生产规模为：猪粪约 12 吨/天，冲洗废水 18m3/天。预计产沼气约 600m3/d，可用于发电和厂区自用气。拟建如下项目：（1）600m3CSTR 反应器+300m3 的柔性气柜一体化及附属设施

8、；（2）建设预处理间、综合用房（发电机房、化验室、值班室、电控室）、设施保温室、沼肥干燥室等配套设施；建设格栅渠、化粪调配池、进料池、沼渣浓缩池、沼液贮池等构筑物（3）2 台 50GF 发电机、0.25MW 燃煤锅炉。1.7.2 建设内容预处理单元： 格栅渠4.4m0.5m3.8m化粪调配池2.7m2.7m4.4m进料池2.7m1.5m3.8m沼气生产单元：600m3CSTR 反应器；沼气存贮单元：300m3 柔性气柜 1 座；沼气净化单元：集成生物脱硫装置 1 套、凝水器 1 套、干式阻火器一台、增压风机 1 台；辅助生产生活设施与沼气利用单元：预处理间、综合用房（发电机房、化验室、值班室、

9、电控室）、设施保温室、沼肥干燥室等，发电机发电供场区自用。沼渣沼液加工与利用单元：96.0m3 沼渣浓缩池 2 座；2500m3 沼液贮池 1座；131.6m2 设施保温室 1 间；101.0m2 沼肥干燥室 1 间。1.8 总概算初步设计概算编制依据类似项目的初步设计图纸及有关规定的资料进行编制。编制原则为主要建（构）筑物按图纸计算工程量，套用相应定额和取费标准；次要建（构）筑物按指标或类似工程资料进行编制。2*养殖有限公司大型沼气工程*本项目总投资 416.26 万元，其中：建筑工程 140.13 万元；设备购置费 213.98 万元；安装工程费 21.40 万元；工程建设其他费用 40.

10、75 万元。1.9 资金筹措本项目总投资 416.26 万元，申请中央投资 187.00 万元，地方配套 20.00万元，业主自筹 209.26 万元。1.10 占地面积占地面积 2430.7 平方米。1.11 劳动定员沼气站定员 3 人。1.12 主要技术经济指标1.12.1 技术指标（1）600m3CSTR 一体化：产气量：600m3/d有效容积产气率：1.0m3/ m3d.进料浓度：8%（TS）发酵温度：3335停留时间：20 天1.12.2 经济指标总投资：416.26 万元；年收入：52.78 万元；年运行费用：22.12 万元运行费用为 1.01 元/m3（沼气） ；年收益：30.

11、66 万元。3*养殖有限公司大型沼气工程*第 2 章 编制原则与编制依据2.1 编制原则2.1.1 技术先进性、可靠性和适应性原则（1）根据场区实际情况，选择最先进的工艺方案。（2）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。（3）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，便于运行和维护。2.1.2 经济效益最大化原则（1）在保证技术先进性的基础上，优化工艺单元设计，确保最佳性价比和最短回收期。（2）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。2.1.3 环境和社会效益最大化原则（1）对产品（沼气、沼渣、沼液）

12、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。（2）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，工程建成后可改善企业自身用电和周边农业用肥等条件，并发挥示范作用，带动地方经济和社会发展。2.2 编制依据2.2.1 相关国家法律、法规和政策(1) 中华人民共和国环境保护法(2) 中华人民共和国水污染防治法(3) 中华人民共和国水污染防治法实施细则(4) 中华人民共和国可再生能源法4*养殖有限公司大型沼气工程*(5) 中华人民共和国畜牧法(6) 畜禽养殖污染物防治管理办法(7) 中华人民共和国农业技术推广法(8) 中华人民

13、共和国电力法(9) 中华人民共和国节约能源法(10) 中华人民共和国循环经济法(11) 资源综合利用条例(12) 中共中央国务院关于积极发展现代农业扎实推进社会主义新农村建设的若干意见(13) 全国生态环境保护纲要(14) 可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法(15) 关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见(16) 可再生能源发展专项资金管理暂行办法(17) 国家鼓励的资源综合利用认定管理办法2.2.2 相关规范与标准(1) 沼气工程技术规范（NY/T 1220.1-5-2006）(2) 规模化畜禽养殖场设计规范（NY/T 1222-2006）(3) 室外排水设计规范（GB500

14、14-2006）(4) 给水排水设计手册(5) 环境工程设计手册（水污染防治卷）(6) 建筑设计防火规范（GB50016-2006）(7) 规模猪场建设（GB/T 17824.1-2008）(8) 畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）(9) 建筑结构荷载规范（GB50009-2001）(10) 钢结构设计规范（GB50017-2003）(11) 混凝土结构设计规范（GB50010-2002）5*养殖有限公司大型沼气工程*(12) 建筑抗震设计规范（GB50011-2010）(13) 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）(14) 工业与民用建筑供配电系统设计规范（GB

15、50052-2009）(15) 砌体结构设计规范（GB50003-2001）(16) 城镇燃气输配工程施工及验收规范（CJJ33-2005）(17) 有机肥料标准（NY525-2002）(18) 建设工程工程量清单计价规范（GB50500-2008）2.2.3 其他依据*养殖有限公司提供的可行性研究报告的批复、可研和业主提供的相关资料；6*养殖有限公司大型沼气工程*第 3 章 工艺总说明3.1 工艺技术选择原则3.1.1 工艺确定原则（1）*养殖有限公司的经济条件和投资目的；（2）养殖场的地理位置、处理规模和粪污特点；（3）工艺路线的能量和物料衡算，政府要求和业主的实际操作水平；（4）创建“示

16、范工程”、“样板工程”或“放心工程”。3.1.2 原料调查*养殖有限公司位于*省*市麦积区中滩镇张白村，*养殖有限公司现常年存栏 6100 头猪。目前每天产生猪粪约 12 吨，冲洗废水 18m3，采用干清粪方式清理猪粪。3.1.3 主要工艺技术参数该项目采用以“预处理+中温 CSTR 厌氧消化”为核心的处理工艺。中温 CSTR 厌氧反应罐的设计进料浓度为 8%，进料量为 30m3/d，设计停留时间为 20 天，设计中温厌氧反应器有效容积为 600m3，产气量为600m3/d，有效容积产气率：1.0m3/m3d。该工程日产气量为 600 m3，年产气量约为 21.9 万 m3。该工程日产沼渣量为

17、 3.2 吨、沼液 25.8 吨，年产有机肥(利用沼渣生气有机肥)量为 1168.0 吨、沼液量为 9431.6 吨。3.2 工艺技术流程结合物料特点，本工程工艺流程图如下：7*养殖有限公司大型沼气工程站外集污池污水管路沼渣管路沼气管路*猪粪化粪调配池 1#、2#机械格栅桨式搅拌机进料池液下渣浆泵CSTR 一体化沼渣浓缩池固液分离机沼液集成生物脱硫装置凝水器热水管路沼液贮池设施保温室增压风机阻火器农田施用厂区自用发电机发电机余热燃煤锅炉图 3-1工艺流程图工艺流程说明:收集的干清粪投入化粪调配池（设置2座，一座用于进料调配，另一座用于化冻或出料，2座交叉使用），化粪调配池内设桨式搅拌机和加热盘

18、管（加热盘管主要是在冬天运行时对原料的化冻并保证进料温度在5C以上），搅拌一定时间使物料混合均匀，搅拌均匀后打开化粪调配池与格栅渠之间的闸门，经过机械格栅去除较大的草和杂物，物料自流入进料池，经液8*养殖有限公司大型沼气工程*下渣浆泵泵入CSTR一体化进行厌氧发酵，反应罐内设侧搅拌机，使物料处于全混状态，在适宜的碱度、温度条件下确保厌氧反应充分进行。反应罐内出来的沼渣沼液自流入化粪调配池，再自流进入进料池，经过液下渣浆泵泵入沼渣浓缩池，浓缩的沼渣由特种泵泵入固液分离机，分离出的沼渣肥用于生气有机肥，分离液及溢流液溢流至沼液储池，用于农田灌溉。沼气经稳压、干燥、脱硫等处理后经增压风机输出供沼气发

19、电机发电和厂区自用气。利用现场燃煤锅炉和发电机余热装置为系统加热，在化粪调配池和CSTR一体化设置加热盘管，确保CSTR厌氧反应达到稳定运行的温度。完全混合式厌氧消化（CSTR）适用于固态畜禽粪污发酵，其特点是发酵罐内采用搅拌和加温技术，大大提高发酵速度，并防止罐体液面结壳。其固体浓度高，发酵效率高，产气量高，管理简便，启动快，运行费用低。本项目经过厌氧反应后的物料、热量平衡，详见图3-2、3-3。日粪污总量：猪粪 12t，冲洗废水 18t。日参与中温发酵粪污量：干清粪 12t，污水 18t厌氧反应掉 60%剩余粪污量 29.04m3/d每天进入沼渣浓缩池的沼液量为 29.04t年产浓沼渣沼液

20、 10599.6m3年产沼液 9431.6m3年产沼渣 1168.0m3图 3-2物料平衡图按照当地冬季平均气温计算，在厌氧发酵设备有300mm保温后，预处理与罐体处需要的热量如下，由发电机余热系统和现场燃煤锅炉供给，如图3-3：9*养殖有限公司大型沼气工程化粪调配池需热量 1.2MJ，物料量 20000kg，起始-10，终了温度 5，温差 15CSTR 厌 氧 反 应 罐 需 热 量3.3MJ，物料量 20000kg，起始 5，终了温度 35，温差30图 3-3热量平衡图*2 台发电机每天可最多运行7.8h, 余 热 回 收 系 统 功 率50kW，效率 70%，过程中可提供热量为 2.5M

21、J，0.25MW燃煤锅炉每天运行 5.6 小时，提供热量为 5.0MJ，总和大于总需要热量 4600MJ由上图可知，电机提供的热量完全满足厌氧发酵需要的热量。当出现异常情况余热系统热量供应不足时（如严寒天气等），由燃煤锅炉辅助提供系统供热。日原料量：鲜牛粪 12t，尿及冲洗废水 18m3日产 600 m3 沼气600 m3 沼气燃烧产生热量 12000MJ用于原料中温发酵电能转化效率 27%热量回收率 40%机械损耗 33%发电的热量为 3240MJ机械损耗热量为 4800MJ余热回收 3960MJ图3-4电热量平衡图10*养殖有限公司大型沼气工程日原料量：鲜牛粪 12t，尿及冲洗废水 18m

22、3，日产沼气 600 m3,525m3 用于发电沼气站内日用电量为 193.5kw.h*可供两台 50kw 发电机每天工作 7.8小时，发电量为 780kw.h图3-5企业日用电量为 528.5 kw.h剩余电量作为周围农户用电电平衡图3.2.3 主要厌氧消化器结构选择方案CSTR 厌氧反应器CSTR 厌氧反应器是新型、高效、实用的沼气工程设备，具有可靠、安全、低成本和适应寒冷地区冬季正常运行的优势。反应器内安装侧搅拌器，罐壁上安装增温管道，利用锅炉或发电机余热系统等外部热源为厌氧罐增温。目前，厌氧反应器主要采用钢混结构、碳钢焊接结构、Lipp 卷制钢、搪瓷拼装钢结构、ECPC 拼装罐结构。本

23、工程罐体采用 ECPC 罐结构。保温与增温CSTR 的厌氧消化反应过程受温度影响大。本项目设计为中温发酵，其最佳温度范围为 3335，为了保证厌氧反应在冬季仍可正常运行，必须对系统实施增温和整体保温措施。1）保温，系统整体保温包括加热管道、进料管、阀门等的保温；中温发酵的厌氧反应器体的保温。保温形式采用岩棉材料外覆盖彩钢板。2）增温，对中温厌氧系统的增温主要是通过加热盘管实现。增温的热11*养殖有限公司大型沼气工程*源来自发电机余热回收系统和燃煤锅炉；在厌氧罐内所设置的增温盘管采用碳钢无缝钢管，表面采用除锈，去油污后涂刷 3 道环氧树脂漆，两道面漆的处理方式。3.2.4 主要配套设备选型方案3

24、.3 三沼利用设计3.3.1 沼气利用12*养殖有限公司大型沼气工程*本项目产生沼气 600m3/d，所产沼气计划用途：厂区自用气、场区发电等。1、自用本工程产气沼气部分用于厂区自用，每天的用气量为 75m3；2、发电2 台发电机每天 525m3 的沼气用于发电，当发电机检修或出现异常工况时，可用利用燃煤锅炉给反应器提供热量。3.3.2 沼渣沼液利用本项目产生沼液每年约 9431.6m3，产生的沼渣每年约 1168.0m3。所产生的沼渣、沼液肥效成分及适用范围见下表：表 3-2 沼肥成分表现通过对周边的沼肥施用量分析，对本项目安全性进行论证，在保证安全性的同时，获取更大的经济效益。果园消纳施用量预算如下表：表 3-3 果园施肥量预算沼肥对土地具有良好的促肥效果，可作基肥，也可作追肥；但必须考虑周边土壤的承载量。沼肥的施用量与果树的品种、大小、生长周期及季节等有关。场区周边共有 600 亩果园，大部分果树已