工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明

1.沼氣管道與前部接口

根據(jù)PURAC的總體設(shè)計(jì)，考慮到二期工程的總沼氣量需要，從厭氧罐接出

的沼氣管匯總后將采用DN450管徑的沼氣輸送管，在進(jìn)入沼氣進(jìn)化系統(tǒng)前設(shè)三

通，一端接DN300沼氣管至沼氣火炬，另一端接手動(dòng)閥門后至沼氣凈化系統(tǒng)。

木方案起始位置自此DN450閥門始。詳見場(chǎng)內(nèi)沼氣管網(wǎng)平面布置圖及工藝系統(tǒng)

圖。

2.沼氣脫硫工藝設(shè)計(jì)

厭氧發(fā)酵罐剛產(chǎn)出的沼氣是含飽和水蒸氣的混合氣體，其組成絕大部分為

氣體燃料CH4與C02外，還含有H2s和懸浮的顆粒狀雜質(zhì)。H2s不僅有毒，而

且遇水蒸汽反應(yīng)后極容易生成有很強(qiáng)腐蝕性的稀硫酸。因此，沼氣中過(guò)量的H2S

含量會(huì)危及發(fā)電機(jī)組的壽命，因此需進(jìn)行脫硫凈化處理。

本工藝擬采用生物脫硫法對(duì)沼氣進(jìn)行脫硫處理。

生物脫硫法是利用微生物的作用，在微氧條件下將H2S氧化成單質(zhì)硫或亞

硫酸的脫硫過(guò)程。這種脫硫方法已在歐洲廣泛使用，在國(guó)內(nèi)某些工程已有采用,

其優(yōu)點(diǎn)是：不需要催化劑、不需處理化學(xué)污泥，產(chǎn)生很少生物污泥、耗能低、去

除效率高。脫硫效率穩(wěn)定，H2s去除率可達(dá)90%以上，脫硫成本低，每立方米沼

氣處理費(fèi)用小于0.03元，比化學(xué)脫硫法成本降低70%以，。

當(dāng)沼氣中進(jìn)入了一定數(shù)量的氧氣時(shí)\專門的好氧嗜硫細(xì)菌（如：絲硫細(xì)菌屬或硫

桿菌屬等）可以將沼氣中的硫化氫成分氧化成硫元素，并根據(jù)環(huán)境條件的不同,

將其進(jìn)一步氧化成硫酸。這種反應(yīng)需要的條件為：氧氣、營(yíng)養(yǎng)液、溫度、濕度與

生長(zhǎng)區(qū)域。

在不同的溫度下會(huì)產(chǎn)生不同的好氧嗜硫菌群，一般認(rèn)為，在25℃至35℃的溫度

環(huán)境下，好氧嗜硫菌群的生長(zhǎng)與活動(dòng)是最快的，因而在此溫度下脫硫效果最高。

反應(yīng)方程式如下：

2H2s+O2->2H2O+2S

2H2s+302-2H2so3

氧氣進(jìn)入沼氣中的方式有二種，一是將一定數(shù)量的壓縮空氣直接進(jìn)入沼氣管道

內(nèi)與沼氣混合，在噴淋反應(yīng)器內(nèi)在特定的環(huán)境下與沼氣中的硫化氫氣體反應(yīng)。二

是將壓縮空氣通過(guò)曝氣器進(jìn)入培養(yǎng)液中，使培養(yǎng)液成為含有飽和氧分子的水，并

在噴淋反應(yīng)塔內(nèi)與沼氣中的硫化氫氣體反應(yīng)。

這二種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，在此不做論述。在本案中，我們將二種方式并用，通過(guò)

沼氣成分分析儀的監(jiān)測(cè)，控制脫硫后沼氣中的氧含量并將信號(hào)輸出至控制室，當(dāng)

沼氣中氧含量超過(guò)設(shè)定值時(shí)停止一切與沼氣有關(guān)的設(shè)備。

(2)脫硫系統(tǒng)工藝流程：

圖二：沼氣生物脫硫系統(tǒng)工藝流程框圖

(3)沼氣生物脫硫系統(tǒng)說(shuō)明

(a)沼氣生物脫硫噴淋塔內(nèi)的填料為微生物菌群提供了生存附著的場(chǎng)所與適宜

的溫度與濕度環(huán)境。

(b)通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)的微孔曝氣器通入空氣，使培養(yǎng)液達(dá)到含飽和氧的程度。

(c)不斷循環(huán)的噴淋培養(yǎng)液將溶解氧帶入噴淋塔中，在微生物的作用下與沼氣

中的硫化氫行成生物化學(xué)反應(yīng)。

(d)生物化學(xué)反應(yīng)后所形成的物質(zhì)與多余的脫硫細(xì)菌將從隨噴淋營(yíng)養(yǎng)液回流至

生物菌培養(yǎng)液反應(yīng)器內(nèi)。

(e)生物反應(yīng)的溫度擬控制在一定的溫度范圍內(nèi)，日常運(yùn)行時(shí)溫度的變化不宜

太快，以控制在±2℃的范圍內(nèi)為宜。本案中將采用通過(guò)在循環(huán)水管道上設(shè)苴小

型熱交換器的形式，用于保證培養(yǎng)液的溫度維持穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。

(f)正常運(yùn)行時(shí)，培養(yǎng)液始終呈中性，并不需要加堿調(diào)節(jié)。當(dāng)生物菌培養(yǎng)液中的

pH值偏低，脫硫效果下降時(shí)，可適量加入液堿以調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH值，以保證沼

氣脫硫的效果。

(4)生物脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行與控制

(a)沼氣從噴淋反應(yīng)器的下端進(jìn)入，穿過(guò)填料層后從頂部離開，進(jìn)入后續(xù)

處理階段，在沼氣管道上應(yīng)設(shè)有流量計(jì)，以隨時(shí)監(jiān)測(cè)管道內(nèi)的沼氣流量，此外,

在沼氣管道上還應(yīng)安裝有沼氣成份分析儀，以定時(shí)監(jiān)測(cè)沼氣中脫硫后沼氣內(nèi)的

硫化氫含量和甲烷含量。

(b)噴淋培養(yǎng)液從曝氣反應(yīng)器泵出經(jīng)換熱器后至噴淋反應(yīng)塔上部進(jìn)入，在

實(shí)現(xiàn)噴淋循環(huán)的同時(shí)，通過(guò)換熱器使系統(tǒng)中培養(yǎng)液維持在一定的溫度環(huán)境下。

培養(yǎng)液的溫度變化隨進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的沼氣溫度、沼氣流量、環(huán)境溫度、補(bǔ)充液溫

度以及進(jìn)入系統(tǒng)的空氣溫度的影響，由于難于準(zhǔn)確計(jì)量這些參數(shù)對(duì)培養(yǎng)液溫度

的影響情況，因此，培養(yǎng)液的溫度只能通過(guò)換熱器來(lái)保證其具有較小的波動(dòng)。

在調(diào)試運(yùn)行時(shí)，首先確定一個(gè)適宜的溫度值，如果溫度下降，則開啟換熱器

熱水端的管道泵進(jìn)行增溫，而當(dāng)溫度增高到設(shè)定值時(shí)，則停管道泵。

(c)羅茨風(fēng)機(jī)采用變頻控制，通過(guò)培養(yǎng)液曝氣反應(yīng)器壁面上安裝的ORP(氧化

還原電位計(jì))來(lái)測(cè)定培養(yǎng)液中的含氧量，并通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)控制羅茨風(fēng)機(jī)的出風(fēng)

量，以使培養(yǎng)液中的含氧量控制在適當(dāng)?shù)姆秶?/p>

這種控制方式的最終E的是控制進(jìn)入沼氣中的氧濃度，如上所述，沼氣中混有不

同的氧濃度，反應(yīng)后的生成物是不相同的，反應(yīng)后的產(chǎn)出物可能是單質(zhì)硫，也可

能是稀硫酸，最有可能的是二者的混合物。根據(jù)業(yè)主的意見，可通過(guò)供氧量來(lái)調(diào)

節(jié)最終生成物。業(yè)主希望能夠生成單質(zhì)硫，但可能不完全是，過(guò)程控制需隨時(shí)調(diào)

整，最有可能的生成物是二者的混合物。

(d)在培養(yǎng)液曝氣反應(yīng)器壁面上安裝取樣口，人工采集培養(yǎng)液的pH值，確定其

培養(yǎng)液中是否需要加堿以及加堿量在大小。一般而言，當(dāng)最終生成物為單質(zhì)硫時(shí),

培養(yǎng)液中不需要加堿，當(dāng)最終生成物為稀硫酸時(shí)，培養(yǎng)液中需要加堿以維持培養(yǎng)

液的中性需要。

(e)最理想的運(yùn)行方式是每天更換一部分培養(yǎng)液。培養(yǎng)液的來(lái)源可通過(guò)沼液過(guò)

濾稀釋后調(diào)制，調(diào)制的方式需經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后確定。由于沼液原料不同，更換的數(shù)量

也需要經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)后確定，一般的數(shù)據(jù)是每日更換1/20至1/30的數(shù)量。排出

系統(tǒng)外的培養(yǎng)液需經(jīng)過(guò)沉淀，以使在排出多余培養(yǎng)液的同時(shí)，從系統(tǒng)中帶走可能

存在的單質(zhì)硫等固體物質(zhì)。不的沼同液可能不相同，使用何種營(yíng)養(yǎng)液，具體要求

和數(shù)量最好是在調(diào)試時(shí)解決這個(gè)問(wèn)題。大致的數(shù)量是每天更換1至2立方米左

右。

(f)排渣采用管道泵排渣的方式，通過(guò)過(guò)濾器后將多余培養(yǎng)液送至污水處理車

間。一般而言，排放量與加入的培養(yǎng)液量相等。

(5)生物脫硫系統(tǒng)的型號(hào)與特點(diǎn)

系統(tǒng)功能：采用生物方法去除沼氣中的H2S；

型號(hào)：STS-800系統(tǒng)，非標(biāo)設(shè)備系統(tǒng)；

系統(tǒng)數(shù)量：一期時(shí)二套，二期時(shí)再增加二套；

進(jìn)入系統(tǒng)的沼氣流量：一期1500m3/h,二期合計(jì)3000m3/h；

進(jìn)入系統(tǒng)的沼氣中的硫化氫含量：^5000ppm；

進(jìn)入系統(tǒng)的沼氣中甲烷含量：50-70vol%,立均60%；

進(jìn)入系統(tǒng)的沼氣溫度：＜37℃。

處理能力：?jiǎn)翁紫到y(tǒng)最大處理量：800m3/h

脫硫效率：在沼氣量不大于本文件第二項(xiàng)第二款約定流量、硫化氫含量大于

2000ppm并小于5000ppm時(shí)，去除率始終達(dá)到90%或以上；在硫化氫含量小于

2000ppm時(shí)可保證處理后不大于200ppmo

脫硫費(fèi)用：脫硫系統(tǒng)的直接處理費(fèi)用小丁0.03元/m3沼氣。

壓力降：進(jìn)出沼氣在系統(tǒng)中的壓降小于100pa。

脫硫噴淋塔內(nèi)填料：拉爾環(huán)填料或立體彈性填料。

安全性能：由于氧主要是通過(guò)培養(yǎng)液溶解氧的形式進(jìn)入沼氣系統(tǒng)內(nèi)，因而本系統(tǒng)

具有極好的安全性能，這是由于通過(guò)溶解氧形式進(jìn)入沼氣系統(tǒng)內(nèi)的氧氣，無(wú)論如

何也達(dá)不到沼氣的爆炸極限所要求的氧濃度。

沼氣性質(zhì)：由于氧主要是通過(guò)培養(yǎng)液溶解氧的形式進(jìn)入沼氣系統(tǒng)內(nèi)，因而本系統(tǒng)

對(duì)凈化后沼氣的性質(zhì)基本上沒(méi)有改變，即原有沼氣中的甲烷濃度不會(huì)由于生物

脫硫而降低。

（6）所用設(shè)備功率與運(yùn)行費(fèi)用估算

噴淋水泵：N=11Kw/臺(tái)；常開，日最大用電量264度；

加堿泵系統(tǒng)：N=0.37Kw/套；很少使用，用電量可不計(jì)；

加液泵系統(tǒng)：N=0.55Kw/套；每日最多一小時(shí)，日最大用電量1度；

羅茨鼓風(fēng)機(jī)：N=5.5kw/臺(tái)；變頻控制，根據(jù)培養(yǎng)液中溶氧度調(diào)節(jié)其出風(fēng)量,

按最大可能用電量計(jì)算，日用電量為132度。

增溫循環(huán)管道泵：N=0.55Kw/套；較少使用，用電量可不計(jì)；

排渣管道泵：N=0.37Kw/套；較少使用，用電量可不計(jì)；

每套脫硫系統(tǒng)F1最大可能的電力消耗量為：397度，按每度電1元計(jì)，每F1費(fèi)用

為397元。按每套系統(tǒng)日處理750X24=18000立方米計(jì)算，每立方米的處理費(fèi)

用約為0.022元。

加堿量很少，估算處理每立方米沼氣的加堿費(fèi)用約為0.001元。

加上其它如人工費(fèi)等運(yùn)行費(fèi)用，處理每立方米沼氣的直接費(fèi)用將小于0.03元。

3.沼氣脫水

本工藝擬采用冷凝法盡可能地去除沼氣中的水蒸汽含量。

（1）沼氣脫水原理：

當(dāng)沼氣溫度在短時(shí)間內(nèi)急劇降低時(shí)，沼氣中的飽和水蒸汽就會(huì)冷凝成水，通過(guò)自

排水方式從沼氣管道中排放出來(lái)，當(dāng)沼氣經(jīng)過(guò)貯氣柜和沼氣升壓風(fēng)機(jī)后，沼氣的

溫度將回升，而此時(shí)沼氣中的水份將不再增加，以此達(dá)到沼氣脫水的目的。至于

沼氣溫度的回升幅度將可能受環(huán)境溫度、沼氣生壓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)等因素的影

響。

由于業(yè)主方準(zhǔn)備有空調(diào)機(jī)組，可以制備冷水，因此，此時(shí)的沼氣冷凝系統(tǒng)將設(shè)立

一組換熱器，通過(guò)管道泵將冷水泵入換熱器內(nèi)達(dá)至使沼氣降溫冷凝脫水的目的。

（2）脫水目標(biāo):

使沼氣中的相對(duì)濕度降至80%以下。

（3）冷水端條件：

廠區(qū)現(xiàn)設(shè)計(jì)有流量為57m3/h的空調(diào)冷卻水循環(huán)泵，出口最低溫度為7℃,回水

最高溫度為12℃。

(4)換熱器要求：

采用一臺(tái)換熱器，可以滿足二期3000m3/h沼氣的降溫需要。在冷水端進(jìn)口設(shè)調(diào)

節(jié)閥門，調(diào)節(jié)需用冷凝水的數(shù)量。因此，換熱器的計(jì)算將按二期的沼氣流量進(jìn)行

設(shè)計(jì)計(jì)算。

(5)換熱量計(jì)算：

(a)沼氣需換熱量

假設(shè)進(jìn)入冷凝段的沼氣溫度為35℃,二期建設(shè)完成后的沼氣總量為3000

m3/h；

沼氣的比重：1.22kg/m3；

沼氣的比熱：1.0kJ/(Kg.℃)；

每小時(shí)3000m3/h沼氣溫度每降低1℃所需要的換熱量：

QR=3000X1,22x1x1=3660kJ/(h.℃)

(b)冷卻水端可供換熱量

冷卻水進(jìn)水溫度為7℃,由于冷卻水回水溫度不能超過(guò)12℃,冷卻水還有其

它用途，因此在此設(shè)為10C,則冷卻水端最大可供換熱量：

Q凈max=57x1000x4.1868x(10-7)=716000kJ/h

由于可供冷卻的總能量遠(yuǎn)大于需要的換熱量，因此可以確定，在任何情況下

也不需要全部冷卻水流量來(lái)參與沼氣降溫。

(O需用冷卻水?dāng)?shù)量

1)沼氣需降溫10C時(shí)：

G冷卻水=3660x10/(4.1868x3)=2914kg/h

2)沼氣需降溫15c時(shí)：

G^.=3660x15/(4.1868x3)=4371kg/h

3)沼氣需降溫20c時(shí)：

G冷卻水=3660x20/(4.1868x3)=5828kg/h

(d)說(shuō)明

1)本方案和換熱器的設(shè)計(jì)將按使沼氣溫度降低20c的數(shù)據(jù)確定，由于

冷卻水供水溫度的原因，將沼氣降溫20℃以上或難于實(shí)現(xiàn)。

2)考慮換熱器的效率及沿程吸熱損失等因素，實(shí)際使用冷卻水量可能比以

上計(jì)算的數(shù)據(jù)要多一些。

3)按二期3000m3/h的沼氣流量設(shè)計(jì)的冷卻換熱器，由于流速、換熱系數(shù)

等原因，在一期1500m3/h情況下使用時(shí)，并非將總冷卻水流量除以2那么簡(jiǎn)單,

實(shí)際需用冷卻水量需現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定后調(diào)整。而且，這個(gè)流量數(shù)值很可能會(huì)隨著環(huán)境溫

度的變化而有一些小的變化(取決于設(shè)備的絕熱情況)。

因此，在一期工程時(shí)，初步計(jì)算需用冷卻水量為3m3/h；二期全部完成后的需用

冷卻水流量約為6m3/h,在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)根據(jù)出口端溫度調(diào)整。

4)冷卻水的供應(yīng)由廠區(qū)內(nèi)現(xiàn)有冷卻水循環(huán)管道供應(yīng)，在換熱器熱水進(jìn)口管前前

加裝調(diào)節(jié)閥，以根據(jù)沼氣降溫的情況控制進(jìn)入換熱器的冷卻水流量。

(6)冷卻換熱器

(a)冷卻換熱器設(shè)計(jì)：略

(b)冷卻換熱器材質(zhì)：SS304不銹鋼材料制作；

(c)冷卻換熱器沼氣端進(jìn)出口管徑：DN450；

(d)冷卻換熱器冷卻水端進(jìn)出口管徑:DN80；

(e)冷卻換熱器總長(zhǎng)6米，外徑1米，總重量約4噸。

(f)冷卻換熱器采用下部自排水方式排出冷凝水，為防止自排水管道被冰凍，因

此換熱器宜放置在建筑物內(nèi)，并采取保溫措施。冷凝水?dāng)M排入場(chǎng)內(nèi)排水系統(tǒng)。

(Q)冷卻換熱器溫度監(jiān)測(cè)：在冷卻換熱器進(jìn)口端設(shè)現(xiàn)場(chǎng)溫度計(jì)，在冷卻換熱器

出口端設(shè)在線溫度計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)可觀察，根據(jù)冷卻換熱器出口端測(cè)得的溫度值調(diào)整冷

卻水的流量，并輸出4~20mA電流信號(hào)至控制室顯示。

4.沼氣貯存

本方案中采用適用于較冷地區(qū)(冬季冰凍較嚴(yán)重地區(qū))的雙層膜式干式貯氣

柜。

(1)型號(hào)尺寸

功能：貯存凈化后的沼氣

容積:2000m3；

外型：球型；

尺寸：016.89XH12.9；

數(shù)量：1座

進(jìn)口管道尺、J：DN450；SS304不銹鋼管

出口管道尺寸：DN300；SS304不銹鋼管

貯氣壓力：暫定1200Pa,可在1000Pa至2000Pa之間調(diào)節(jié)。

結(jié)構(gòu)：如圖1和圖2所示。

(2)原理與主要材料

雙膜干式貯氣柜由外膜、內(nèi)膜、底膜和混凝土基礎(chǔ)組成，內(nèi)膜與底摸圍

成的內(nèi)腔用于貯存沼氣，外膜和內(nèi)膜之間氣密。外層膜充氣為球體形狀。貯氣柜

設(shè)防爆鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)可自動(dòng)調(diào)節(jié)氣體的進(jìn)/出量，以保持氣柜內(nèi)氣壓穩(wěn)定。內(nèi)外膜

和底膜均采用德國(guó)Mehler公司進(jìn)口膜，由HF熔接工序熔接而成，材料經(jīng)表面特

殊處理加高強(qiáng)度聚酯纖維和丙烯酸脂清漆。貯氣柜可抗紫外線、防泄漏，膜不與

沼氣發(fā)生反應(yīng)或受影響，抗拉伸強(qiáng)度強(qiáng)，適用溫度為-30~70°C。

(3)附屬設(shè)備與控制要求

(a)在進(jìn)出管道上設(shè)置冷凝水器，以收集氣柜中可能存在的冷凝水。

(b)采用防爆電機(jī)的鼓內(nèi)機(jī)，用于支撐貯氣柜外膜。鼓風(fēng)機(jī)后串連一座空

氣壓力保護(hù)器，用于恒定內(nèi)外膜之間的空氣壓力，排出多余空氣，保證貯氣柜安

全。

(c)在進(jìn)口管道上設(shè)沼氣壓力安全保護(hù)器，以保證貯氣柜的運(yùn)行安全。

(d)在球頂設(shè)測(cè)距儀，在PLC系統(tǒng)內(nèi)將長(zhǎng)度信號(hào)換算成容積信號(hào)，用于實(shí)

時(shí)監(jiān)測(cè)貯氣柜內(nèi)的沼氣貯存情況，并輸出信號(hào)供如下其它控制：

當(dāng)貯氣量達(dá)到98%時(shí)，開啟沼氣火炬。

當(dāng)貯氣量減少到70%時(shí)，關(guān)閉沼氣火炬。

當(dāng)貯氣量減少至40%時(shí)，關(guān)閉沼氣輸送升壓風(fēng)機(jī)。

以上貯氣量百分比參數(shù)的選擇均可以在控制面板上人工設(shè)定，最終數(shù)據(jù)將在試

運(yùn)行調(diào)試后確定。

5.粗過(guò)濾

沼氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)組前的初級(jí)過(guò)濾潛，設(shè)置在沼氣增壓風(fēng)機(jī)前。

過(guò)濾精度：10um；

進(jìn)出口管徑：DN300；

數(shù)量：二套

安裝方式：并聯(lián)安裝在沼氣管道上，交替使用，以備清理。

6.沼氣增壓風(fēng)機(jī)

沼氣增壓風(fēng)機(jī)采用羅茨風(fēng)機(jī)，防爆型，采用天津市鼓風(fēng)機(jī)總廠生產(chǎn)的產(chǎn)品。

出口風(fēng)壓：14.7kPa；

額定流量：13m3/min：可用多級(jí)變頻控制器調(diào)節(jié)輸送沼氣量6

數(shù)量：一期三臺(tái)，二用一備，二期再增加三臺(tái)，四用二備，在出現(xiàn)故障時(shí)控制系統(tǒng)

可以自動(dòng)接受故障信號(hào)并啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)。

根據(jù)發(fā)電機(jī)組前壓力傳感器的壓力信號(hào)，采用變頻控制以適應(yīng)發(fā)電機(jī)組對(duì)沼氣

量的需求，保證進(jìn)入沼氣發(fā)電機(jī)組時(shí)的沼氣壓力波動(dòng)在±10%以內(nèi)。

沼氣增壓風(fēng)機(jī)出口管路上設(shè)有泄壓回流管道，根據(jù)發(fā)電機(jī)組前壓力傳感器的壓

力信號(hào)，由電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制閥門的開啟度，與風(fēng)機(jī)的變頻控制系統(tǒng)聯(lián)合控制出口

管道內(nèi)的沼氣壓力，起到雙保險(xiǎn)的作用。

7、細(xì)過(guò)濾

沼氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)組前的精密過(guò)濾器，設(shè)置在沼氣增壓風(fēng)機(jī)后。

過(guò)濾精度：1um；

進(jìn)出口管徑：DN300；

數(shù)量：二套

安裝方式：并聯(lián)安裝在沼氣管道上，交替使用，以備清理。

8、阻火器

用于阻止回火的設(shè)備。

進(jìn)出口管徑：DN300

數(shù)量：二只

安裝位置：在沼氣貯氣柜后和精密過(guò)濾器后各設(shè)置一只。

安裝方式：并聯(lián)安裝在沼氣管道上

9、CDM項(xiàng)目要求儀表

為了CDM的考察目的而設(shè)立的沼氣流量與沼氣成份分析儀。此二組設(shè)備與

沼氣脫硫系統(tǒng)前的沼氣流量計(jì)等儀表形成了一套完整的供CDM作為考察與計(jì)費(fèi)

的依據(jù)，設(shè)備最終的選型需CDM項(xiàng)目機(jī)構(gòu)的認(rèn)可或鑒定。

也可以考慮選用CDM項(xiàng)目執(zhí)行機(jī)構(gòu)認(rèn)定的產(chǎn)品。

根據(jù)CDM要求在脫硫系統(tǒng)前安裝的沼氣成分分析儀、溫度、濕度與壓力等檢測(cè)

信號(hào)均進(jìn)入本系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)內(nèi)，并可輸出至總控制室。

（1）沼氣計(jì)量

為了與PURAC的設(shè)計(jì)一致，本方案設(shè)計(jì)中沼氣計(jì)量采用熱質(zhì)式氣體流

量計(jì)，安裝在進(jìn)入沼氣發(fā)電機(jī)以前的沼氣總管上.

型號(hào):65I-20AA0AD1A3AABA

生產(chǎn)廠商：ENDRESS+HAUSER

流量顯示：現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字表和4?20mA電流信號(hào)輸送至集中控制室顯示；

數(shù)量：一套

安裝方式：安裝在進(jìn)入沼氣發(fā)電機(jī)以前的沼氣管道上，并設(shè)有旁通管路。

（2）沼氣成分檢測(cè)儀

沼氣成分檢測(cè)儀為德國(guó)進(jìn)口設(shè)備，從沼氣總管上設(shè)取樣管通入檢

測(cè)儀內(nèi)。

型號(hào):ADOS沼氣成份分析儀

檢測(cè)項(xiàng)目：CH4.H2S、02；

數(shù)量：2套

信號(hào)輸出：4~20mA電流信號(hào)輸送至集中控制室顯示。

安裝方式：采樣點(diǎn)分別位于進(jìn)入沼氣發(fā)電機(jī)以前的沼氣管道和進(jìn)入脫硫系統(tǒng)以

前的沼氣總管上。

（3）溫度、濕度與壓力

檢測(cè)項(xiàng)目：進(jìn)入發(fā)電機(jī)組前的沼氣溫度、濕度與沼氣壓力；

信號(hào)輸出：4~20mA電流信號(hào)輸送至集中控制室顯示。

安裝方式：采樣點(diǎn)分別位于進(jìn)入沼氣發(fā)電機(jī)以前的沼氣管道和進(jìn)入脫硫系統(tǒng)以

前的沼氣總管上。

9、沼氣管道系統(tǒng)

（1）沼氣管道材質(zhì)

根據(jù)PURAC的總體設(shè)計(jì)以及管道材料的一致性，生物脫硫塔以前的沼氣管道采

用SS316不銹鋼管，并需保溫處理，生物脫硫塔至貯氣柜的沼氣管道采用

SS304不銹鋼管，貯氣柜以后的管道原則上采用地埋，由于此部分管道安裝較

復(fù)雜，仍建議采用SS304不銹鋼管。詳細(xì)管道材料見沼氣管道系統(tǒng)平面布置圖。

（2）沼氣管道系統(tǒng)的阻力損失

貯氣柜前的沼氣管道阻力損失：小于400pa

生物脫硫系統(tǒng)噴淋塔的阻力損失：小于100pa

換熱器的阻力損失：小于200pa

因此，從界限始至貯氣柜前的沼氣管道系統(tǒng)總阻力損失小于700pao

由于：

厭氧罐的運(yùn)行壓力=貯氣柜的貯存壓力+管道系統(tǒng)沿程阻力

因而，貯氣柜后的沼氣壓力與厭氧罐的運(yùn)行壓力無(wú)關(guān)，而且采用升壓風(fēng)機(jī)抽氣,

因此，其管道系統(tǒng)損失可不作估算。

（3）沼氣管道界限

本方案沼氣管道自為沼氣火炬（不含沼氣火炬）與主管道連接處的三通法蘭

接口處起始，至發(fā)電機(jī)房外的手動(dòng)閥門為止。

參見沼氣管道系統(tǒng)平面布置圖。

10、總控制柜與PLC控制系統(tǒng)

（1）總控制柜

除在各單元用電設(shè)備附近設(shè)有現(xiàn)場(chǎng)控制柜以外，在控制室內(nèi)設(shè)總控制柜，所有的

用電設(shè)備運(yùn)行狀況均能在此控制柜上控制并在電腦顯示器上顯示。

（2）控制系統(tǒng)

整個(gè)控制系統(tǒng)由PLC.工控機(jī)及各種分析檢測(cè)、監(jiān)測(cè)儀表以及輔助線路組成。

當(dāng)PLC接受到分析檢測(cè)、監(jiān)測(cè)儀表及發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行信號(hào)后，將迅速作出判斷

并給出相應(yīng)的指令不定期控制系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)以聲、光等形式給出

報(bào)警信號(hào)。

沼氣管道系統(tǒng)上設(shè)置的壓力、溫度、流量、沼氣成份和貯氣柜貯氣量均能夠

在PLC控制系統(tǒng)的電腦顯示器上顯示。

需要反饋的參數(shù)均能夠用于自動(dòng)控制其需要控制的設(shè)備運(yùn)行，控制點(diǎn)如下：

(a)根據(jù)脫硫系統(tǒng)培養(yǎng)液曝氣反應(yīng)池壁面上安裝的ORP測(cè)定儀測(cè)得的參數(shù)，通

過(guò)羅茨風(fēng)機(jī)變頻器控制培養(yǎng)液曝氣反應(yīng)池內(nèi)曝氣量。

(b)根據(jù)貯氣柜頂?shù)臏y(cè)距儀測(cè)得的沼氣貯量信號(hào)，用于如下控制：

當(dāng)貯氣量達(dá)到98%時(shí)，開啟沼氣火炬。

當(dāng)貯氣量減少到70%時(shí)，關(guān)閉沼氣火炬。

當(dāng)貯氣量減少至40%時(shí)，關(guān)閉沼氣輸送升壓風(fēng)機(jī)。

(O根據(jù)沼氣發(fā)電機(jī)前的壓力傳感器輸出的壓力信號(hào)，通過(guò)沼氣升壓風(fēng)機(jī)變頻

器控制升壓風(fēng)機(jī)的輸送量，以適應(yīng)發(fā)電機(jī)組對(duì)沼氣量的需求，保證進(jìn)入沼氣發(fā)電

機(jī)組時(shí)的沼氣壓力波動(dòng)在±10%以內(nèi)。

(3)數(shù)據(jù)協(xié)議

根據(jù)需要，可以將本系統(tǒng)內(nèi)的各種參數(shù)送至垃圾處理場(chǎng)總控制室內(nèi)顯示。為了與

垃圾生物發(fā)電廠廠內(nèi)所有的控制系統(tǒng)相配合，所有控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備均采用

西門子電氣公司的產(chǎn)品。

(4)其它控制

本系統(tǒng)內(nèi)的其它控制均為人工調(diào)控，如脫硫系統(tǒng)內(nèi)培養(yǎng)液的補(bǔ)充與排渣，培

養(yǎng)液的pH值控制，換熱器冷卻水量的控制等。

五、要求與配合

1.系統(tǒng)供水

本方案中涉及到的場(chǎng)內(nèi)用水，包括自來(lái)水、冷卻水、熱水等，全部只計(jì)算到用水

設(shè)備的接口位置，場(chǎng)內(nèi)的供水管道布置由總平設(shè)計(jì)單位統(tǒng)一設(shè)計(jì)。

2.系統(tǒng)排水

本方案中涉及到的場(chǎng)內(nèi)排水，如脫硫系統(tǒng)培養(yǎng)液排渣、冷卻器的冷卻水排放等均

只計(jì)算到排水設(shè)備的接口位置，場(chǎng)內(nèi)的排水系統(tǒng)布置由總平設(shè)計(jì)單位統(tǒng)一設(shè)計(jì)。

3.系統(tǒng)供電

本方案中涉及到的場(chǎng)內(nèi)供電，只包括現(xiàn)場(chǎng)配電柜以后的配線，現(xiàn)場(chǎng)配電柜以

前的供電線路由總平設(shè)計(jì)單位統(tǒng)一設(shè)計(jì)。

4.系統(tǒng)避雷

沼氣管道系統(tǒng)的如下設(shè)備處需進(jìn)行避雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

（1）生物脫硫噴淋塔頂部；

（2）雙層膜干式貯氣柜周圍；

沼氣管道系統(tǒng)的避雷設(shè)計(jì)應(yīng)由總平設(shè)計(jì)單位統(tǒng)一設(shè)計(jì)。

六、供貨明細(xì)

1.沼氣脫硫系統(tǒng)

單數(shù)

（一期）設(shè)備內(nèi)容包括備注

位量

系統(tǒng)名稱

噴淋反應(yīng)塔：非標(biāo)設(shè)備，包括內(nèi)部填

套2料

1.系統(tǒng)設(shè)備，在

施工現(xiàn)場(chǎng)安裝。

曝氣反應(yīng)器與沉淀箱：非標(biāo)設(shè)備2噴.淋反應(yīng)塔和

食2

曝氣反應(yīng)器與沉

噴淋循環(huán)泵：N=11Kw/臺(tái)淀箱需設(shè)鋼筋混

套2凝土基礎(chǔ)。

3.加堿泵系統(tǒng)、

加堿泵系統(tǒng)：N=0.3水w/套

食2加液泵系統(tǒng)和配

生物脫硫系統(tǒng)電柜與現(xiàn)場(chǎng)控制

STS-800加液泵系統(tǒng)：N=0.55Kw/套柜需放置在室

套2

非標(biāo)設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)。

數(shù)量：二套羅茨鼓風(fēng)機(jī)：二臺(tái)；N=5.5kw/臺(tái)4.所有電動(dòng)機(jī)均

套2

采用防爆電機(jī)。

數(shù)量：二套

5.噴淋塔和反應(yīng)

套2反應(yīng)池內(nèi)曝氣系統(tǒng)

水池及系統(tǒng)內(nèi)管

套2小型換熱器系統(tǒng)：N=0.55Kw/臺(tái)

道均具有保溫

套2排渣管道泵；N=0.37Kw/臺(tái)

層。

臺(tái)

2粗濾過(guò)濾器；進(jìn)出管徑DN505、噴淋塔和反應(yīng)

循環(huán)水管道系統(tǒng)、空氣管道系統(tǒng)、加水池及系統(tǒng)內(nèi)管

套2

液管道系統(tǒng)、排渣管道系統(tǒng)等道均具有保溫

配電柜（含火炬系統(tǒng)5kw和2.5kw開

套1層。

關(guān)）；防爆型

套1現(xiàn)場(chǎng)控制柜；防爆型

2.沼氣冷卻系統(tǒng)

單數(shù)

（二期合建）設(shè)備內(nèi)容包括備注

位量

系統(tǒng)名稱

沼氣冷卻換熱器

非標(biāo)設(shè)備系統(tǒng)沼氣冷卻換熱器：非標(biāo)設(shè)備

套1非標(biāo)設(shè)備

數(shù)量：一套

數(shù)量：一套

3.貯氣柜系統(tǒng)（二

曲.數(shù)

期合建）設(shè)備內(nèi)容包括備注

位量

系統(tǒng)名稱

球型外膜：非標(biāo)設(shè)備

套1

球型內(nèi)膜：非標(biāo)設(shè)備

套1

1.系統(tǒng)設(shè)備，在

平面底膜：非標(biāo)設(shè)備施工現(xiàn)場(chǎng)安裝。

套1

2.貯氣柜需設(shè)鋼

筋混凝土基礎(chǔ)。

防爆鼓風(fēng)機(jī):N=1.5Kw

套13.鼓風(fēng)機(jī)采用防

爆電機(jī).

2000立方米雙層膜干

沼氣壓力保護(hù)器：非標(biāo)設(shè)備4.球頂部測(cè)距儀

套1

式貯氣柜系統(tǒng)信號(hào)輸送至控制

室PLC系統(tǒng)內(nèi)

016.89xH12.9空氣壓力保護(hù)器：非標(biāo)設(shè)備

套1顯示并作為控制

數(shù)量：一套其它設(shè)備的參

進(jìn)出管道上的凝水器：非標(biāo)設(shè)備數(shù)。

數(shù)量：一套套2

4、球頂部測(cè)距儀

信號(hào)輸送至控制

外膜上視鏡：

1室PLC系統(tǒng)內(nèi)

顯示并作為控制

基礎(chǔ)上預(yù)埋件及安裝用壓條：其它設(shè)備的參

套1數(shù)。

套1球頂部超聲波測(cè)距儀

套1現(xiàn)場(chǎng)控制柜；防爆型

臺(tái)無(wú)；借用脫硫系統(tǒng)配電柜

4.沼氣過(guò)濾、計(jì)量、單數(shù)

設(shè)備內(nèi)容包括備注

沼氣升壓（一期）、位量

測(cè)量系統(tǒng)

系統(tǒng)名稱

進(jìn)出管徑DN300,不銹鋼304,過(guò)濾

沼氣初級(jí)過(guò)濾器價(jià)2精度：10um二期不再增加

進(jìn)出管徑DN300,不銹鋼304,過(guò)濾

沼氣精密過(guò)濾器價(jià)2精度：1.0um二期不再增加

二用一備；最大升壓14.7kPa；額定

風(fēng)機(jī)需設(shè)混凝土

流量：12m3/min：可變頻調(diào)節(jié)。天津

Zx3基礎(chǔ)；并預(yù)留二

沼氣增壓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)總廠，全防爆電機(jī)；N=7.5Kw

期增壓風(fēng)機(jī)的位

食1現(xiàn)場(chǎng)配電柜；防爆變頻型置；

沼氣阻火器個(gè)2ZHQ-300

型號(hào)：65I-20AA0AD1A3AABA

熱質(zhì)式沼氣流量計(jì)套1測(cè)量范圍：150m3/h-20000m3/h

測(cè)量范圍：150m3/h~20000m3/h現(xiàn)場(chǎng)可察看并輸

型號(hào)：德國(guó)在線沼氣成分分析

ADOS出信號(hào)至總控室

儀；檢測(cè)項(xiàng)目：CH4.H2S、02；

PLC系統(tǒng)內(nèi)顯

二臺(tái)對(duì)H2s的測(cè)量范圍有所不同