大型沼气工程综合利用项目设计方案全套Word格式.docx
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对大力发展有机农业，生态农业、设施农业，提高农副产品的市场竞争力，促进农业生产的全面发展，节能减排，走可持续发展的道路，具有十分重要意义。
1.4项目建设的必要性和可行性
1．项目建设的必要性
现在城乡经济在快速发展的过程中，出现了这么三个问题：
一是能源紧张。
随着经济的快速发展，能源供需矛盾更为突出和紧张。
这不仅严重影响经济发展，同时也影响人们的生活质量和生活秩序。
二是农业有机肥施用越来越少。
新鲜的粪便等有机肥因臭气冲天，施用和运输都不方便，因此少用。
由于单单依靠化肥为主，土壤结构退化，农产品的品质也难以提高，农业的持续高产也将成为一个突出问题。
三是规模养殖业已逐渐在取代传统的家庭养殖业，粪便不仅相对集中，而且连续不断地产生，原来直接当有机肥施用这一条主要去路又越来越狭窄，这一优质有机肥不仅不能得到充分利用，反而成了农村新的污染源。
对以上三个问题如不积极采取措施加以解决，势必影响社会和经济的发展。
事实上，从不少养殖场的实践已证明，只要对养殖场粪污水采取科学手段，不仅可以治污而且可以变废为宝。
其通过厌氧发酵产生的沼气可作为一种新能源，而且质量优于煤气。
其沼渣、沼液还可作为有机肥，直接用于农业生产，有利于发展优质无公害农产品。
此外，使养殖场的生态环境也将得到改善，有利于畜牧业的安全生产。
能源将是我国社会经济发展的一个永久性课题，因为煤、石油这些能源都是有限的，必须要以新能源补充和代替。
而畜牧业所产生的粪便污水这一能源物质是连续不断产业的，因为畜产品是人们的重要食品，只会发展不会终断。
因此沼气的综合开发利用很有必要。
2、项目建设的可行性
沼气建设是“中央一号”文件明确的“六小工程”之一，我省把农业用沼气建设列入省政府的工作重点，发展沼气正处在非常有利的时期。
首先，我省明确提出建设“生态**”的战略目标，在全国打出生态品牌，要求全省在新的历史阶段，围绕人文的全面发展，促进人与自然的和谐、物质文明和精神文明的协调，走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，走资源节约型、清洁生产型、生态保护型、循环经济型的经济发展之路。
第二，全省正提倡建设“万户用沼气”，以此为契机抓好生态环境的建设，促进农村卫生条件的彻底改观。
第三，我省正大力推行“绿色农业”工程，在全省全面构建绿色农业生产体系、绿色农业生态体系、绿色农业认证体系。
1.5设计指导思想
（1）依据国家现行有关标准规范，贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。
（2）工艺组织合理，以“整体、协调、循环、再生”为总的指导思想，按照“减量化、无害化、资源化、生态化”的原则选择并确定工艺技术方案。
（3）通过项目实施，利用沼液沼渣进行土壤改良及耦合灌溉，实现了“种植、养殖、加工、沼气、肥料”五环产业并举和互补型农业生产良性循环的目标，为发展现代农业，建设社会主义新农村、促进当地环境保护等工作起到积极作用。
（4）通过项目实施，利用沼气这一清洁能源，实现供暖、发电。
减少能源消耗，保护环境，促进低碳经济发展。
（5）采用成熟可靠的技术、工艺和设备，保证处理设施的安全、稳定运行，减少和避免非正常工况的产生造成的环境风险、产品质量风险和人身伤害。
（6）合理处理人工操作和自动控制的关系，对不便人工操作，且人工成本较高的工艺，采用自动化技术，提高系统运行管理水平。
1.6建设内容和设计范围
1、建设目标和建设内容
本项目的建设目标是：
对*养殖场大型沼气项目的功能进行完善。
通过本项目的实施，综合利用大型沼气工程生产的沼气、沼液和沼渣。
沼气通过大型沼气项目已铺设好的管网输配，用于发电和供暖，沼液沼渣为种植业提供液态有机肥，具体目标是：
*****。
总面积约5300亩。
项目建设内容包括：
表1-1主要建设内容一览表
序号
建设内容
规格
单位
数量
备注
一
农业建筑工程
1
日光温室
72.24m*8.22m
栋
沼气加温地暖型
2
沼液储存池
30.5m*2.5m*5.25m
座
田间
3
3m×
1.8m×
1.85m
200
日光温室内
4
作业路
平方米
1650
混凝土路
5
作业场地面
800
混凝土面层
二
农业安装工程
冲施沼液肥管道
米
1200
三
仪器设备
发电机组
A60GF-N
套
60kw
三相发电机
6.5GFS
台
沼液加压泵
CP300-2M
沼液、沼渣运输车
30立方米
2、设计范围
本设计方案主要编制范围包括：
分析项目建设的背景；
阐述项目建设的必要性与可行性；
工艺设计；
对建设条件、仪器设备购置和工程建设方案等进行分析，工程投资预算，分析项目社会效益和环境效益等。
1.7投资规模及资金筹措
1、投资规模及资金构成
本项目总投资298.69万元，其中农业建筑工程投资154.91万元，安装工程投资25.48万元，仪器设备投资112万元、其它费用6.3万元。
2、资金筹措
市财政农业基本建设资金40万元，企业自筹258.69万元。
1.8项目效益分析
1、经济效益
养殖场和施用沼肥的单位的每年增收和节约的直接经济效益，可达500万元。
2、社会效益
项目实施后不仅为农业循环经济前景探索了发展之路，且为养殖业的排放物治理提供了有效途径，本项目特点排减了沼液的二次污染，为绿色果蔬、粮食的生产，提供了一种新的模式和理念；
济效益得到提高，广大农民收入得到增加，从源头上解决农产品质量问题，保障高端市场需求和供应。
2、生态效益
3、该项目建成后使养殖环境得到改善，周边排污得到彻底解决，同时使粪污变废为宝，使土地有机质含量得到提高。
绿色有机农产品得到全面发展，使城乡消费者意识得到满足。
生态循环农业得到体现。
1.9主要技术经济指标
主要技术经济指标
名称
投资规模
万元
298.69
土建工程
154.91
设备投资
112
安装工程
25.48
其他费用
6.3
资金筹措
政府投资
40.0
企业自筹
258.69
建设规模
1.1
1.2
300立方米
1.3
6立方米
1.4
1.5
2.1
设备配置
台（套）
9
第二章总平面布置
2.1项目区概况
1、建设地点
项目土建及建安工程主要安排在。
2、项目占地
本项目是原沼气工程项目的配套完善工程，沼气沼液输配管道埋于地下，项目新建建（构）筑物及道路、场地铺装面积约4282.5平方米。
3、项目区概况
1）地理位置
*****位于*****的东南部，是兼具城乡两种管理职能的新城区，西与大东、沈河、和平三个城区接壤，东与抚顺市抚顺县毗邻，南北两端分别与*****区、沈北新区相接，呈半环状环绕*****中心城区。
介于东经123°
18'
41"
至123°
48'
19"
之间。
2）自然资源情况
①气象条件
*****地处中纬度，属于受季风影响的温带湿润大陆性季风气候。
总的气候特点是：
一年四季分明，寒冷期长，雨热同期，干冷同季，降雨充沛，温度适宜，光照充足。
年平均气温为7.4℃，全年无霜期约为153天，年平均降水量为705.4毫米，由于受地区垂直差异和地貌植被等因素影响，降雨在时空上的分布不均匀，降雨的分布由东陵向西北逐渐减少，南部山丘区多年平均降水量730毫米以上，西北地区690毫米左右。
全年太阳辐射时数为2587.6小时，属北方长日照区。
②交通条件
*****交通发达，基础设施健全，投资环境十分优越。
102国道，沈大，沈抚，沈丹，沈铁及沈阳绕城高速公路，8个城市道路入口，19条县级以上公路构成的公路网络四通八达。
全区水力，电力，交通，通讯等基础设施完备。
4、场区基础设施条件
1）供水条件
项目建设地点经勘探地下水水质好，有60多米深机井一眼和20平方米的水泵房，采用无塔供水设备，每小时供水60吨，完全能满足扩建项目的需要。
2）供电条件
本项目供电来自*养殖场变电所380V线路引至场区。
建设单位在锅炉房内设配电室，供电设施齐全，能够确保扩建后项目用电。
3）供暖条件
项目区已新建沼气供暖锅炉房及设施，满足建设后项目采暖。
4）交通条件
有县乡级公路直通项目区，交通方便。
2.2总平面布置
2.2.1总平面布置要求
1、本项目是对原沼气工程的功能进行配套和完善，因此，总体布置应满足沼气工程工艺的要求，布置紧凑，便于施工、运行和管理。
应结合地形、气象和地质条件等因素，经过技术经济分析确定。
2、竖向设计应充分利用原有地形坡度，并达到排水畅通、降低能耗、土方平衡的要求。
3、构筑物的间距应紧凑、合理，并应满足施工、设备安装与维护、安全的要求。
4、附属建筑物宜集中布置，并应与生产设备和处理构筑物保持一定距离。
5、新建建（构）筑物与厌氧消化器、贮气柜等设施的设计及防火要求见GB50016-2006中的相关规定。
6、各种管线应全面安排，避免迂回曲折和相互干扰，输送沼液和沼气的管线布置应尽量减少管道弯头，以减少能量损耗和便于清通。
各种管线应用不同颜色加以区别。
7、平面布置应留有汽车进出通道，各建筑物间应留有连接通道。
8、各建筑物和构筑物群体效果应与周围环境相协调。
9、沼液调配池应设置护栏等安全设施，护栏高度不宜低于1.1m。
10、管网工程应有保温防冻措施。
11、沼气工程的安全、防爆、防雷与接地参照GB12801、GB50028、GB50016-2006、GB50057-94、GBJ65等的相关规定执行。
12、操作室应有良好的照明，设有监控所有设备运转、故障、程序操作、显示的控制屏（台），操作应具有集中与就地操作的功能。
应有紧急状态报警装置。
应采用可靠的自动控制系统进行自动控制、自动检测。
并应设有值班人员休息室。
2.2.2总平面布置原则
1、要求满足人流（生产和参观人员流动）、物流（原料和沼渣沼液的运输）和能流（沼气输配）这“三流”的安全性、独立性和合理性；
2、要求满足与沼气站整体环境风格、养殖场周边整体环境风格和业户的企业文化理念等大环境的协调统一；
3、本着节省投资、布置紧凑、工艺流畅、便于建设实施的原则，按功能区分区布置，规划用地，充分考虑到业主远期发展的需要。
2.2.3平面布置
1、总体布置说明
项目土建及建安工程主要安排在**********祝家镇沙河子村、*****树莓基地、*****寒富苹果基地、苏家屯区马尔山绿色、有机果蔬采摘区。
其中：
在*****祝家镇沙河子村*养殖场内沼气工程南侧建设日光温室，沼气工程院内铺装作业路和作业场；
在*****树莓基地和*****寒富苹果基地分别建设300立方米沼液储存池一座；
苏家屯区马尔山绿色、有机果蔬采摘区建设6立方米沼液储存池200座。
2、场区道路及运输
沼气工程院内道路布置，主干道呈环状布置，由主干道引伸出次干道同向各建筑物，在场区内形成一个道路网，以利于生产的运输与管理，同时满足消防要求。
场区道路均为混凝土路面，场区主道路宽6米，次干道宽4米。
另外，为方便沼液运输，项目设计修建由养殖场到村级公路之间道路一条。
本项目主要涉及沼液沼渣的运输。
运输采用两种方式，管道运输和汽车运输。
管道运输主要是负责由沼液池向养殖场绿色种植区的沼液沼渣输送。
汽车运输主要负责向养殖场以外种植区运输沼液沼渣。
2.3竖向设计
2.3.1场区竖向设计
本项目场区竖向布置是根据生产工艺要求、运输要求、场地排水以及场区地形、工程地质、水文地质等条件进行设计的。
整个场区位于平地上。
本工程竖向设计的重点为道路竖向设计。
道路路面高于地面200mm。
道路纵向坡度不大于7%，。
2.3.2管网竖向设计
沼液输送竖向利用地势的自然落差无动力输送。
设计最小坡度0.004
第三章建设单位基本情况
*****养殖场是我区2007年新建的养殖企业之一，该场位于祝家街道沙河子村，场区远离河流、水源、占地60亩，建设投资总额已达1000万元，养殖场主要饲养种猪，目前母猪存栏量500头，存栏5000头。
该养殖场由法人代表魏晓光经营管理，养殖场现有职工21人，其中管理人员2名，专职防疫员3名，工人16名。
该场管理、饲养、繁育、防疫、消毒及无害化处理等制度健全，各项档案记录完备。
养殖生产执行标准化操作规程，达到了《中华人民共和国动物防疫法》规定的动物防疫条件，取得了动物防疫部门颁发的《动物防疫合格证》。
目前是*****最先申报《绿色食品标志》和《国家生猪活体储备库》的养殖企业。
场区按生产区、管理区、饲养员居住区、粪污处理区分区设置。
场区内有办公室、兽医室、防疫消毒室、储料库、职工宿舍等。
。
生产区按种猪舍、母猪舍、产仔舍、育肥舍分列设置，建有封闭式标准化猪舍7栋，建筑面积8000平方米。
2010年建成大型沼气工程，建发酵罐575m2，日处理养殖场粪便排泄物等50余吨，年可生产沼渣肥1000吨，沼液肥2万吨。
沼气工程产出的沼渣沼液可为近万亩农田提供优质肥源，年可生产绿色有机农产品4000吨。
******养殖场，坚持产业发展，保护环境和循环利用有机结合的思想理念，充分利用沼液肥生产有机蔬菜、水果等。
引领带动周边农民共同致富。
******养殖场和周边农户及机构、单位等联合，把沼液、沼渣等有机肥，施入农田、果园、菜园和大棚等。
第四章工艺设计说明
4.1沼气的输送与利用
4.1.1沼气的输送
1、工艺流程
在稳定的工作情况下，沼气站每天可产沼气720立方左右。
沼气作为清洁高效能源，热值为5500大卡/立方米，不允许向外排放形成第二次污染，沼气必须加以完全利用，沼气经气水分离器、脱硫净化塔、计量后进入沼气贮气柜，沼气再经过阻止回火器后，进入CO2脱出工艺，分离CO2，纯化甲烷经管道输送后供生物质锅炉和沼气发电机组。
2、管材、管件及联接方式
（1）沼气管道输送设计压力：
90KPa;
（2）埋地燃气管道采用燃气用聚乙烯管。
管材管件及阀门技术标准参考《燃气用埋地聚乙烯<
PE>
》管道系统第一部分《管材》GB15558.1-2003，《燃气用埋地聚乙烯<
管道系统，第二部分：
管件》GB15558.2-2003，《燃气用埋地聚乙烯<
管道系统，第三部分：
阀门》GB15558.2-2003等有关规定.管材及管件的连接采用电熔或热熔方式连接。
（3）地下聚乙烯管与钢管采用钢塑接头转换件，地表上钢管与过渡件选用镀锌钢管丝扣连接。
钢管及管件，并应符合《低压输送用焊接钢管》GB/T3091-2001的规定。
3、管道及附件布置
（1）在考虑到甲方提供的地下管网资料前提下，室外燃气管道尽量沿道路边或靠近居民住宅敷设，并保证与其它设施的最小水平净距不小于以下要求：
表4-1管道安全距离
项目
建筑物
基础
给水管
排水管
电缆直埋
电缆在
套管内
低压
0.7m
0.5m
1.0m
中压
1.2m
（2）室外燃气管道埋设深度应在冻层以下，管顶敷土厚度不应小于当地冻土层厚度,最低深度不能低于1.2m。
（3）由于气体中含水量较大，因此管道敷设时应设置凝水缸,其管道两边管道坡向凝水缸，坡度不小于3‰，凝水缸应设在最低处。
（4）引入管埋地（水平部分）可采用PE管，并使用钢塑接头与钢管连接，位置见户内管道设计。
4、施工要求
（1）室外埋地钢管做加强级防腐，防腐材料采用聚乙烯防腐胶带或三油两布防腐。
（2）室外管道应埋设在冰冻线以下，如果局部有在冰冻线以上的，则需要做保温处理，可采用聚胺脂发泡等保温材料。
（3）室外燃气管道挖沟回填应先用细土回填，分层夯实。
距燃气管道管顶500mm以内不得有石块或其他坚硬物块。
（4）燃气管道穿越道路或渠灌时必须加设钢质套管，套管内径大于母管100mm以上，两端应用油麻沥青密封。
（5）管网也可采用分段施工和分段打压的施工方式，打压时对焊口处严禁埋土，待检验合格后回填、地下燃气管网试压合格后必须进行带压回填。
5、管网试压与吹扫
（1）强度试验
1）燃气管道安装完后，均应进行试验，吹扫宜采用压缩空气；
2）强度试验压力为0.4MPa。
（2）严密性试验
1）严密性试验应在强度试验之后进行，严密性试验压力为0.1035MPa。
2）试验范围：
应为地下燃气管网至地上引出管道阀门处。
4.1.2沼气的利用
在非采暖期时，沼气用于供发电机组发电。
在采暖期时沼气主要用于供暖，尤其是为地暖式温室供暖。
一、沼气发电
1、沼气发电机组系统的组成
一般由以下几个部分组成：
⑴沼气脱硫及稳压、防爆装置：
供发动机使用的沼气要先经过脱硫装置，以减少硫化氢对发动机的腐蚀。
沼气进气管路上安装稳压装置，以便于对流量进行调节，达到最佳的空燃比。
另外，为防止进气管回火，应在沼气总管上安置防回火与防爆装置。
⑵进气调节系统：
在进气总管上，需设置一套精确、灵敏的燃气混合器，以调节空气和沼气的混合比例。
⑶发动机点火系统：
沼气的燃烧速度慢，对于原来使用汽油、柴油已及天然气的发动机的点火系统要进行一定程度的改造，以提高燃烧效率，减少后燃烧现象，延长运行寿命。
⑷调速系统：
若沼气发电机组独立运行，即以用电设备为负荷进行运转，用电设备的并入和卸载都会使发电机的负荷产生波动。
为了确保发电机组正常运行，沼气发动机上的调速系统必不可少。
⑸余热利用系统：
采用余热利用装置，对发动机冷却水和排气中的热量进行利用，提高沼气的能源利用效率。
⑹并网控制系统：
主要包括发电机调压电路，自动准同期并列控制电路，手动并列和解列控制电路，测量电路，燃气发动机及辅助设备控制电路等。
沼气发电系统对电能的最经济使用方式是先满足建设单位自身的用点需求，然后再将多余的电力并入公共电网；
产生的热能也是先满足发酵池的所需，然后再考虑住所、农场的取暖或输送至公用供热网。
2、沼气发电系统的电力输出运行模式：
⑴独立运行——沼气发电系统单独运行为负载供电；
⑵并网运行——发出的电力输送到公用电网；
⑶应急运行——作为备用电源，在大电网断电时运行供电。
二、为低温地暖大棚供暖
1、地暖大棚技术介绍：
地暖大棚技术是一种适合于农作物发展的一种新技术，此项技术已经在东北地区和新疆建设兵团已经得到了广泛的推广和应用，从根本上解决了我国北方地区因气候寒冷而制约农作物生长的唯一关键因素，其经济效益比现有的日光温室及地膜栽培技术，其经济效益成翻倍增长的趋势。
控制和升高地面温度，使农作物在寒冷的冬季也处于夏季的生长状态。
具有投资少，资金回收快，风险小，一次性投入，终身受益的特点。
管理方便，达到了资源节能高效，高产利用现有耕地面积的使用原则。
从根本上解决了北方地区因冬季寒冷，昼夜温差大而不能生产蔬菜和水果，并遵循了国家提出的建设节能型社会的要求。
并不受气候的变化和自然灾害的影响，具有较大的经济效益和大面积推广的必要性和重要性，从而增加农业经济收入，改变农民的经济链。
2、蔬菜大棚传统的供暖方式
蔬菜大棚中的蔬菜和水果一般产于冬季，对于严寒地区的蔬菜大棚和水果因为室外温度相当低、蔬菜大棚的外围墙结构不好，室外冷空气会通过传导的方式进入大棚内，造成室内温度的偏低，影响蔬菜的生长，如果不对大棚进行采暖，直接影响了农民的经济收入，所以在这些地区长期使用炉子等采暖设备，但由于这些采暖设备具有不便管理，供热效果不稳定，不均匀等特点，逐渐被新型的供暖系统所代替。
目前，所谓的冬季温室大棚实际是自然光照而带来的自然热能。
自然光热通过大棚的光膜传到温室大棚内，通过大棚的外护围墙的封闭达到了棚内的蓄热的原理，这种现象根据温室大棚实际情况使棚内的空间温度升高，棚内的空间温度增高只能给植物的叶和茎提供光和作用，植物增长根本的生长源在植物吸收土壤里的养分和水分，在这种情况棚内的空间温度高而植物的根系在土壤中的地面的温度是比较低的，因而根本不能满足各种蔬菜及水果的自然生长，植物的正常生长的根系在地面20～25公分的土壤里，而植物生长的地面温度在20～30℃之间最适宜植物生长，白天保持20～22℃，夜温在15～18℃植物才能正常生长。
传统式采暖温室大棚因昼夜温差大，忽冷忽热，棚内地面温度和棚内空间的温差大，容易造成植物发病率增高，为了防止各种植物病毒的发生，也增加了一部分资金投入，植物因温度不稳，各种病毒的出现和发生，从而影响了生长周期。
蔬菜和水果的产量直接影响农民的经济收入。
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