1、ICS 27.060.01 J 98 DB52 贵州省地方标准 DB 52/T 10582015 山区农村沼气集中供气工程技术规范 Technical specification for biogas supply engineering in mountainous rural areas 2015 - 08 - 21 发布 2015 - 11 - 21 实施 发布贵州省 市场监督管理 局 DB52/T 10582015 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . . 1 3 术语和定义 . . 2 4 设计原则 . . 2 5 设计依据 . . 2 6 设计内容
2、. . 3 7 施工 . 6 8 验收 . 6 9 运行管理 . . 6 附录 A（资料 性附录） 工程系统主要设施配置表 .7 附录 B（资料性附录） 处理设施设备与原料类型匹配表 . 10 附录 C（资料 性附录） 厌氧消化工艺类型及特点 . 11 附录 D（资料 性附录） 沼气输送管道管径计算 .13 DB52/T 10582015 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2 009标准化指导原则 第1部分：标准的结构和编写给出的规则起草。 请注意：本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由贵州省农业委员会提出并归口。 本标准起草单位：贵州省农
3、业委员会能源生态处、贵州省农村能源管理站、贵州农业职业学院、贵 阳市农业委员会、铜仁市农业委员会、海南正源盛能源环境工程有限公司、贵州能环生态科技开发有限 公司。 本标准主要起草人：张熙江、熊小龙、雷阳、符传勇、何仕军、汪国英、陈量、吴志军、韩昌权、 蔡大兴、熊文、罗文斌、陈杰。 DB52/T 10582015 1 山区农村沼气集中供气工程技术规范 1 范围 本标准规定了贵州山区农村沼气集中供气工程设计、施工、验收和运行管理方面的技术要求。 本标准适用于贵州省山区农村基础设施配套工程（水、电、路）相对完善、农业废弃物丰富和规模 化养殖场相对集中的自然村寨、农业园区、小城镇等。 2 规范性引用文
4、件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GBJ 19 采暖通风与空气调节设计规范 GB 3836 建筑物防雷设计规范 GB/T 6968 膜式燃气表 GB 25246 畜禽粪便还田技术规范 GB 50011 建筑抗震设计规范 GB 50014 室外排水设计规范 GB 50015 建筑给排水设计规范 GB 50016 建筑设计防火规范 GB 50028 城镇燃气设计规范 GB 50046 工业建筑防腐蚀设计规范 GB 50052 供配电系统设计规范 GB 50054 低压
5、配电设计规范 GB 50057 建筑物防雷设计规范 GB 50187 工业企业总平面设计规范 GB 50222 建筑内部装修设计防火规范 GB 50328 建设工程文件归档规范 CJ/T 112 IC卡膜式燃气表 CJ/T 477 超声波燃气表 NY/T 1220.1 沼气工程技术规范 第1部分：工艺设计 NY/T 1220.2 沼气工程技术规范 第2部分：供气设计 NY/T 1220.3 沼气工程技术规范 第3部分：施工与验收 NY/T 1220.4 沼气工程技术规范 第4部分：运行管理 NY/T 1222 规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范 NY/T 2142 秸秆沼气工程工艺设计规范 NY
6、/T 2371 农村沼气集中供气工程技术规范 NY/T 2374 沼气工程沼液沼渣后处理技术规范 DB52/T 10582015 2 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 农村沼气集中供气工程 以养殖粪污、农作物秸杆等为原料，通过集中厌氧消化产生沼气，并储存于中央储气设备中，通过 沼气输配系统输送到各个分散的用气终端农户家中，供应农村居民生活、农业生产用气的沼气工程。 3.2 厌氧消化器 有机物在其中被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷的装置。 3.3 湿式储气柜 是可变容积的金属柜，采用排水集气法收集沼气，并通过金属柜的重力作用产生的压力而输送沼气 的装置。 3.4 沼气输配 将
7、沼气安全经济地从沼气储气柜输送到用户的过程。 4 设计原则 4.1 工艺设计应根据当地规划，满足沼气生产所需的原料来源和沼气需求，确定工程规模。选择投资 省、运行稳定、操作简便的工艺路线，做到安全稳定，技术先进，经济合理。 4.2 所设计的工艺流程、构（建）筑物、主要设备、设施等应能最大限度地满足生产和使用的需要。 4.3 在经济合理的原则下，对操作频繁且稳定性要求较高的设备，尽可能采用自动化控制，以方便运 行管理，降低劳动强度。 4.4 沼气集中供气工程应融入循环农业体系，沼气工程所产生的沼渣、沼液应综合利用进行消纳。 5 设计依据 5.1 以沼气工程可获得的原料量或要求达到的沼气产量、相关
8、行业标准、委托单位提供的技术基础资 料作为设计依据。设计前，应收集下列技术资料： a) 发酵原料：发酵原料的种类、数量、收集方式以及供应的稳定性； b) 气象资料：当地的气温、风向、日照及霜冻期等； c) 水文地质资料：工程所在地的水文地质、地震设防烈度、以及地下水位等； d) 区域规划资料：区域现状图和区域总体规划平面图及说明书、区域地下管网布置图； e) 可消纳沼渣沼液的土地及作物种植情况； f) 用气对象资料：沼气用途、使用要求等。 DB52/T 10582015 3 6 设计内容 6.1 总体要求 沼气工程设计应包括工艺设计总说明、工艺平面布置、工艺纵向布置、工程总体布置、各单元技术
9、参数的选择与确定、系统物料和热量的平衡计算。 6.2 工程规模 工程规模应从实际出发，以实测数据为依据，新（扩、改）建工程应进行物料平衡计算或类比确定， 建设规模宜为50户300户。 6.3 沼气站选址和总体布置 6.3.1 沼气站选址 符合 NY/T 1220.1 要求。 6.3.2 总体布置 符合GB 50187要求。 6.4 工艺流程 农村沼气集中供气工程包括原料贮存、原料预处理、厌氧发酵、沼气贮存、沼气净化、沼气的输配、 出料处理等，工艺流程见图1。 图1 农村沼气集中供气工程工艺流程图 6.5 沼气工程系统 沼气工程系统主要设施应根据供气规模和原料类型以及发酵温度类型进行配置，宜按附
10、录A选择， 沼气工程系统中各处理单元设施设备的配置应与原料类型匹配，宜按附录B选择。 6.5.1 原料贮存 原料贮存应符合下列要求： a) 畜禽养殖场排污管道与预处理设施结合的，贮存设施有效容积按粪污最大日消耗量的 2 倍进行 设计；预处理设施与畜禽养殖场排污管道分离的，贮存设施有效容积按粪污最大日消耗量的 3 倍进行设计； b) 农作物秸秆贮存设有效施容积根据秸秆特性、收获次数、贮存方式和消耗量等因素确定； c) 原料贮存场所要采取覆盖、防渗漏等措施防止原料污染周边环境，同时要有完备有效的消防设 施。 原料 贮存 预处理 厌氧发酵 出料处理 沼液、沼渣 综合利用 沼气 净化 储存 输配 集中
11、供气 DB52/T 10582015 4 6.5.2 预处理系统 畜禽粪便原料预处理方法及设施按 NY/T 1222 规定执行。农作物秸秆原料预处理方法及设施按 NY/T 2142 规定执行。 6.5.3 厌氧发酵工艺及设施 沼气厌氧发酵工艺及设施应符合下列要求： a) 根据原料特性确定适宜的厌氧发酵工艺，宜按附录 C 选择； b) 厌氧发酵设施设计按 NY/T 2371 规定执行； c) 沼气发酵装置应有保温、增温措施，须达到相应的发酵工艺要求。 6.5.4 沼气净化 按NY/T 2371规定执行。 6.5.5 沼气储存 6.5.5.1 一般规定 沼气储存应符合下列要求： a) 采用低压湿式
12、储气柜储气； b) 低压湿式储气柜容积计算按 NY/T 2371 规定执行； c) 低压湿式储气柜压力设计在 4 kpa5 kpa，压力调整由配重块调节； d) 低压湿式储气柜布置在气源至用气始端安全合适的位置。 6.5.5.2 贮气柜结构 低压湿式储气柜应符合下列要求： a) 低压湿式储气柜采用直立升降式； b) 水封池采用钢筋混凝土结构； c) 储气柜钟罩采用钢结构，材料表面应做防腐处理，设计使用寿命须达 10 年以上。 6.5.5.3 低压湿式储气柜防火与防雷 按照NY/T 2371规定执行。 6.5.6 沼气输配 6.5.6.1 一般规定 沼气输配应符合下列要求： a) 沼气输送宜采用
13、低压供气，保证最远端沼气灶具前压力不小于 2.5 kpa； b) 生活用沼气按每户 1.2 m 3 /d 计算，农业生产用气根据实际需求计算，未预见气量按总用气量 的5%8%计算； c) 沼气管道平面布置按 NY/T 1220.2 规定执行。 6.5.6.2 管道和管件 按NY/T 1220.2规定执行。 6.5.6.3 输配管网管路计算 DB52/T 10582015 5 6.5.6.3.1 管径计算：参照附录 D。 6.5.6.3.2 流量计算：沼气干管、支管的流量计算按 NY/T 1220.2 规定执行。入户支管和用户室内沼 气管道流量计算按 NY/T 1220.2 规定执行。 6.5.
14、6.3.3 压力损失计算：按 NY/T 1220.2 规定执行。 6.5.7 沼气计量 6.5.7.1 沼气站总表 沼气站总表应符合下列要求： a) 可选择膜式燃气表，应符合 GB/T 6968 要求； b) 可选择超声波燃气表，应符合 CJ/T 477 要求； c) 沼气计量表设置在沼气站工作房内，安装在沼气出口管道上。 6.5.7.2 分户表 沼气分户表应符合下列要求： a) 沼气用户计量应按一户一表原则设计，选用 IC卡膜式燃气表，应符合 CJ/T 112 要求； b) 沼气计量表应安装在厨房通风良好处，安装高度应满足抄表，检修，保养和安全使用的要求。 沼气计量表安装在家用沼气灶上方时，
15、沼气计量表与沼气灶的水平净距离不得0.5 m。 6.5.8 沼气利用 沼气利用按NY/T 1220.2规定执行。 6.5.9 出料处理 沼渣沼液后处理技术按 NY/T 2374 规定执行。 6.6 主要辅助工程 6.6.1 电气工程设计 电气工程设计应符合以下要求： a) 工艺装置的用电负荷应为二级负荷；如不能满足双路供电，应采用单路供电加发电机组的供电 方式，中央控制室主要设备应配备在线式不间断供电电源； b) 供配电系统应符合 GB 50052 的规定，低压配电室设计应符合 GB 50054 的规定，接地系统宜 采用三相五线制； c) 电气设备的金属外壳均应采取接地或接零保护，钢结构、排气
16、管、排风管和铁栏等金属物应采 用等电位连接；沼气发酵装置、贮气柜应加装避雷针。 6.6.2 防腐工程设计 按GB 50046 规定执行。 6.6.3 防爆工程设计 按GB 50222 和GB 3836 规定执行。 6.6.4 抗震等设计 按GB 50011 规定执行。 DB52/T 10582015 6 6.6.5 安全防护 沼气工程的构筑物应按照有关规定设置防护栏杆、防滑梯等安全措施。 6.6.6 防火与消防工程设计 按GB 50016 规定执行。 6.6.7 防雷设计 按GB 50057 规定执行。 6.6.8 给排水工程设计 给水工程按GB 50015规定执行。排水工程按GB 50014
17、规定执行。 6.6.9 采暖通风工程设计 按GBJ 19 规定执行。 7 施工 7.1 施工单位 沼气集中供气工程施工应具沼气工程施工资质。 7.2 施工管理 符合NY/T 1220.3的要求。 8 验收 8.1 验收 按NY/T 1220.3规定执行。 8.2 工程文件归档 符合GB 50328的有关规定。 9 运行管理 山区农村沼气集中供气工程运行管理人员必须取得国家沼气物管员资格证，应严格执行国家和地方 安全的有关规定，符合 NY/T 1220.4规定。 DB52/T 10582015 7 A A 附 录 A （资料性附录） 工程系统主要设施配置表 表A.1 工程系统主要设施配置表（常温
18、型） 供气户 数 （户） 原料 类型 贮料设 施容积 （m 3 ） 格栅池 容积 （m 3 ） 沉砂池 容积 （m 3 ） 酸化池容 积 （m 3 ） 发酵装 置容积 （m 3 ） 贮气柜 容积 （m 3 ） 沼液储存 池容积 （m 3 ） 综合房面 积 （m 2 ） 猪粪 14 0.5 7 206 30 100 10 鸡粪 16 0.5 4 4 240 30 100 10 牛粪 14 0.5 7 208 30 100 10 50 粪便+ 鲜秸秆 14 0.5 3.5 3.5 254 30 100 10 猪粪 28 0.5 14 411 60 300 10 鸡粪 32 0.5 8 8 480
19、60 300 10 牛粪 28 0.5 14 415 60 300 10 100 粪便+ 鲜秸秆 25 0.5 12.5 12.5 508 60 300 10 猪粪 41 0.5 20.5 617 90 400 10 鸡粪 48 0.5 12 12 720 90 400 10 牛粪 42 0.5 21 623 90 400 10 150 粪便+ 鲜秸秆 38 0.5 9.5 9.5 762 90 400 10 注1：原料贮存量为2天需求量，粪便型原料滞留期30天，粪便+秸秆型原料滞留期40天，进料TS浓度为5%； 注2：产气量取值：猪粪35 m/t，鸡粪45 m/t，牛粪26 m/t，鲜秸秆产
20、气量154 m/t（粪便与秸秆按2:1配比进 池）； 注3：全年供气时间不少于270天； 注4：表中设施数值均按实际建设值列出，应不小于该值。 DB52/T 10582015 8 表A.2 工程系统主要设施配置表（近中温型） 供气户 数 （户） 原料 类型 贮料 设施 容积 （m 3 ） 格栅池 容积 （m 3 ） 沉砂池 容积 （m 3 ） 酸化池 容积 （m 3 ） 发酵装 置容积 （m 3 ） 贮气柜 容积 （m 3 ） 沼液储存 池容积 （m 3 ） 综合房 面积 （m 2 ） 沼气锅 炉规格 （万大 卡） 猪粪 15 0.5 7.5 193 45 100 18 10 鸡粪 18 0.
21、5 4.5 4.5 228 45 100 18 10 牛粪 16 0.5 8 199 45 100 18 10 50 粪便+ 鲜秸秆 12 0.5 3 3 213 45 100 18 10 猪粪 31 1 15.5 386 85 300 24 10 鸡粪 36 1 9 9 455 85 300 24 10 牛粪 32 1 16 398 85 300 24 10 100 粪便+ 鲜秸秆 24 1 6 6 425 85 300 24 10 猪粪 51 3 25.5 636 140 400 30 10 鸡粪 60 3 15 15 750 140 400 30 10 牛粪 53 3 21.5 656
22、140 400 30 10 150 粪便+ 鲜秸秆 40 3 10 10 700 140 400 30 10 猪粪 66 3 33 830 185 500 36 20 鸡粪 78 3 19.5 19.5 978 185 500 36 20 牛粪 68 3 34 855 185 500 36 20 200 粪便+ 鲜秸秆 52 3 13 13 913 185 500 36 20 猪粪 81 3 40.5 1023 225 600 42 30 鸡粪 96 3 24 24 1205 225 600 42 30 牛粪 84 3 42 1055 225 600 42 30 250 粪便+ 鲜秸秆 64
23、3 16 16 1125 225 600 42 30 猪粪 97 3 48.5 1216 270 800 60 30 鸡粪 115 3 28.5 28.5 1433 270 800 60 30 牛粪 100 3 50 1254 270 800 60 30 300 粪便+ 鲜秸秆 76 3 19 19 1338 270 800 60 30 注1：原料贮存量为2天需求量，粪便型原料滞留期25天，粪便+秸秆型原料滞留期35天，进料TS浓度为5%； 注2：产气量取值：猪粪44 m/t，鸡粪56 m/t，牛粪32 m/t，鲜秸秆产气量192 m/t（粪便与秸秆按2:1配比进 池）； 注3：近中温是指25
24、3 ，全年供气时间不少于300天； 注4：表中设施数值均按实际建设值列出，应不小于该值。 DB52/T 10582015 9 表A.3 工程系统主要设施配置表（中温型） 供气户 数 （户） 原料 类型 贮料设 施容积 （m 3 ） 格栅池 容积 （m 3 ） 沉砂池 容积 （m 3 ） 酸化池 容积 （m 3 ） 发酵装 置容积 （m 3 ） 贮气柜 容积 （m 3 ） 沼液储存 池容积 （m 3 ） 综合房 面积 （m 2 ） 沼气锅 炉规格 （万大 卡） 猪粪 49 3 24.5 486 215 500 36 30 鸡粪 57 3 14 14 573 215 500 36 30 牛粪 50
25、 3 25 501 215 500 36 30 200 粪便+ 鲜秸秆 38 3 9.5 9.5 573 215 500 36 30 猪粪 60 3 30 597 265 600 42 40 鸡粪 70 3 17.5 17.5 703 265 600 42 40 牛粪 62 3 31 615 265 600 42 40 250 粪便+ 鲜秸秆 47 3 12 12 703 265 600 42 40 猪粪 71 3 35.5 707 311 800 60 50 鸡粪 83 3 21 21 834 311 800 60 50 牛粪 73 3 36.5 729 311 800 60 50 300
26、粪便+ 鲜秸秆 56 3 14 14 834 311 800 60 50 注1：原料贮存量为2天需求量，粪便型原料滞留期20天，粪便+秸秆型原料滞留期30天，进料TS浓度为8%； 注2：产气量取值：猪粪44 m/t，鸡粪56 m/t，牛粪32 m/t，鲜秸秆产气量192 m/t（粪便与秸秆按2:1配比进 池）； 注3：中温是指35 ，全年供气时间不少于320天； 注4：表中设施数值均按实际建设值列出，应不小于该值。 DB52/T 10582015 10 B B 附 录 B （资料性附录） 处理设施设备与原料类型匹配表 图B.1 处理设施设备与原料类型匹配表 原料类型 处理单元 主要设施设备 猪
27、粪 鸡粪 牛粪 粪便+秸秆 贮存池 原料贮存单 元 贮料棚 进料调节池 （含格栅池） 沉砂池 原料预处理 单元 酸化调节池 厌氧发酵单 元 厌氧消化装置 CSTR、 PFR、 USR、 HCPF+UBF、 CSTR+UBF CSTR、USR CSTR、 HCPF、 HCPF+UBF CSTR 脱水器 沼气净化单 元 脱硫器 水封池 储气柜 阀门井 沼气储配单 元 沼气输送管网 沼液沼渣储 存单元 沼液储存池 综合用房 附属设施 站内围墙 DB52/T 10582015 11 C C 附 录 C （资料性附录） 厌氧消化工艺类型及特点 根据贵州省山区地貌、畜禽粪便和农作物资源类型及分布的实际情况
28、，设计了六种适用于猪粪、鸡 粪、牛粪、畜禽粪便+秸秆、果蔬边角料的厌氧消化处理工艺。 表C.1 厌氧消化工艺类型及其特点 序号 工艺类型 定义 适用原料 工艺特点 1 全混合厌氧消化工艺 （CSTR）（见图 C1、 图 C2） 畜禽粪便废水从池子底部或顶部投入池 内，经与池中原有的厌氧活性污泥混合和接 触后，通过厌氧微生物的吸附、吸收和生物 降解作用，废水中的有机物转化为沼气。 畜禽粪便 消化器内温度均匀， 发酵效率高，能耗较 高。 2 高浓度卧式推流厌氧 消化器（HCPF）（见图 C3） 长方形的非完全混合式反应器，高浓度 悬浮固体发酵原料从一端进入，从另一端排 出,有垂直搅拌装置,原料在消
29、化器内的流动 呈活塞式推移状态。 牛粪、秸秆 结构简单，能耗低， 但进料端易酸化。 3 塞流式厌氧消化工艺 （PFR）（见图 C4） 长方形的非完全混合式反应器。高浓度 悬浮固体发酵原料从一端进入，呈活塞式推 移状态从另一端排出。消化器内沼气的产生 为料液提供垂直的搅拌作用，料液在沼气池 内无纵向混合。 牛粪 运行稳定，但效率较 低，易结壳。 4 升流式厌氧固体反应 器（USR）（见图 C5、 图 C6） 发酵原料从反应器底部进入，依靠进料 和所产沼气的上升动力按一定的速度向上升 流。 猪粪 结构简单，易产生浮 渣，易酸化。 5 高浓度塞流式厌氧消 化工艺（HCPF）+厌氧 复合消化器（UBF
30、）（见 图 C7） UBF 由布水器、填料层三相分离器构成， 下方是布水器，上部是填料层及三相分离器。 HCPF+UBF 是将 HCPF 和 UBF两种工艺结 合起来的二级发酵工艺。 猪粪、牛粪 采用两级厌氧消化， 分别适用于高浓度 和低浓度原料，提高 了原料利用效率。 6 全混合厌氧消化器 （CSTR）+厌氧复合消 化器（UBF）（见图 C8） CSTR+ UBF 是将 CSTR 和 UBF 两种工艺结 合起来的二级发酵工艺。 猪粪 采用两级厌氧消化， 分别适用于高浓度 和低浓度原料，提高 了原料利用效率。 DB52/T 10582015 12 DB52/T 10582015 13 DB52
31、/T 10582015 14 DB52/T 10582015 15 DB52/T 10582015 16 DB52/T 10582015 17 DB52/T 10582015 18 DB52/T 10582015 19 DB52/T 10582015 20 D D 附 录 D （资料性附录） 沼气输送管道管径计算 D.1 沼气输送管道路内径计算公式 d 5 =6.2510 7 f Vh 2 (1+k)lT/T0p. (D.1) 式中： d 沼气输送管道内径（mm）； f 管道摩擦系数； 沼气密度（kg/m 3 ）； Vh 沼气体积流量（m 3 /h）； k 局部阻力系数，k=5%10%（见NY
32、/T 12 20.22006第7.2.7条）； l 管道长度（m）； T 沼气在设计状态下的热力学温度（K）； T0 沼气在标准状态下的热力学温度（K）； p 压力损失（Pa）。 D.2 管道摩擦系数 f 的计算 D.2.1 流体呈滞流时的摩擦系数 f64/R e. (D.2) 其中，雷诺数R e 的计算公式如下： Redu / . (D.3) 式中： Re 雷诺数（无因次群）； d 沼气输送管道内径（m）； u 沼气流速（m/s）； 沼气密度（kg/m 3 ）； 沼气粘度（kg/ms）。 D.2.2 流体呈湍流时的摩擦系数 摩擦系数 f 与管径相对粗糙度/d、R e之间按摩擦系数f与管径相对粗糙度/d和雷诺数R e之间的 关系图而定。 其中，管道绝对粗糙度按取值，PE塑料管，0.010.05 mm；镀锌钢管，0.10.2 mm。 DB52/T 10582015 21 图D.1 摩擦系数 f 与管径相对粗糙度/d 和雷诺数 R e之间的关系图 _ DB52/T 1058-2015
