DB51 T 1873-2014 小型沼气集中供气工程设计规范.pdf

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1、 ICS 65.040.99 P 35 DB51 四川省地方标准 DB51/T 18732014 小型沼气集中供气工程设计规范 2014 - 11 - 11 发布 2014 - 12 - 01 实施 四川省质量技术监督局 发布 DB51/T 18732014 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 . . 1 4 设计原则 . . 1 5 选址和总体布置 . . 1 6 工艺设计 . . 2 7 沼气净化 . . 4 8 沼气储存 . . 5 9 沼气输配 . . 6 10 沼气计量 . . 7 11 安全 . . 7 DB51/

2、T 18732014 II 前 言 本标准按GB/T 1.12009给出的规则进行编写。 本标准由四川省农业厅提出并归口。 本标准由四川省质量技术监督局批准。 本标准由四川省农村能源办公室负责起草。 本标准主要起草人：郑时选、宋映雪、丁锐、丘凌。 DB51/T 18732014 1 小型沼气集中供气工程设计规范 1 范围 本标准规定了农村小型沼气集中供气工程设计要求。 本标准适用供气户数30户150户规模的小型沼气集中供气工程。 2 规范性引用文件 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）

3、适用于本文件。 GB 50028 城镇燃气设计规范 GB 15558.1 燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统第1部分：管材 GB 15558.2 燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统第2部分：管件 NY/T 90 农村家用沼气发酵工艺规程 NY/T 667 沼气工程规模分类 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 3 术语和定义 NY/T 1220.1 和NY/T 1220.2确立的术语和定义以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 集中供气 central ga s supply 由发酵装置生产的沼气， 经净化、

4、储存并调压后通过管路系统输送到集中居住用户的一种供气方式。 4 设计原则 4.1 设计应符合当地环境条件，满足沼气需求和原料来源条件，进行工程选址。 4.2 设计应充分利用附近农田消纳沼渣、沼液。沼渣、沼液土地消纳面积应按照每 666m2 土地消纳3 头猪粪便计算。 4.3 设计内容包括预处理、厌氧消化、后处理、供气部分。 4.4 工艺应根据原料数量、供气户数、环境条件、投资和运行成本选择。 5 选址和总体布置 5.1 工程选址 沼气工程选址应符合以下要求： DB51/T 18732014 2 a) 尽量靠近发酵原料、沼气供给和沼肥还田地点； b) 应满足工程建设的地质条件； c) 交通运输方

5、便，较好的供水、供电条件； d) 满足安全、消防和防疫要求。 5.2 总体布置 5.2.1 应满足沼气工艺设计的要求，结合地形、地址和气象因素，布局紧凑，便于施工、运行、维护 和管理。 5.2.2 沼气工程的生产，净化、储存宜集中在一个相对封闭的沼气站内布置。沼气站应设置1.2m高 的围墙。建筑物间距宜满足工程施工、设备安装、埋设管道和维护管理的要求。 5.2.3 沼气站与居住区间距20m，间距从沼气站围墙外壁起计。沼气湿式储气罐与建、构筑物、堆场 的防火间距设计按 NY/T 1220.2第 6.4.2 条表2 的规定执行。 5.2.4 各类管路和电路应统一布置，不得相互干扰、迂回。 5.2.

6、5 应设置给水和排水系统。 5.2.6 供电按三级负荷设计动力、控制、照明配电系统。 5.2.7 应配置与供气规模匹配的计量仪表。 5.3 原料收集 5.3.1 发酵原料主要包括畜禽粪便、秸秆和其他有机废物。 5.3.2 发酵原料基本参数参照 NY/T90 第2条和附录 D取值。 5.3.3 沼气站按户日均25kg鲜猪粪准备发酵原料，其他发酵原料比照猪粪原料换算。 5.3.4 原料的收集、运输、储存应有专人管理。 5.4 原料预处理 5.4.1 原料宜进行预处理，不同的原料采用不同的预处理方式。 5.4.2 预处理方式应根据发酵原料种类和工艺要求进行设计。 6 工艺设计 6.1 发酵工艺选择

7、6.1.1 发酵工艺宜采用完全混合式厌氧反应器（CSTR）、塞流式反应器（PFR）和升流式厌氧固体反应 器（USR）工艺。发酵温度宜选择常温或中温，常温发酵浓度 4%6%，中温发酵浓度8%。 6.1.2 供气户数80 户时，宜选择完全混合式厌氧反应器（CSTR）或升流式厌氧固体反应器（USR） 的中温发酵工艺。 6.1.3 发酵容积 按供气户数确定总发酵容积。 a) 地下池常温发酵工艺每户宜按5m 3 取值; b) 地上池常温发酵工艺宜按每户3m 3 取值； c) 地上池中温发酵工艺宜按每户1.2m 3 取值。 6.2 工艺流程 6.2.1 畜粪原料工艺流程见图去 1。 DB51/T 1873

8、2014 3 表1 畜粪原料工艺流程 6.2.2 畜粪+秸秆+其他有机质原料工艺流程见图 2。 表2 畜粪、秸秆、其他有机质原料混合工艺流程 6.3 预处理装置 6.3.1 调节池 6.3.1.1 采用畜粪原料工艺流程应设置调节池。调节池形状宜采用圆形或矩形，并配备搅拌装置。池 底保持 5%的坡度，坡向泵吸料口。原料在调节池的滞留时间宜为 1d。容积1d 的进料量。 6.3.1.2 调节池容积计算 调节池容积按公式（1）计算： V = qt/24 (1) 式中： V 调节池有效容积，单位为m 3 ; q 进料流量，单位为m 3 /d； t 原料滞留时间，单位为h。 6.3.1.3 秸秆和畜粪等

9、有机物混合原料工艺流程应设置酸化池。酸化池宜分格轮流作业。酸化池建设 以地上式为宜，酸化池出口宜加滤网。秸秆和牛粪原料酸化时间宜为 35d。鸡粪和鸭粪酸化池具有沉 砂功能，酸化时间宜为 12h。 6.3.1.4 酸化池容积计算 酸化池容积按公式（2）计算： V = qt(2) 式中： V 调节池有效容积，单位为m 3 ; q 进料流量，单位为m 3 /d； t 原料滞留时间，单位为h。 6.4 发酵装置 6.4.1 地下式长方体池宽度2.5m，地下式圆形池单体容积宜150m，池顶面应有保温措施，池体采 用钢筋混泥土材料。 6.4.2 地上式发酵罐应为圆柱体结构，池体采用钢材，完全混合式厌氧反应

10、器（CSTR）应配备搅拌 器。 6.4.3 采用中温发酵工艺应有增温设施，发酵罐体内应有热交换管，罐体外应有保温层。 6.4.4 完全混合中温工艺发酵罐可选用表 1 的规格尺寸。 沼肥储存 沼肥 还田 储气罐 沼气计量 沼气净化 原料预处理池 发酵池 供气 混合原料 预处理池 沼肥还田 沼肥储存 沼液回流 沼气净化 储气罐 发酵池 沼气计量 DB51/T 18732014 4 表3 完全混合中温发酵罐规格尺寸 供气户数/户 发酵容积/m 3 总容积/m 3 几何尺寸(直径壁高总高)/m 80 96 98 4.506.006.30 100 120 127 5.006.007.30 120 144

11、 153 5.506.007.50 150 180 190 5.507.509.00 6.5 沼肥储存池 沼肥储存池容积按原料量存储时间15d设计。 7 沼气净化 7.1 一般规定 7.1.1 厌氧消化生产的沼气应进行脱水、脱硫处理后进入储气罐和输配系统。 7.1.2 处理后的沼气低位热值应18MJ/m 3 ，沼气中硫化氢含量20mg/m 3 。 7.2 沼气脱水 7.2.1 沼气中水分宜采用重力法脱除。 7.2.2 沼气气水分离器可选用表 2 的规格尺寸。 表4 沼气气水分离器规格尺寸 供气户数（户） 气水分离器/m 3 几何尺寸(直径壁高)/mm 进出口管径 30 0.010 200300

12、 DN32 3150 0.015 200400 DN40 5180 0.020 250400 DN40 81100 0.030 300400 DN50 101120 0.040 350400 DN50 121150 0.050 350500 DN50 7.3 沼气脱硫 7.3.1 沼气脱硫宜采用干法脱硫，宜采用颗粒状氧化铁做脱硫剂。 7.3.2 脱硫装置应设置两套，一备一用。 7.3.3 脱硫装置宜地上架空布置。 7.3.4 脱硫装置应设有沼气安全泄压设备和放散管，脱硫装置底部应设置排污阀门。 7.3.5 脱硫器容积可在表 3 中选择。 表5 脱硫器容积 供气户数（户） 日产沼气量(m 3 /

13、d) 脱硫器容积(m 3 ) 几何尺寸(直径壁高) 沼气进出口管径 3050 60 0.072 400700 DN40 5180 96 0.115 500800 DN40 81100 120 0.144 630800 DN50 DB51/T 18732014 5 供气户数（户） 日产沼气量(m 3 /d) 脱硫器容积(m 3 ) 几何尺寸(直径壁高) 沼气进出口管径 101120 144 0.173 6301100 DN50 121150 180 0.216 6301200 DN50 7.3.6 脱硫剂装填量 脱硫剂的装填量宜按公式（3）计算： S CVT G 100 94.0 = （3） 式

14、中： G 脱硫剂装填量，单位为kg； C 气体中硫化氢含量，单位为g/m 3 。猪粪、牛粪原料沼气中硫化氢含量按0.52g/m 3 取值， 鸡粪原料按25g/m 3 取值。 V 处理沼气量,单位为m 3 /d； T 脱硫剂的使用时间，单位为d， T宜180； S 脱硫剂的饱和硫容，取值0.3。 8 沼气储存 8.1 一般规定 8.1.1 沼气工程应采用低压湿式储气柜储气。 8.1.2 低压湿式储气柜容积按日产气量的 50%60%或每户 0.5 m 3 气柜容积设计。 8.1.3 低压湿式储气柜压力宜设计在 34kpa。 8.2 储气柜结构 8.2.1 低压湿式储气柜宜采用直立升降式。 8.2.

15、2 低压湿式储气柜应设置沼气进气管、出气管、自动放空管、上水管、排水管和溢流管。导轨、 导轮应能保证储气柜钟罩平稳升降。 8.2.3 低压湿式储气柜水封池宜采用地上式布置。 8.2.4 储气柜宜采用钢结构，材料表面应做防锈、防腐处理。 8.2.5 储气柜钟罩与水封池内壁的间距应150mm。 8.2.6 低压湿式储气柜可选用表 4 的规格尺寸。 表6 低压湿式储气柜规格尺寸 储气容积/m 3 钟罩有效容积/m 钟罩尺寸(直径壁高) 水封池尺寸(直径壁高) 15 16.00 32002000 35002400 20 20.90 34002300 37002600 30 31.20 38002750

16、 41003200 50 53.00 48003400 51003700 80 82.00 56003400 59003700 100 102.00 60003650 68004000 8.3 低压湿式储气柜防雷 DB51/T 18732014 6 8.3.1 低压湿式储气柜应设置避雷针，避雷针按公式（4）、（5）和（6）计算。 r =1.5h（4） 式中： r 避雷针在地面上的保护半径，单位m； H 避雷针高度，单位m。 在被保护物高度hx水平面上的保护半径为： rx =（h -hx）p = hap （5） rx =（ 1.5h -2hx）p （6） 式中 rx 避雷针在被保护物高度水平面上

17、的保护半径，单位m； hx 被保护物的高度,单位为m； ha 避雷针的有效高度，单位为m； p 高度影响系数（保护半径不按正比例增大的系数），当 h30米时， p=1。 8.3.2 低压湿式储气柜防雷接地电阻应30。 8.3.3 可参照沼气储气柜容积选择表 5 的避雷针高度。 表7 避雷针（单针）高度 储气容积/m 3 15 20 30 50 80 100 避雷针高度/m 9.5 10 12 14 16 18 9 沼气输配 9.1 一般规定 9.1.1 沼气输配系统设计应保证供气安全性和可靠性。 9.1.2 沼气管网宜采用低压供气，供气距离2km。 9.1.3 沼气管道平面布置图按 NY/T1

18、220.2 第 7.1.4 条执行。 9.1.4 沼气管道纵断面图按 NY/T1220.2 第7.1.5 条执行。 9.2 管材及管件 9.2.1 沼气管道、管件宜选用聚乙烯（PE）埋地燃气管并符合 GB15558. 1和 GB15558.2 的规定。 9.2.2 室内沼气管道宜采用燃气用铝塑复合管材、管件，也可采用镀锌钢管。 9.2.3 沼气管道阀门应适用燃气介质，并有良好的密封性和耐腐蚀性。在室外宜选用球阀、新型蝶阀 或密封面为不锈钢闸阀；在室内宜选用球阀或旋塞阀。 9.3 管道计算 9.3.1 沼气主管道的计算流量按 NY/T1220.2 第7.2.2 条执行。 9.3.2 入户支管和室

19、内管道流量计算按 NY/T1220.2 第7.2.3 条执行。 9.4 沼气干管和支管 9.4.1 沼气干管和支管宜采用埋地敷设。 9.4.2 沼气干管和支管不得与其它管道和电缆同沟敷设，并尽量避开主要交通干道。 9.4.3 埋地敷设的沼气干管和支管与其它相邻建筑物、构筑物的最小水平与垂直净距应符合 GB50028 表 6.3.3-1和表 6.3.3-2 的规定。 9.4.4 沼气管道埋地敷设时，管顶的覆土厚度应符合下列要求： DB51/T 18732014 7 a）埋设在车行道下时，不得0.9m； b）埋设在非车行道时，不得0.6m； c）埋设在庭院内时，不得0.3m； d）埋设在水田下时，

20、不得0.8m。 9.4.5 沼气管道坡度应与地形相适应，沼气管道的低处必须设置凝水器，管道坡度不得3，坡向凝 水器。 9.4.6 埋地敷设的沼气干管和支管的凝水器、阀门均应设置防护罩或阀门井。 9.4.7 沼气干管和入户管道可选用表 6 的规格尺寸。 表8 沼气干管和入户管道规格尺寸 供气户数 30 50 80 100 120 干道 40 60 75 90 110 入户管道 DN15 DN15 DN15 DN15 DN15 9.5 室内沼气管道 9.5.1 沼气入户管应直接从室外管引入厨房。室内沼气管道应明设。 9.5.2 沼气入户管的坡度不应1%，坡向支管。 10 沼气计量 10.1 沼气站

21、总表 10.1.1 沼气站总表应根据输送沼气的最大流量、最小流量、工作压力、温度等条件选择工业用膜式燃 气表、红外数传燃气表或超声波燃气表。 10.1.2 沼气计量表宜设置在沼气站工作房内，安装在沼气出口管道上。 10.2 分户表 10.2.1 沼气用户计量应按一户一表原则设计，宜选用膜式沼气计量表。 10.3 数据监控 沼气站宜设置电控箱和发酵过程的温度、流量显示。 11 安全 11.1 一般规定 沼气生产用气的安全防范措施应贯彻“预防为主，防消结合”的方针，防止和减少灾害的发生和危 害。 11.2 防火 11.2.1 沼气站应设置面积10m 2 的工作房， 工作房应通风良好， 工作房内设置的净化装置、 计量仪表、 阻火器安装间距应满足事故应急操作需要。门、窗应向外开启。 11.2.2 沼气湿式储气罐与发酵罐防火间距设计按最大罐体直径的 2/3 确定。 DB51/T 18732014 8 11.2.3 沼气站内发酵罐与相邻建筑物的距离10m，间距以罐外壁起计。当相邻建筑外墙为防火墙时， 其防火间距可减少到4m。 11.2.4 沼气储气柜输出管道上宜设置安全水封或阻火器。 11.2.5 沼气站内应设置小型干粉灭火器或其它简易消防器材。 _ DB51/T 18732014