1、山东济宁垃圾焚烧发电厂锅炉掺烧沼气工程设计方案说明书图 号 HSF1507-S-J-01编 制 校 核 审 核广西华昇节能工程设计有限公司二一五年十一月1一. 概况 本图册为山东济宁垃圾焚烧发电厂锅炉掺烧沼气工程。管道起点为厂内渗滤液厌氧消化系统厌氧罐，终点为厂内 3 台 500t/d 循环流化床垃圾焚烧锅炉（1#、2#、3#锅炉） ，管道总长度约 190m。二设计依据1设计采用的主要标准、规范 1）.压力管道安全技术监察规程-工业管道 TSGD0001-20092）.工业金属管道设计规范GB50316-20083）.锅炉房设计规范GB50041-20084）.沼气工程技术规范第 2 部分：供
2、气设计NYT 1220.2-20065）.沼气工程技术规范第 3 部分：施工及验收NYT 1220.3-2006 6）.城镇燃气设计规范GB50028-20067）.工业企业煤气安全规程GB6222-20058）.全国通用动力设施标准图集R410-12、R1042、设计合同及业主提供的有关技术基础资料3、根据业主提供资料，本项目沼气按以下参数设计：沼气成分（业主提供）CH4： 81.0% H2S：0.09%N2 ：0.00%CO2： 17.0% O2 ：0.00% 2H2 ：1.00%H2O：0.91%低位发热量 Qnet：33250kJ/Nm 3沼气压力（厌氧罐）：10002400Pa沼气温
3、度：20（常温）一期最大供气量供气量：4000m 3/d(20 )一期二期最大供气量供气量：7500m 3/d(20)三设计说明1设计参数根据业主气源的特点以及用气的要求，沼气管道按流量为300m3/h（即加压风机风量）设计；管道编号：FG01-08输送介质：沼气设计压力：10KPa 工作压力：9.8KPa设计温度：40 工作温度：20管道类级别：工业管道 GC2管道材质及规范：0Cr18Ni9，GB/T 14976-2012 流体输送用不锈钢无缝钢管规格：1145、894.5、3232.工艺流程及布置由于场地限制，本系统不设沼气缓冲罐，渗滤液厌氧消化系统产生的沼气经管道通过控制阀组、增压风机
4、，再通过厂区架空管道分别引Comment a1: 设计吹扫管线，但后面却没有何时以及如何使用吹扫，请补充3至 13#锅炉炉前下二次风管锅炉入口后送入锅炉燃烧，预留 4#锅炉接口。每段沼气管道在最高处设置放散管，最低处设置沼气凝水器，管道外敷设保温层，跨厂区道路处设置栈桥，栈桥净空为 6m，管道中心标高为 6.35m，详见施工图。沼气入炉位置目前选择在锅炉炉膛中部的上二次风风口处，此处风压较低且与沼气二次风可直接混合燃烧。建议业主调试时注意观察着火时间，如此处无明火或着火时间较长，可适当下移。沼气管道扫线介质采用氮气。沼气管道控制阀门气源采用约 0.5MPa厂用压缩空气。本工程沼气管道属低压燃气
5、管道，参照城镇燃气设计规范 ，流体流速取值为 510m/s左右。主线选用 1145 不锈钢无缝钢管，支线选用 894.5 不锈钢无缝钢管，管道最大设计流速为 10.4m/s。第一期沼气工程采用一开一备两台加压风机可满足系统供气要求，待第二期沼气工程建成后，需增加一台同类型加压风机即两开一备方可满足系统供气要求。按布置图所示布置，详见施工图。 四安全措施1业主应参照工业企业煤气安全规程要求建立沼气设施管理、运行和检查制度。沼气设备、阀门、放散管、支吊架等应按要求编号。2. 厌氧罐后设有止回阀防止沼气回流；沼气管道接入锅炉二次风管前，管道设置水封罐，U 型水封以及燃气阻火器（阻爆燃型） ，其中Co
6、mment a2: 请在后面控制系统中给出如何控制使用Comment a3: 请说明放散管何种情况下使用及如何使用？Comment a4: 已取消稳压缓冲罐，沼气泄漏监测点在何处设置？另外，设计方给出的 DCS I/O表和自控设备表中还存在稳压缓冲罐字样，请仔细更正Comment a5: 厌氧罐内一直是充满渗滤液和沼气的，不存在气位一说Comment a6: 厌氧罐？Comment a7: 厌氧罐内是渗滤液厌氧产生沼气，是一直充满渗滤液和部分沼气，不存在气位高低一说，请调整控制条件或参数Comment a8: 三台锅炉，每台都有两个沼气掺烧口，请明确当一台锅炉掺烧时，两个掺烧口何种状况下全开，
7、何种状况下只开一个4U型在沼气停用时使用 。采用金属软管替代膨胀节吸收锅炉产生的热膨胀伸长量；3.加压风机前放散管距地面高 10.5m，锅炉房放散管高出房顶 4m，管口均采用 90弯曲斜切，根部焊加强筋，采取引线接地等消除静电和防雷的措施。放散管上部用挣绳固定，阀前应装有取样管。放散管弯头可采用煨弯，也可外购弯头焊接而成；4.自动控制阀门采用气动控制，防止因漏电等造成事故；5.为防止误操作，非自动控制阀门应挂有表明阀门开关的标识牌；6.为防止沼气泄露，稳压缓冲罐四周应设置不少于两处的现场沼气泄漏监测点，锅炉间需设可燃气体浓度报警装置。7.本项目实施时，业主应现场核实锅炉情况，炉膛和锅炉出口烟道
8、需配套合适的防爆装置，如未达到要求需同时进行整改。 五控制系统沼气掺烧系统配备有一套控制系统，用于整个沼气掺烧系统运行过程中的监测。采用 PLC程控器、PID 自控（以厌氧罐气位、管路压力为参数，调节罗茨风机频率） ，并引接到控制室远程控制系统。通过设置压力测量仪表参数使气罐内压力保持在 12Kpa，运行中通过调整增压风机频率，使沼气厌氧罐罐保持气位在 20% 70%之间。系统运行时，先投入一条掺烧管路，另外两条管路处于关闭状态，根据锅炉运行状况进行掺烧管路之间的相互切换。安全保护功能包括入炉点炉温保护、停电保护、增压风机前的母管低压保护和超压保护、停炉保护、管道甲烷浓度监测保护等。Comme
9、nt a9: 与三台锅炉炉内温度全部连锁，请问如果我两台达到 700度，一台未达到，阀门怎么动作？请详细描述说明Comment a10: 厌氧罐不存在气位一说，请调整控制参数Comment a11: 监测点设置在何处？51） 、沼气掺烧总管电动阀门与掺烧点炉内温度连锁。当炉温低于700时，阀门处于关闭状态，炉温高于 700时，总管电动阀门自动打开；2） 、系统运行时，保持厌氧罐气位在 50%左右，气压上升时，适当加大风机转速，气压下降时，则适当减小风机转速，当厌氧罐气压低于 1KPa下限值或增压风机进口压力过低（ 1Kpa）时，为防止增压风机将其进口管道抽成真空，造成空气进入沼气管道，系统启动
10、保护逻辑停运风机；3） 、当锅炉送风机跳闸或 MFT动作时，立即打开正常运行锅炉上的掺烧管路电动阀，同时关闭故障锅炉掺烧管路的阀门；4） 、系统运行，当沼气管道甲烷浓度监测低于 20%时，系统报警并启动保护逻辑停运风机，同时开启切断阀；5） 、当厌氧罐内气压高于 2400Pa（厌氧罐正常压力最大值） ，沼气燃烧炉阀门同时打开，直接燃烧排空，以达到降低厌氧罐内压力的作用。上述保护逻辑除第 5点启动后，其输出结果是停运整个沼气掺烧系统，并作相应报警，系统能自动切断进入加压风机的沼气，同时打开沼气燃烧炉（排空火炬通道）阀门，直接燃烧排空。七. 管道安装及验收 1.管道安装及验收须按：工业金属管道工程
11、施工及验收规范GB50235-2010现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-20116工业金属管道工程施工质量验收规范GB50184-20112. 管道支柱利用原有蒸汽外管支柱，见相关工艺图纸；沼气管道与蒸汽管道的最小净距大于 114mm。 3. 管道连接采用焊接； 4. 管道安装坡度：除设计注明的外，其余按管子沿沼气流向坡度顺流时不小于 0.003，逆流时不小于 0.005。 5. 相互连接的管道分界除注明的外，其余可根据需要现场确定。6. 管道焊缝应进行抽样射线照相检验，抽检比例为 5%，其质量不得低于 II 级；检测焊缝的数量不少于 10 条，其中每名焊工焊接接头抽检比
12、例不得低于 5%。7. 在管道安装完毕前必须对管道进行气密性试验，试验介质为空气或氮气，沼气管道试验压力为 0.2MPa（表压） 。 8. 管道保温后应涂上表明沼气管道流向和种类的标志，所有可能泄露的地方应挂有警示标志，标志方法为：1）基本识别色标识方法：在管道上以宽 150 的中黄色色环标识，颜色标准编号为 Y07，二个标识的最小距离为 10m，管道起点、终点、交叉点、转弯点、阀门均为标识点。2）识别符号标识方法：物质名称为沼气，流向用箭头表示，大小以能清楚识别符号来确定。八经济效益分析业主提供沼气热值为 33250kJ/Nm3，折标煤为 1.13kg/Nm3。公司渗滤液厌氧消化系统一期若每天为锅炉提供 Q=4000Nm3/d 的7沼气，年运行时间 300d，一年可为公司节约40001.13/1000300=1356t 标准煤。 折合人民币约1356600/10000=81 万元。公司渗滤液厌氧消化系统一、二期全部投入运行后，若每天为锅炉提供 Q=7500Nm3/d 的沼气，年运行时间 300d，一年可为公司节约75001.13/1000300=2543t 标准煤， 折合 2543600/10000=153 万元。可见，本项目沼气管道系统建成后，节能、经济效益可观。
