沼气掺烧设计施工说明书(批注需改正).docx

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
二〇一五年十一月

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》 TSGD0001-2009
2）.《工业金属管道设计规范》GB50316-2008
3）.《锅炉房设计规范》GB50041-2008
4）.《沼气工程技术规范第2部分：供气设计》NYT 1220.2-2006
5）.《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》GB50028-2006
7）.《工业企业煤气安全规程》GB6222-2005
8）.《全国通用动力设施标准图集》R410-1~2、R104
2、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%
H2 ：1.00%
H2O：0.91%
低位发热量Qnet：33250kJ/Nm3
沼气压力（厌氧罐）：1000~2400Pa
沼气温度：20℃（常温）
一期最大供气量供气量：4000m3/d(20℃)
一期二期最大供气量供气量：7500m3/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：Φ114×5、Φ89×4.5、Φ32×3
2.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，再通过厂区架空管道分别引至1~3#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
。
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管道，参照《城镇燃气设计规范》，流体流速取值为5~10m/s左右。主线选用Φ114×5不锈钢无缝钢管，支线选用Φ89×4.5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U型在沼气停用时使用请在后面控制系统中给出如何控制使用
。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。放散管请说明放散管何种情况下使用及如何使用？
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。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

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（以厌氧罐气位厌氧罐内一直是充满渗滤液和沼气的，不存在气位一说
、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厌氧罐？
压力保持在1~2Kpa，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
。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。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，何种状况下只开一个

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。
1）、沼气掺烧总管电动阀门与掺烧点炉内温度连锁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
。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%左右厌氧罐不存在气位一说，请调整控制参数
，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监测点设置在何处？
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》GB50236-2011
《工业金属管道工程施工质量验收规范》GB50184-2011
2. 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的沼气，年运行时间300d，一年可为公司节约4000×1.13/1000×300=1356t标准煤。 折合人民币约1356×600/10000=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7500×1.13/1000×300=2543t标准煤， 折合2543×600/10000=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。
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