《大中型沼气工程技术规范 GB/T51063-2014》

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中华人民共和国国家标准

大中型沼气工程技术规范


Technical code for large and medium-scale biogas engineering
GB/T 51063-2014

主编部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2015年8月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第672号

住房城乡建设部关于发布国家标准《大中型沼气工程技术规范》的公告


    现批准《大中型沼气工程技术规范》为国家标准,编号为GB/T 51063-2014,自2015年8月1日起实施。
    本规范由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部
2014年12月2日

前言


    根据住房和城乡建设部《关于印发<2010年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》(建标[2010]43号)的要求,规范编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,编制本规范。
    本规范的主要技术内容是:1.总则;2.术语和缩略语;3.基本规定;4.沼气站;5.沼气输送及应用;6.施工安装与验收;7.运行与维护。
    本规范由住房和城乡建设部负责管理,由北京市公用事业科学研究所负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送北京市公用事业科学研究所(地址:北京市朝阳区安定门外外馆东后街35号,邮编:100011)。
    本规范主编单位:北京市公用事业科学研究所
    本规范参编单位:北京市燃气集团研究院
                    农业部沼气科学研究所
                    北京科技大学
                    北京市公用工程设计监理有限公司
                    北京市燕山工业燃气设备有限公司
                    杭州能源环境工程有限公司
                    青岛天人环境股份有限公司
                    北京盈和瑞环保工程有限公司
                    北京三益能源环保发展股份有限公司
                    北京时代桃源环境科技有限公司
                    盘锦建硕管业有限公司
    本规范主要起草人员:车立新 方媛媛 张榕林 施国中 蔡磊 刘林 郑毅 李美竹 常旭宁 丁斌 孙平 时军 宋燕民 刘应书 刘慈恩
    本规范主要审查人员:杨健 李长生 梅自力 杨铁荣 王纯莉 彭武厚 沈震寰 吴兆流 孙明烨 刘斌 陈文柳

1 总 则


1.0.1 为规范大中型沼气工程的设计、施工安装、验收及运行维护,保证工程质量和安全生产,制定本规范。

1.0.2 本规范适用于采用厌氧消化工艺处理农业有机废弃物、工业高浓度有机废水、工业有机废渣、污泥,以供气为主且沼气产量不小于500m³/d,新建、扩建和改建的沼气工程的设计、施工安装、验收及运行维护。

1.0.3 大中型沼气工程应在不断总结生产、建设实践经验的基础上,积极采用新技术、新工艺、新材料和新设备,做到运行稳定、设备可靠、技术先进、经济可行。

1.0.4 大中型沼气工程设计、施工安装、验收及运行维护,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。


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2 术语和缩略语


2.1 术 语


2.1.1 沼气 biogas
    有机物在厌氧条件下经微生物的消化作用产生的一种以甲烷为主,低位发热量不小于17MJ/m³的可燃性混合气体。

2.1.2 沼气站 biogas station
    采用厌氧消化技术制取沼气,并净化和储存沼气的场所。

2.1.3 大中型沼气工程 large and medium-scale biogas engineering
    采用厌氧消化工艺,处理农业有机废弃物、工业高浓度有机废水、工业有机废渣、污泥,沼气产量不小于500m³/d,可用于民用、发电和提纯压缩的沼气工程,包括:沼气站、输配管网和用户工程,简称“沼气工程”。

2.1.4 农业有机废弃物 agricultural organic waste
    在农业生产过程中产生的农作物秸秆和在养殖业生产全过程中产生的畜禽粪便等有机类物质。

2.1.5 工业高浓度有机废水 high concentration industrial or-ganic wastewater
    在酿造、造纸、食品加工等工业生产中排出的CODcr含量大于2000mg/L的液态有机废弃物。

2.1.6 工业有机废渣 industrial organic residue
    在酿造、制糖、淀粉加工、生物制药、造纸和食品加工等工业生产中排出的固态有机废弃物。

2.1.7 污泥 sludge
    城镇污水处理过程中初沉池和二沉池产生的污泥,不包括:格栅栅渣、浮渣和沉砂池的沉砂等。

2.1.8 容积有机负荷 volume organic loading rate
    厌氧消化器单位容积每日可消解有机物的量,以kgCODcr/(m³·d)表示。

2.1.9 冷干法 cryochem
    通过降低温度使沼气中的饱和水冷凝析出的方法。

2.1.10 生物脱硫 bio-desulfurization
    脱硫菌群经培养后在微氧条件下将沼气中的硫化氢脱除的方法。

2.1.11 脱硫剂空速 space velocity
    单位体积的脱硫剂每小时处理沼气量的能力。

2.1.12 硫泥 sulfur sludge
    生物脱硫过程中产生的含有单质硫、亚硫酸盐、硫酸盐和生物代谢产物的混合物。

2.1.13 厌氧活性污泥 anaerobic activated sludge
    由厌氧消化细菌与悬浮物质和胶体物质结合形成的,具有很强吸附分解有机物能力的絮状体、颗粒物,也可作为厌氧消化器初始原料启动的接种物。


2.2 缩 略 语


    CSTR——complete stirred tank reactor(完全混合式厌氧反应器)
    USR——upflow solid reactor(升流式固体反应器)
    UASB——upflow anaerobic sludge blanket reactor(升流式厌氧污泥床反应器)
    IC——internal circulation anaerobic reactor(内循环厌氧反应器)
    EGSB——expanded granular sludge blanket reactor(颗粒污泥膨胀床反应器)
    HCPF——high concentrations of plug-flow reactor(高浓度推流式反应器)
    TS——total solids(总固体)
    SS——suspended solids(悬浮固体)
    VS——volatile solids(挥发性固体)
    VSS——volatile suspended solids(挥发性悬浮固体)
    CODcr——chemical oxygen demand(化学需氧量)
    BOD5——biochemical oxygen demand(生化需氧量)
    HRT——hydraulic retention time(水力停留时间)
    MLVSS——mixed liquor volatile suspended solids(混合液挥发性悬浮固体浓度)

3 基本规定


3.0.1 沼气工程的设计应符合综合利用、环境保护和职业卫生的要求。

3.0.2 沼气工程的建设规模应根据原料的来源及性质、用户类别和用气量等因素综合确定,并宜符合下列规定:
    1 用于民用的沼气工程,沼气产量不宜小于500m³/d;
    2 用于发电的沼气工程,沼气产量不宜小于1200m³/d;
    3 用于提纯压缩的沼气工程,沼气产量不宜小于10000m³/d。

3.0.3 用于民用、发电和提纯压缩的沼气质量应符合表3.0.3的规定。


表3.0.3 用于民用、发电和提纯压缩的沼气质量

  项目

民用集中供气

发电

提纯压缩

热值MJ/m³

≥17

硫化氢(mg/

≤20

≤200

可与提纯压缩终端
  用户协商确定

水露点(℃)

在脱水装置出口处的压力下,
  水露点比输送条件下最低环境
  温度低5℃


3.0.4 沼气工程应配备保证供气安全的设施,且使用的材料、设备应符合国家现行标准的有关规定。

3.0.5 当沼气站建设地区的地震加速度大于0.10g时,其建(构)筑物的设计应采取抗震措施,并应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和《构筑物抗震设计规范》GB 50191的有关规定。

3.0.6 用于民用的沼气工程供电系统应按现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052的“二级负荷”的规定设计。

3.0.7 用于民用的沼气应进行加臭,加臭装置和加臭剂应符合现行行业标准《城镇燃气加臭技术规程》CJJ/T 148的有关规定。

3.0.8 沼气工程应采取措施减少噪声、气味等污染,对排放物的处理应符合国家现行环境保护标准的有关规定。

3.0.9 沼气工程的管道、设备等应设置安全标志,安全标志应符合现行行业标准《城镇燃气标志标准》CJJ/T 153的有关规定。

3.0.10 沼气工程的设计、施工、运行维护应采取保证人身和公共安全的有效措施。


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4 沼 气 站


4.1 选址与总平面布置


4.1.1 站址的选择应符合城乡建设的总体规划,并应符合下列规定:
    1 宜在居民区全年主导风向的下风侧,并应远离居民区,且应满足卫生防疫的要求;
    2 宜靠近沼气发酵原料的产地,用于民用的沼气工程应根据用气区域分布特点选择合理的站址,用于发电上网的沼气工程应靠近输供电线路;
    3 宜选择在岩土坚实、抗渗性能良好的天然地基上,并应避开山洪、滑坡等不良地质地段;
    4 宜具有给排水、供电条件,对外交通方便;
    5 不应选择在架空电力线跨越的区域;
    6 站内露天工艺装置与站外建(构)筑物的防火间距应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。

4.1.2 站区总平面布置应按生产区和生产辅助区划分,并应符合下列规定:
    1 生产区应布置预处理设施、厌氧消化器、净化设施、储气设施和增压机房、发电机房、泵房等;
    2 生产辅助区应布置监控室、配电间、化验室、维修间等生产辅助设施和管理及生活设施用房等。

4.1.3 站区总平面布置应根据站内各种设施功能和工艺要求,结合地形、风向等因素进行合理设计,并应符合下列规定:
    1 总平面布置应紧凑;
    2 生产区应布置在辅助区主导风向的下风侧;
    3 增压机、发电机等主要噪声源厂房宜低位布置;
    4 生产区、辅助区应分别设置出入口;
    5 应便于施工和运行维护。

4.1.4 厌氧消化器应分组布置,厌氧消化器之间及厌氧消化器与站内其他设施的间距应能满足检修和操作的要求。

4.1.5 湿式气柜或膜式气柜与站内主要设施的防火间距应符合表4.1.5的规定。


表4.1.5 湿式气柜或膜式气柜与站内主要设施的防火间距(m)

    注:1 防火间距按相邻建(构)筑物的外墙凸出部分、厌氧消化器外壁、气柜外壁的最近距离计算;
        2 气柜总容积按其几何容积(m³)和设计压力(绝对压力)的乘积计算。

4.1.6 干式气柜与站内主要设施的防火间距应按本规范表4.1.5的规定增加25%;带储气膜的厌氧消化器与站内主要设施的防火间距应按表4.1.5的规定执行。

4.1.7 带储气膜的厌氧消化器与气柜及各气柜之间的防火间距不宜小于相邻设备较大直径的1/2。

4.1.8 当站区沼气工艺管路及设备需设置检修用集中放散装置时,应符合下列规定:
    1 集中放散装置的火炬和放散口应设置在站内全年主导风向的下风侧;
    2 火炬或放散口与站外建(构)筑物的防火间距应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB 50028的有关规定;
    3 火炬或放散口与站内主要设施的防火间距应符合表4.1.8的规定;
    4 封闭式火炬与站内主要设施的防火间距应按表4.1.8的规定减少50%。


表4.1.8 火炬或放散口与站内主要设施的防火间距(m)


4.1.9 秸秆堆料场与站内主要设施的防火间距应符合表4.1.9的规定。


表4.1.9 秸秆堆料场与站内主要设施的防火间距(m)


4.1.10 净化间、沼气增压机房等甲类生产厂房、气柜及秸秆堆料场与架空电力线路最近水平距离不应小于电杆(塔)高度的1.5倍。

4.1.11 沼气站内各类设施之间的防火间距除应符合本规范的要求外,尚应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。

4.1.12 沼气站区的竖向设计应充分利用原有地形高差,做到工艺能耗低、土方平整和排水畅通。

4.1.13 沼气站内应设置消防通道。占地面积大于3000㎡的沼气站宜设置环形通道,并应设置车辆行驶方向标志。消防车道的设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。

4.1.14 沼气站周围应设置围墙,高度不宜小于2m,且与站内建(构)筑物的间距不宜小于5m。


4.2 原料及预处理


4.2.1 原料供应量应稳定,农业有机废弃物原料的收集应符合下列规定:
    1 对畜禽粪便原料,应及时收集和使用;
    2 对秸秆原料,应在沼气站内或附近设置短期堆放秸秆的场所,秸秆堆料场面积的大小宜根据秸秆收购量和消耗量确定。

4.2.2 工业高浓度有机废水、工业有机废渣、污泥原料中不应含有对厌氧发酵产生抑制作用的有毒物质或抑制剂,且BOD5/CODcr不应小于0.3。

4.2.3 厌氧发酵原料应进行预处理,并应根据原料特点设置相应的预处理设施。

4.2.4 农业有机废弃物、工业高浓度有机废水的预处理应符合下列规定:
    1 含漂浮杂物较多的原料,应设置格栅,栅条间隙应根据原料种类、流量、杂物大小及水泵要求确定;
    2 含砂较多的原料,应设置沉砂池和除砂装置;沉砂池最小有效容积应根据原料流量、流速、黏度、密度及停留时间计算确定;
    3 水质、水量和温度波动较大的原料,应设置调节池,其最小有效容积应能满足原料变化一个周期所排放的全部原料量;
    4 格栅、沉砂池及调节池的设计应符合本规范附录A的规定。

4.2.5 秸秆的预处理应符合下列规定:
    1 干秸秆应在粉碎间进行粉碎,经粉碎后的粒径宜小于10mm;
    2 鲜秸秆应经粉碎后进入青贮池储存,粉碎后的粒径宜为20mm~30mm;
    3 秸秆原料宜在调配池中调质均匀后进入厌氧消化器。

4.2.6 工业有机废渣和污泥的预处理应符合下列规定:
    1 工业有机废渣或污泥饼,在进入厌氧消化器前宜设置集料池,其最小有效容积应根据原料的收集周期或厌氧消化器的进料周期确定;
    2 湿污泥浓缩后的含水率宜为96%。

4.2.7 各种原料经预处理后,温度、固体浓度等应调制均匀,且不得含有直径或长度大于40mm的固体悬浮物。

4.2.8 预处理构筑物宜采用钢筋混凝土抗渗结构,并应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。


4.3 厌氧消化工艺及设备


4.3.1 厌氧消化工艺和厌氧消化器应根据原料特性、发酵时间、进料方式、进料条件等经技术经济比较后确定。

4.3.2 厌氧消化工艺温度应根据原料温度、采用热源形式等因素确定,并应符合下列规定:
    1 采用中温厌氧消化工艺时,温度宜为35℃±2℃;
    2 当原料温度高于50℃时,宜选用高温厌氧消化工艺,高温厌氧消化温度宜为55℃±2℃,不宜超过58℃;
    3 运行稳定后日发酵温度波动范围宜为±2℃。

4.3.3 厌氧消化工艺可根据消化阶段的要求按一级消化工艺或两级消化工艺进行设计。当采用两级消化工艺时,一级的厌氧消化器应能和二级的厌氧消化器切换,且均可独立使用。

4.3.4 对于不间断供气的沼气工程,厌氧消化器数量不应少于2个。

4.3.5 厌氧消化器进料方式可采用连续进料或批次进料方式,并应根据小时进料量计算进出料管管径、进料设备参数及加热料液到设计温度所需要的热量等。

4.3.6 采用固体含量较高的废弃物为原料时,宜选用完全混合式厌氧反应器(CSTR)、升流式固体反应器(USR)或高浓度推流式反应器(HCPF)。采用溶解性有机物较高的废水为原料时,宜选用升流式厌氧污泥床反应(UASB)、内循环厌氧反应器(IC)或颗粒污泥膨胀床反应器(EGSB)。

4.3.7 厌氧消化器设计参数宜按表4.3.7的要求确定。当不满足需要时,可通过试验确定。


表4.3.7 厌氧消化器设计参数


4.3.8 厌氧消化器的设计压力应根据工作液面高度和气相部分工作压力确定,且不应小于工作液面的高度对应的水压,其气相部分的输出工作压力应按下列公式计算:


    式中:P——厌氧消化器气相部分工作压力(Pa);
          Pcq——气柜额定工作压力(Pa);
          △Py——管路沿程阻力(Pa);
          △Pj——管路局部阻力(Pa);
          △Pjh——净化装置阻力(Pa);
          λ——摩擦系数;
          l——管路长度(m);
          ζ——局部阻力系数;
          ρ——沼气密度(kg/m³);
          v——管道内沼气流速(m/s);
          d——沼气管道内径(m)。

4.3.9 厌氧消化器的总有效容积可根据水力停留时间或容积有机负荷确定,并应符合下列规定:
    1 根据水力停留时间确定的厌氧消化器的总有效容积可按下式计算:


    式中:V——厌氧消化器的总有效容积(m³);
          Q——厌氧消化器的设计流量(m³/d);
          θ——厌氧消化器的水力停留时间(d)。


    2 根据容积有机负荷确定的厌氧消化器的总有效容积可按下式计算:


    式中:So——厌氧消化器进水化学需氧量(kgCODcr/m³);
          Se——厌氧消化器出水化学需氧量(kgCODcr/m³);
          Uv——厌氧消化器的化学需氧量容积有机负荷(kgCODcr/(m³·d))。

4.3.10 CSTR应设置搅拌装置,并应符合下列规定:
    1 当采用机械搅拌时,机械搅拌器宜设置在厌氧消化器顶部,搅拌器的半径应根据罐体尺寸、料液性质等确定,扰动半径宜为3m~6m;对于直径较大的厌氧消化器,宜设置多个搅拌器,且应均匀布置;
    2 当采用沼气搅拌时,在厌氧消化器内应设置配气环管,且配气环管应均匀布置。

4.3.11 UASB、IC、EGSB应设置三相分离器,并应符合下列规定:
    1 三相分离器应由气封、沉淀区和回流缝三部分组成,可采用整体或组合式的布置方式;
    2 三相分离器斜板与水平面的夹角宜为55°~60°;
    3 沉淀区的沉淀面积可根据原料流量和表面负荷率确定,表面负荷率可按厌氧消化器的上升流速计算确定;
    4 沉淀区的水深应大于1000mm,水力停留时间宜为1.0h~1.5h;
    5 回流缝的水流速度宜小于2.0m/h;
    6 三相分离器可使用高密度聚乙烯、碳钢、不锈钢等材质。当使用碳钢时,应进行防腐处理。

4.3.12 厌氧消化器应设置进料管、出料管、排泥管、安全放散、集气管、检修人孔和观察窗等附属设施及附件,并应符合下列规定:
    1 检修人孔孔径不应大于1200mm;
    2 进料管距消化器罐底不宜小于500mm;
    3 厌氧消化器集气管距液面不宜小于1000mm,管径应经计算确定,且不宜小于100mm;
    4 厌氧消化器排泥管宜设置在消化器的最低处,排泥管的管径不宜小于150mm;排泥管阀门后应设置清扫口;
    5 厌氧消化器进料管和排泥管应选用双刀闸阀门;
    6 厌氧消化器罐体应预留各附属管道及附件的接口。

4.3.13 厌氧消化器宜采用钢制或钢筋混凝土结构,钢制厌氧消化器可采用焊接、钢板拼装和螺旋双折边咬口结构。钢制厌氧消化器的罐壁板的材质宜为Q235或Q345。

4.3.14 钢制厌氧消化器应安装在钢筋混凝土基础上,基础外圆直径应大于设备主体直径500mm以上。基础设计应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定。

4.3.15 厌氧消化器应设置加热保温装置。总需热量应考虑冬季最不利工况,并可按下式计算:


    式中:Q——总需热量(kJ/h);
          Q1——加热料液到设计温度需要的热量(kJ/h);
          Q2——保持消化器发酵温度需要的热量(kJ/h);
          Q3——管道散热量(kJ/h)。


    换热装置的总换热面积应根据热平衡计算,并应留有10%~20%的余量。

4.3.16 钢制厌氧消化器内外壁应采取防腐措施,外壁防腐层外侧应设置保温层,保温材料宜选用阻燃、环保的材料,保温层厚度应通过经济技术比较后确定,保温层外侧应设置防护层。

4.3.17 厌氧消化器上部应设置正负压保护装置和低压报警装置。

4.3.18 厌氧消化器集气管路上宜设置稳压装置。采用水封稳压装置时,有效高度应根据厌氧消化器最大工作压力和后端储气压力确定。

4.3.19 厌氧消化污泥的处理应符合下列规定:
    1 厌氧消化污泥应采用储泥池储存,储泥池的容积应根据污泥量和消纳量及消纳周期等因素确定;
    2 厌氧消化污泥机械脱水可根据污泥性质、污泥产量、脱水要求等选用离心机、板框压滤机、螺旋式压滤机或带式压滤机;脱水后的污泥含水率应小于80%;
    3 脱水后的污泥不得露天堆放,并应及时处理;
    4 污泥堆场的大小应按污泥产量、运输条件等确定,污泥堆场地面应有防渗、防漏等措施。

4.3.20 厌氧消化液的处置与利用应符合下列规定:
    1 厌氧消化液宜优先考虑农用;
    2 储存池应能满足所种农作物均衡施肥要求,其容积应根据厌氧消化液的数量、储存时间、利用方式、利用周期、当地降雨量与蒸发量确定。


4.4 沼气净化


4.4.1 厌氧消化器产生的沼气应进行脱硫、脱水净化处理。净化工艺的选择应根据沼气的不同用途、处理量、沼气质量指标,并结合当地环境温度等因素,经技术经济比较后确定。

4.4.2 沼气脱硫宜采用生物脱硫、干法脱硫或湿法脱硫。

4.4.3 当一级脱硫后的沼气质量不能满足要求时,应采用两级脱硫,第二级宜采用干法脱硫。

4.4.4 脱硫工艺的设计应符合下列规定:
    1 生物脱硫应设置在脱水装置前端;
    2 干法脱硫应设置在脱水装置后端;
    3 脱硫装置应设置备用设备;
    4 脱硫装置前后应设置阀门;
    5 脱硫装置前后应预留检测口;
    6 废脱硫剂、硫泥的处置应符合环境保护的要求。

4.4.5 生物脱硫的工艺设计应符合下列规定:
    1 生物脱硫系统宜设置生物脱硫塔、循环水箱、循环泵、鼓风机、排渣泵和加药泵等;
    2 脱硫塔应易于清理、维护、检修并应设置观察窗及人孔;
    3 循环水箱内应设置温度传感器及加热装置;
    4 生物脱硫后沼气管路宜设置氧含量在线监测系统,并应与风机联动,沼气中余氧含量应小于1%;
    5 生物脱硫所需的营养液应满足脱硫菌群生存的要求;
    6 生物脱硫装置的脱硫效果应满足工艺要求。

4.4.6 干法脱硫的工艺设计应符合下列规定:
    1 脱硫剂宜采用氧化铁,脱硫剂空速宜为200h-1~400h-1
    2 沼气首次通过脱硫剂每米床层时的压力降应小于100Pa;
    3 每层颗粒状脱硫剂装填高度宜为1.0m~1.4m;
    4 沼气通过颗粒状脱硫剂的线速度宜为0.020m/s~0.025m/s;
    5 脱硫塔的操作温度应为25℃~35℃,寒冷地区的脱硫设施应有保温或采暖措施;
    6 脱硫塔底部最低处应设置排污阀;
    7 每台脱硫装置应有独立的放散管;
    8 脱硫剂在塔内再生时应设置进空气管,在线再生时,宜配备在线氧监控系统。

4.4.7 沼气脱水宜采用冷干法脱水装置,也可采用重力法(气水分离器)或固体吸附法等,并应符合下列规定:
    1 冷干法或固体吸附法脱水装置前宜设置气水分离器或凝水器;
    2 脱水前的沼气管道的最低处宜设置凝水器;
    3 脱水装置的沼气出口管道上应设置水露点检测口。


4.5 沼气储存


4.5.1 沼气宜采用低压储存。气柜的选择应根据用户性质、供气规模、用气时间、供气距离等因素,经技术经济比较后确定。

4.5.2 储气容积应能满足用气的均衡性,当缺乏相关资料时应符合下列规定:
    1 用于民用的储气容积可按日平均供气量的50%~60%确定;
    2 发电机组连续运行时,储气容积宜按发电机日用气量的10%~30%确定;发电机组间断运行时,储气容积宜大于间断发电时间的用气总量;
    3 用于提纯压缩时,储气容积宜按日用气量的10%~30%确定;
    4 确定气柜单体容积时,应考虑气柜检修期间供气系统的调度平衡,对于不间断供气的用户,气柜数量不宜少于2个。

4.5.3 气柜应设自动超压放散装置和低压报警装置。

4.5.4 膜式气柜的工艺设计应符合下列规定:
    1 膜式气柜应由气柜本体、气柜稳压系统、泄漏检测系统、气量检测系统、超压放散装置等组成;
    2 外膜宜选用防静电,有良好反光效果、抗紫外线、耐老化、耐低温的高强度阻燃材料;
    3 内膜、底膜应选用防沼气渗透、耐磨、耐褶皱、耐硫化氢腐蚀的高强度阻燃材料;
    4 气柜稳压系统应包括吹膜防爆风机、柔性风管、蝶阀、调压装置和风道口,吹膜防爆风机应设置备用设备;
    5 泄漏检测系统中甲烷浓度传感器宜安装在外膜内侧顶部,并应将报警信号远传至控制室;
    6 气量检测系统应能即时显示气柜中的沼气储量;
    7 外膜应设置观察窗,观察窗的位置应便于观察内膜的情况;
    8 独立式膜式气柜应设置基础,基础应密实、平整,坡度不应小于0.02,且坡向排水管;
    9 独立式膜式气柜的形状宜采用3/4球冠或半球形,一体化膜式气柜形状宜为半球形或1/4球冠;
    10 储气量与最大储气压力的关系宜符合本规范附录B的规定;
    11 独立式膜式气柜的进出气管路应安装凝水器,管道应坡向凝水器,其坡度不应小于0.003。

4.5.5 寒冷地区宜采用干式气柜,当采用湿式气柜时应采取相应的防冻措施。湿式气柜和干式气柜的设计应符合现行国家标准《工业企业煤气安全规程》GB 6222的有关规定。


4.6 管道及附件、泵、增压机和计量装置


4.6.1 沼气工程的管道应符合下列规定:
    1 输送物料的工艺管道宜采用钢管,沼气管道宜采用聚乙烯管或钢管;
    2 焊接钢管、镀锌钢管应符合现行国家标准《低压流体输送用焊接钢管》GB/T 3091;无缝钢管应符合现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163的有关规定;
    3 聚乙烯管应符合现行行业标准《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ 63的有关规定;
    4 不锈钢管应符合现行国家标准《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T 14976的有关规定。

4.6.2 架空管道的敷设应符合下列规定:
    1 车行道与人行道处,管底距道路路面的垂直净距不宜小于4m;车行道与人行道以外的地区,管底距地面的垂直净距不宜小于0.35m;
    2 支架的最大允许间距应根据管材的强度、管道截面刚度、外荷载大小、水压试验时管内水重及管道最大允许挠度等参数,并经计算确定;
    3 支架应采用金属或钢筋混凝土材料,金属材料应做防腐处理,支架应坚固;
    4 架空钢质管道的防腐处理应选用干燥快、涂敷工艺简单、不易裂缝剥皮、附着力强、耐水性好的涂料;
    5 架空管道宜采取保温措施,保温材料应具有良好的防潮性和耐候性,并应采用阻燃材料;
    6 管道宜采用自然补偿的方式;
    7 架空管道应采取防碰撞保护措施和设置警示标志;
    8 架空沼气管道法兰及阀门等易泄漏沼气的部位应避开与沼气管道共架敷设的其他管道的操作装置;
    9 架空沼气管道与水管、热力管共支架敷设时,垂直净距不宜小于250mm;水平净距不宜小于200mm;支架基础外缘距建筑物外墙的净距不应小于4m;
    10 架空沼气管道的坡度不宜小于0.005,管道最低点应设有排水器。

4.6.3 在容易积存沉淀物的物料管道上部,宜设检查管。

4.6.4 埋地管道最小覆土深度应在冰冻线以下,并应符合下列规定:
    1 当敷设在人行道下时,不得小于0.6m;
    2 当敷设在机动车道下时,不得小于0.9m;
    3 当敷设在机动车不可能到达的地方,钢管不得小于0.3m,聚乙烯管不得小于0.5m;
    4 当敷设深度不能满足要求时,应采取有效的安全防护措施。

4.6.5 埋地管道与其他相邻建(构)筑物或相邻管道的最小水平间距和垂直净距,应符合本规范附录C的规定。

4.6.6 埋地管道应采取排水措施,排水坡度不应小于0.003,并应在埋地管道最低点设置凝水器。

4.6.7 埋地钢质管道的连接应采用焊接。

4.6.8 当公称直径小于或等于50mm时,管道与设备及阀门宜采用螺纹连接;当公称直径大于50mm时,管道与设备及阀门应采用法兰连接。

4.6.9 埋地钢质管道应进行防腐处理。输送物料的工艺管道的防腐应符合现行国家标准《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T 21447的有关规定,沼气管道的防腐应符合现行行业标准《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》CJJ 95的有关规定。

4.6.10 阀门的选用应符合下列规定:
    1 管道阀门应采用燃气专用阀门;
    2 寒冷地区不应采用灰铸铁阀门;
    3 防火区域内使用的阀门应具有耐火性能。

4.6.11 沼气站应按工艺和安全的要求设置放散管,并应符合下列规定:
    1 当放散管直径大于150mm时,放散管口高出建筑物顶面、沼气管道及平台的距离不应小于4m;当放散管直径小于或等于150mm时,放散管管口高出建筑物顶面、沼气管道及平台的距离不应小于2.5m;
    2 放散管前应设置阀门,放散管口应采取防止雨雪进入管道的措施。

4.6.12 泵的选型应根据物料TS浓度、固形物粒度、扬程、流量等参数确定,同种用途的水泵宜选用同一型号,备用泵不得少于1台。

4.6.13 泵的布置应符合下列规定:
    1 水泵布置宜采用单行排列,水泵的布置和通道宽度应满足机电设备安装、运行和操作的要求,其间距应符合下列规定:
        1)水泵机组基础间的净距不宜小于1.0m;
        2)机组突出部分与墙壁的净距不宜小于1.2m;
        3)主要通道宽度不宜小于1.5m。
    2 水泵机组的基础高出地坪不应小于100mm,机座边缘距基础边缘的距离不宜小于100mm。
    3 水泵的进出口管道均应设置切断阀,同种用途水泵之间应能任意切换。
    4 2台及2台以上水泵合用1根出口管道时,应在切断阀前设置止回阀。

4.6.14 当沼气压力不满足用户要求时,应设置沼气专用增压机。增压机的选择应符合下列规定:
    1 增压机流量应按用户小时最大用气量确定,压力应按用户需要的最高压力和增压机出口至用户之间的最大阻力之和确定;
    2 增压机组的并联工作台数不宜超过3台,且其中1台应为备用。

4.6.15 增压机应安装在单独的增压间内,增压机的布置应符合下列规定:
    1 增压机之间和增压机与墙的通道宽度,应根据增压机型号、操作和检修的需要等因素确定;
    2 增压机前应设置缓冲装置,沼气在缓冲装置内停留时间不应少于3s;缓冲装置应设置切断阀和上、下限位报警装置;当沼气储量位于下限位时应能与加压设备停机和自动切断阀连锁;
    3 每台增压机的出口管道上应设置止回阀;增压机组的出口总管道和入口总管道间应设置回流管道;出口总管道处应设置阻火器;
    4 增压机组前应设置现场紧急停车按钮。

4.6.16 沼气站内应安装计量装置,计量装置应安装在净化装置后。


4.7 消防设施及给水排水


4.7.1 沼气站消防设施的设置应符合下列规定:

    1 沼气站在同一时间内的火灾次数应按一次考虑;气柜、建筑物和秸秆堆场一次灭火的室外消防用水量应符合表4.7.1的规定。


表4.7.1 气柜、建筑物和秸秆堆场一次灭火的室外消防用水量

    注:消防用水量按最大的一座建筑物或堆场、气柜的消防用水量计算。


    2 寒冷地区应设置地下式消火栓,其他地区宜设置地上式消火栓。
    3 采用天然水源不能满足室内外消防用水量时应设置消防水池;由市政给水管道供水;且室内外消防用水量之和大于25L/s时,应设置消防水池。
    4 消防水池的容量应按火灾延续时间3h计算确定;当火灾情况下能保证连续向消防水池补水时,消防水池的容量可减去火灾延续时间内的补水量。
    5 净化间、增压机房、泵房、秸秆堆料场等灭火器的配置应符合现行国家标准《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140的有关规定。

4.7.2 沼气站内给排水设施的设计除应符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB 50015的有关规定外,还应符合下列规定:
    1 沼气站的生产生活用水量应按生产用水量、生活用水量及绿化用水量之和计算。用水指标应按现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB 50015的有关规定执行;
    2 沼气站内应实行雨污分流,雨水宜排入当地排水系统,不含杀菌剂的生活污水宜排入预处理设施;
    3 泵房、锅炉房、净化间等应设置排除积水的设施;
    4 沼气站排出的生产污水应集中处理。


4.8 电气和安全系统


4.8.1 沼气站内具有爆炸危险的进料间、净化间、锅炉房、增压机间等建(构)筑物应设置甲烷浓度报警器和事故排风机。当检测到空气中甲烷浓度达到爆炸下限的20%(体积比)时,事故排风机应能自动开启,并应将报警信号送至控制室。甲烷浓度报警器及其报警装置的选用和安装应符合现行行业标准《城镇燃气报警控制系统技术规程》CJJ/T 146的有关规定。

4.8.2 有爆炸危险的房间或区域内的电气防爆设计,应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定,爆炸危险区等级和范围的划分宜符合本规范附录D的规定。

4.8.3 沼气站宜设置集中监测系统。集中监测系统的中央控制室的仪表电源应配备在线式不间断供电电源设备(UPS),并宜对下列参数进行在线监测:
    1 预处理构筑物内、厌氧消化器内物料的液位;
    2 厌氧消化器内物料的温度、pH值及沼气压力;
    3 热交换器进出口水温;
    4 脱硫装置进出口沼气的硫化氢浓度;
    5 脱水装置进出口沼气的水含量;
    6 气柜进口甲烷含量、氧含量、二氧化碳含量、流量及气柜中沼气的储量、压力;
    7 增压机后沼气的压力、温度;
    8 风机、增压机、水泵、锅炉等设备的启停状态。

4.8.4 沼气站内具有爆炸危险的进料间、净化间、锅炉房、增压机房等建(构)筑物的防火、防爆设计应符合下列规定:
    1 建筑物耐火等级不应低于二级;
    2 门窗应向外开;
    3 屋面板和易于泄压的门、窗等宜采用轻质材料;
    4 照明灯应为防爆灯,照明灯的电源开关应设置在室外;
    5 地面面层应采用撞击时不产生火花的材料,并应符合现行国家标准《建筑地面工程施工质量验收规范》GB 50209的有关规定。

4.8.5 当站内工艺系统设置放散火炬时,放散火炬的设计应符合下列规定:
    1 放散火炬前沼气管道应设置阻火器;
    2 放散火炬应设置自动点火、火焰检测及报警装置;
    3 放散火炬燃烧后的排放物质应符合国家现行环境保护标准的有关规定。

4.8.6 厌氧消化器、预处理构筑物、沼液储存池等建(构)筑物应设置防护栏杆及盖板,并应采取防滑措施。沼液储存池等构筑物应配备救生圈等防护用品。

4.8.7 沼气站内设备及建筑物的防雷、接地应符合下列规定:
    1 放散火炬应按第一类防雷建筑设防,厌氧消化器、气柜和发电机房应按第二类防雷建筑设防,防雷设计应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057的有关规定;
    2 控制室等电子信息系统的防雷设计应符合现行国家标准《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343的有关规定;
    3 当沼气站内不同用途的接地共用一个总接地装置时,接地电阻不应大于其中的最小值。


4.9 采暖通风


4.9.1 沼气站内各房间采暖设计应根据当地环境条件、生产工艺特点和运行管理需要等因素确定,采暖房间的室内计算温度宜符合表4.9.1的规定。


表4.9.1 采暖房间的室内计算温度(℃)

房间名称

计算温度

净化间

15

锅炉房、增压机房、发电机房、配电室

12

泵房

5

监控室、化验室、管理用房及生活设施

18


4.9.2 锅炉房、进料间、秸秆粉碎间和净化间宜采用强制通风,净化间、泵房等宜采用自然通风。当自然通风不能满足要求时,可采用强制排风,并应符合下列规定:
    1 当采用自然通风时,通风口总面积应按每平方米房屋地面面积不少于0.03㎡计算确定;通风口不应少于2个,并应靠近屋顶设置;
    2 当采用强制通风时,正常工作时换气次数不应小于6次/h;事故通风时,换气次数不应小于6次/h;不工作时,换气次数不应小于3次/h。


5 沼气输送及应用


5.0.1 沼气输配管网应根据沼气用户的用气量及分布、施工和运行等因素,经多方案比较,择优选取技术经济合理、安全可靠的中、低压供气方案;并宜按逐步形成环状供气管网进行设计。

5.0.2 管网供气压力可采用低压供气(小于0.01MPa)或中压供气(大于0.01MPa且小于0.2MPa),并应符合下列规定:
    1 当采用低压供气时,管网供气压力应满足下式要求:



    式中:P——管网供气压力(Pa);
          Pn——低压燃具额定工作压力(Pa);
          △Py——储气装置到最远端燃具管道的沿程阻力损失(Pa);
          △Pj——储气装置到最远端燃具管道的局部阻力损失(Pa)。


    2 当管网供气压力不满足式(5.0.2)要求时,应设置增压机。
    3 当采用中压供气时,应使用增压机升压,增压机的工艺设计应符合本规范第4.6.14条和第4.6.15条的规定。

5.0.3 中压供气宜设调压装置,调压装置的工艺设计应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB 50028的有关规定。

5.0.4 沼气管道的计算流量、水力计算、管材选择、与其他管道的安全间距等应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB 50028的有关规定。

5.0.5 沼气管道宜采用聚乙烯管道,并应符合现行行业标准《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ 63的有关规定。

5.0.6 沼气管道的阀门的设置应符合下列规定:
    1 沼气管道出站后应设置阀门;
    2 沼气支管的起点处应设置阀门;
    3 中压沼气管道上应设置分段阀门,并宜在阀门两侧设置放散管。

5.0.7 民用低压用气设备的额定压力宜为1.6kPa,允许的压力范围应为0.8kPa~2.4kPa。

5.0.8 民用集中供气的室内沼气管道、沼气计量、用气设备的设计应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB 50028的有关规定。

5.0.9 供发电的沼气热值、水露点、硫化氢浓度应符合本规范第3.0.3条的规定;温度、压力、压力波动、含尘量等其他参数应符合选用的发电机组的技术要求。

5.0.10 供发电和提纯压缩的沼气进口管道上应设置快速切断阀。切断阀的安装位置应便于发生事故时能及时切断气源。


.

6 施工安装与验收


6.1 一般规定


6.1.1 沼气工程应按设计图纸、技术文件、设备安装图纸等资料编制施工组织设计或施工方案。当需要变更设计或材料代用时,应征得原设计单位的同意后方可实施。

6.1.2 对采购的成品设备应有产品合格证和说明书等技术文件,安装前应对所使用的设备、材料、器件进行质量检查,并应符合国家现行标准的有关规定。

6.1.3 设备安装应按产品说明书进行,安装后应进行单机调试。

6.1.4 钢制厌氧消化器、储气装置的主要组件宜在制造厂预制,并应检验合格。

6.1.5 沼气工程应根据施工安装特点,进行中间验收和竣工验收,并应验收合格,所有验收应做好记录。


6.2 构筑物与基础施工


6.2.1 构筑物的施工应符合现行国家标准《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB 50141中的有关规定。

6.2.2 构筑物主体结构的混凝土应采用同品种、同标号的水泥拌制,底板和顶部的浇筑应连续进行,不应留施工缝;池墙上如有施工缝,应设置止水带。

6.2.3 混凝土浇筑完毕后,应及时养护,养护期不得少于14d。

6.2.4 钢筋混凝土结构的构筑物施工完毕后应进行满水试验,满水试验时,工艺管道应有效断开,渗水量不应大于2L/(㎡·d)。

6.2.5 钢筋混凝土结构的厌氧消化器在满水试验合格后应进行气密性试验,气密性试验时,试验压力应为消化器工作压力,24h的压力降不应大于试验压力的3%。

6.2.6 厌氧消化器气密性试验合格后,应对其进行防腐和保温。

6.2.7 设备基础的施工应符合下列规定:
    1 厌氧消化器、气柜的基础应进行预压沉降试验并记录,待试验合格后再进行下步施工;
    2 设备基础的预埋件位置应准确,浇筑混凝土时应采取防止发生位移的固定措施;
    3 膜式气柜基础应预埋底板、地脚螺栓、进出气管和冷凝液排水管,进出气管应高于基础底面,冷凝液排水管不应高于基础底面;
    4 当在厌氧消化器基础上设置预留槽时,其宽度宜为150mm~200mm,深度宜为100mm~200mm;预留槽内预埋件的间距不得小于1000mm;
    5 设备基础允许偏差应符合表6.2.7的规定。


表6.2.7 设备基础允许偏差(mm)


6.3 钢制厌氧消化器安装


6.3.1 钢制厌氧消化器的安装准备应符合下列规定:
    1 消化器基础周围应回填土,并应夯实平整,且混凝土基础强度不应小于设计强度的75%;
    2 安装工具及辅料应配备齐全,脚手架搭建应稳固、安全,吊装设备的吊装能力应满足要求;
    3 消化器上的人孔、进料管、出料管、排泥管、检测孔管、取样管、导气管等附属构件应在进场前预制完成,并应验收合格。

6.3.2 焊接厌氧消化器的安装应符合下列规定:
    1 宜采用倒装法组装焊接壁板;
    2 组装前应将部件的坡口和搭接部位的铁锈、水分及污物清理干净;
    3 壁板、支柱等主要构件安装就位后,应立即进行校正、固定,罐壁的局部凹凸变形应平缓;
    4 与外界连接的易变形管口和支固角铁等部位,应采取加固或补强措施;
    5 焊接式厌氧消化器的焊缝检查及焊缝质量应符合现行国家标准《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》GB 50128的有关规定。

6.3.3 钢板拼装厌氧消化器的安装应符合下列规定:
    1 钢板拼装前应将构件的预留口和紧固件部位的水分及污物清理干净,两板贴合时,定位应准确、牢固,孔位不得错位;
    2 加强筋的松紧度应以腻子带厚度被压缩1/3为宜;
    3 罐体与底板连接时,应采用角钢加固,并应采用可靠的密封方式;拼板交接处内外部位及螺栓均应满涂密封剂;
    4 管道接口应预制完成,不应在现场开孔;当必须开孔时,补口防腐层质量应检验合格。

6.3.4 螺旋双折边咬口结构厌氧消化器的安装应符合下列规定:
    1 成型机和咬合机应根据钢板厚度选择。
    2 消化器进行咬合操作时,在两块钢板之间应注入密封胶,密封胶的注入应连续均匀,不得间断。
    3 咬合操作完成后,螺旋双折咬合筋厚度应符合下式要求:


    式中:δ0——螺旋双折咬合筋厚度(mm);
          δ1——上层钢板厚度(mm);
          δ2——下层钢板厚度(mm)。


    4 罐体落地后应立即将罐体与基础预留沟槽内的预留件固定。
    5 当在罐体上开孔时,不得超过1条咬合筋;不应直接在罐体上焊接人孔、进料管、出料管、排泥管、检测孔管、取样管、导气管。

6.3.5 钢制厌氧消化器安装的允许偏差应符合表6.3.5的规定。


表6.3.5 钢制厌氧消化器安装的允许偏差(mm)

    注:外接管道包括进料管、出料管、排泥管、检测管、取样管、导气管等。


6.3.6 钢制厌氧消化器安装制作完成后应分别进行满水试验和气密性试验,并应符合下列规定:
    1 试验前罐体内的所有残留物应清理干净;
    2 满水试验介质应采用洁净的淡水,气密性试验介质应采用压缩空气,试验介质温度不得低于5℃;
    3 满水试验时,充水到溢流口并应保持48h罐体应无渗漏,且应无异常变形;试验过程中应对设备基础的沉降进行监测;
    4 气密性试验应在满水试验合格后进行;
    5 气密性试验前,应将液位降至工作液位,压缩空气应从上部注入消化器,试验压力应为工作压力的1.15倍;气密性试验时,压力应缓慢上升至试验压力的50%并应保压5min,所有焊缝和连接部位应确认无泄漏后,再缓慢升压至试验压力并应保压10min,所有焊缝和连接部位应无泄漏。

6.3.7 钢制厌氧消化器的防腐处理应符合下列规定:
    1 焊接厌氧消化器的罐体内外壁的防腐处理应在满水试验和气密性试验合格后进行,内部气液交接线上下0.5m处应进行加强防腐处理;
    2 钢板拼装厌氧消化器和螺旋双折边咬口结构厌氧消化器各安装组件的防腐处理应在预制时完成,在满水试验和气密性试验合格后应对防腐层进行检查和修补。

6.3.8 钢制厌氧消化器的防腐处理后应进行保温处理。保温层应错缝贴铺,挂壁应牢靠,保温施工不宜在雨雪天气进行。

6.4 沼气净化、储存设施安装


6.4.1 沼气净化设备的安装应牢固、可靠,安装允许偏差应符合设计文件的要求,设计文件未规定时,净化设备安装允许偏差应符合表6.4.1的规定。


表6.4.1 净化设备安装允许偏差(mm)

检查项目

允许偏差

中心线位置

5

标高

±5

垂直度

H/1000

方位偏差(沿底座圆周测量)

10

    注:1 H为设备高度;
        2 方位偏差为进气管与设计方位偏差。

6.4.2 沼气净化设备的管道连接接头、排泥阀、检查口、取样口、排放口应清洁畅通。

6.4.3 独立式膜式气柜的安装应符合下列规定:
    1 安装应按底膜、内膜、外膜、压板的顺序进行,底膜应与底板固定牢靠;进出气管和冷凝排水管应与底膜密封,每层之间应涂抹密封胶,并应在地脚螺栓连接处30mm范围内连续涂抹;
    2 外膜铺设时应在观察窗位置做标示,外膜铺展开后观察窗应位于基础平台的中间位置;
    3 吹膜风机与基础固定应牢固,风机出口应连接柔性风管,所有连接处应进行密封;
    4 安装完毕后应分别对外膜和内膜进行气密性试验,试验压力应缓慢升高,最大试验压力应为设计压力的1.15倍,且应保持24h,内膜气压降不得超过3%,外膜应无泄漏。

6.4.4 一体化膜式气柜的安装应符合下列规定:
    1 厌氧消化器的上口应预设法兰边;
    2 安装应按预设法兰边、内膜、外膜、压板的顺序进行,内膜、外膜及压板应与预设法兰边固定牢靠,密封胶应涂抹均匀,固定螺栓应受力均匀;
    3 拉筋带和安全护网应固定牢靠;
    4 一体化气柜应在观察窗位置做标示,展开后观察窗应位于围栏平台的中间位置;
    5 安装完毕后进行满水试验和气密性试验,并应按本规范第6.3.6条的规定执行。

6.4.5 湿式、干式气柜的安装与验收应符合国家现行标准的有关规定。


6.5 管道施工


6.5.1 管道施工应符合设计文件要求。埋地沼气管道与建(构)筑物或相邻管道的最小水平间距和垂直净距应符合本规范附录C的规定。

6.5.2 站内物料管道的敷设应符合现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268的有关规定。

6.5.3 聚乙烯管的连接与敷设应符合现行行业标准《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ 63的有关规定。

6.5.4 架空沼气钢制管道的安装应符合下列规定:
    1 架空钢制管道的支、吊架安装应符合设计要求,并应平整、牢固,且应与管道接触良好;
    2 滑动支架的滑动面应洁净平整,不得有歪斜和卡涩现象;
    3 焊缝距支、吊架净距不应小于50mm;
    4 安装完成且经试压合格后,应对防腐层进行检查、修补。

6.5.5 埋地沼气钢制管道的敷设应符合下列规定:
    1 下沟前应对管道防腐层进行100%的外观检查;
    2 穿越铁路、公路、河流及城市道路时,应减少管道环向焊缝的数量,并应对穿越段管道的所有环向焊缝进行无损探伤检验;
    3 管道下沟宜使用吊装机具,吊装时应保护管口及防腐层不受损伤,不得采用抛、滚、撬等破坏防腐层的做法;
    4 回填土前应对管道防腐层进行100%电火花检漏。

6.5.6 沼气输配管道及附件敷设应符合现行行业标准《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ 33的规定。

6.5.7 沼气引入管和室内沼气管道的施工应符合现行行业标准《城镇燃气室内工程施工与质量验收规范》CJJ 94的有关规定。

6.5.8 沼气管道安装完毕后应依次进行管道吹扫、强度试验和气密性试验,并应符合现行行业标准《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ 33和《城镇燃气室内工程施工与质量验收规范》CJJ 94的有关规定;

6.5.9 物料管道应先进行强度试验,强度试验合格后进行管道清洗,并应符合现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268的有关规定。


6.6 设备、电气及仪表安装


6.6.1 设备安装应按设备技术文件的要求进行,除应符合现行国家标准《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB 50275和《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB 50231的有关规定外,还应符合下列规定:
    1 出厂时已装配和调整完善的机械设备,现场不应随意拆卸;需要拆卸时,应会同建设单位、生产厂家,按设备技术文件的有关规定进行;
    2 机械设备就位前设备复查应符合下列规定:
        1)基础的尺寸、位置、标高、地脚螺栓孔等应符合设计和设备安装要求;
        2)应按技术文件的规定清点零部件,并应无缺件、损坏和锈蚀;管道端口保护物和堵盖应完好;
        3)盘车应灵活,不得有阻滞和卡住现象,不得有异常声音。

6.6.2 爆炸和火灾危险环境电气装置的施工应符合现行国家标准《电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》GB 50257的有关规定。

6.6.3 仪表取源部件的安装应符合下列规定:
    1 应与工艺设备制造或工艺管道的预制、安装同时进行;
    2 取源部件的开孔与焊接,应在工艺管道或设备的防腐、吹扫和气密性试验前进行;
    3 在砌体和混凝土浇筑体上安装的取源部件,应在砌筑或浇筑的同时埋设,当无法同时埋设时,应预留安装孔;
    4 所有传感器的安装孔应设置在管道上侧;
    5 不宜在焊缝及其边缘上开孔、焊接。

6.6.4 电缆施工应符合现行国家标准《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB 50168的有关规定。

6.6.5 所有导电体在安装完成后应进行接地检查,接地电阻值应符合设计要求,接地装置的安装应符合现行国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB 50169的有关规定。

6.6.6 放散火炬、厌氧消化器、气柜和发电机房等站内设备及建(构)筑物防雷工程的施工应符合现行国家标准《建筑物防雷工程施工及质量验收规范》GB 50601的有关规定。


6.7 试 运 转


6.7.1 工程施工完毕后应对系统进行试运转。试运转应包括无生产负荷的设备单机试运转和分单元模块的联合试运转。

6.7.2 试运转的准备工作应符合下列规定:
    1 设备及附属装置、管路等应安装完毕,施工记录及资料应齐全;
    2 试运转需要的能源、介质、材料、工机具、检测仪器、安全防护用具等,应符合技术要求;
    3 设备及周围环境应清扫干净,设备附近不得进行产生粉尘或噪声较大的作业。

6.7.3 设备单机试运转应符合下列规定:
    1 水泵、风机叶轮旋转方向应正确,运转应平稳,且无异常振动和声响,紧固连接部位应无松动,其电机运行功率值应符合设备技术文件的规定;水泵、风机连续运转2h后轴承外壳温度应符合设备技术文件的规定;
    2 增压机各运动部件应无异常声响,各紧固件应无松动;电动机运行功率值、润滑油或轴承外壳温度应符合设备技术文件的规定。

6.7.4 单机试运转合格后,应对净化单元、储气单元等分别进行联合试运转,联合试运转宜采用空气为介质,并应符合下列规定:
    1 联合试运转所使用的测试仪器、仪表,性能应稳定可靠,精度等级及最小分度值应能满足测定的要求;
    2 净化单元运行应正常、平稳,进出口压力降、总流量应符合设计要求;
    3 储气单元连续运行应正常、平稳;膜式气柜内外膜外形应稳定、无泄漏,内膜储气量应符合设计要求;
    4 自动监控设备应与系统的检测元件和执行机构沟通正常,系统的状态参数应显示正确,设备联锁、自动保护应动作正确。


6.8 工程竣工验收


6.8.1 沼气工程在竣工验收合格后,方可投入试运行。

6.8.2 竣工验收的准备工作应符合下列规定:
    1 工程应已完成全部建设内容;
    2 工程质量应自检合格,无安全隐患,检验记录应完整,并应提出《工程竣工报告》;
    3 设备调试、试运转及试压应达到设计要求,维护保养手册、安全操作规程应与项目实际相符;
    4 应由第三方提出《工程质量评估报告》。

6.8.3 竣工资料检查应包括以下内容:
    1 设备及材料进场验收和检验证明,应包括各类建筑材料、产品、设备、仪器、仪表的出厂证明书、合格证书、材料试验报告单和现场抽查检验试验报告;
    2 设计及变更资料,应包括工程用地勘察检测报告、设计图纸、设计变更图纸、竣工图等;
    3 施工记录及验收资料,应包括重大施工方案的会议记录,管道试验及检查记录;满水试验、气密性试验、防腐和保温验收、地基验槽、隐蔽工程验收、主体工程验收和竣工验收等验收资料;工程外观质量评定表、工程测量复核表、工程核定质量证明书;工程质量监督部门评定报告;
    4 工程试运转资料,应包括单机试运转记录、分单元模块联合试运转记录。

6.8.4 沼气工程竣工验收时,应核实竣工验收文件资料;应对试运转状态进行现场复验,对关键设施设备外观进行现场检查,对各分项工程质量出具鉴定结论,并应将所有验收的技术资料立卷存档。


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7 运行与维护


7.1 一般规定


7.1.1 沼气生产、供应单位应根据沼气站的工艺设备系统的结构、性能、用途等制定相应的操作规程,建立健全事故处理应急体系。

7.1.2 沼气站应设化验人员和配备必要的化验仪器设备。

7.1.3 运行管理、操作和维护人员应按规程进行操作,并应记录各项生产指标和能源材料消耗指标。

7.1.4 对沼气站内设施、管道、附件等应定期进行巡检,各连接部位应无泄漏,当发现泄漏时应及时修复。

7.1.5 停气检修后重新使用时,应进行气密性试验,合格后方可使用。

7.1.6 未经批准不得在生产区使用明火作业;必须使用明火作业时,应采取安全防护措施,并应在相关人员监护下操作。

7.1.7 沼气站内管道及设备的压力表、计量装置等仪器仪表应定期校验。

7.1.8 沼气站内应备有应急救护器材,器材应保持完好状态;所有人员应熟悉应急器材的存放地点及使用方法。


7.2 沼 气 站


7.2.1 对格栅、沉砂池、调节池等构筑物内的浮渣、杂物和沉砂等应定期进行清理。

7.2.2 对正在运行的机械设备应进行定期巡检,设备运行应稳定、正常,并应定期对备用机械设备进行检查,对检查不合格的设备应及时进行维修。

7.2.3 对原料的TS、VS、COD和pH值宜进行定期检测,当不能满足厌氧消化器进料要求时,应对原料进行调配。

7.2.4 厌氧消化器的启动调试应符合下列规定:
    1 厌氧活性污泥宜取自同类物料厌氧消化器,对于以禽畜粪便为原料的消化器,可直接以原料本身进行污泥培养;
    2 厌氧活性污泥量宜为消化器有效容积的10%~30%,污泥浓度宜大于10kgVSS/m³;
    3 厌氧消化器启动过程中的初始负荷宜为0.5kgCOD/(m³·d)~1.5kgCOD/(m³·d),并应逐步增加至设计负荷。

7.2.5 厌氧消化器的运行和维护应符合下列规定:
    1 应对料液、污泥、沼气等运行指标定期进行化验或监测,检测项目和周期可按本规范附录E的规定执行,并应根据化验和监测数据调整厌氧消化器的各项运行参数至设计要求;
    2 厌氧消化器的排泥量和排泥频率应根据污泥浓度分布曲线确定;
    3 厌氧消化器应保持正压,当沼气压力低于规定值时,应立即采取措施;
    4 应定期检查溢流管,不得堵塞;
    5 厌氧消化器的反应温度应保持稳定;
    6 当采用热交换器换热时,应每日测量热交换器进出口的水温。

7.2.6 厌氧消化器连续运行3~5年后,宜清理检修1次,并应符合下列规定:
    1 应关闭进出厌氧消化器的相关阀门;
    2 厌氧消化器停用泄空时,排出的沼液应妥善处理;
    3 热交换器中的水应放空;
    4 厌氧消化器再启动时,应符合本规范第7.2.4条的规定。

7.2.7 厌氧消化器停产备用时,消化器内温度应保持在10℃以上,水位不宜低于消化器高度的1/2,并应定期检查,及时补充营养基质。

7.2.8 沼气净化装置的运行维护应符合下列规定:
    1 应定期排除脱水、脱硫装置中的冷凝水。当室外温度接近0℃时,应每天排除冷凝水,排水时应防止沼气泄漏。
    2 生物脱硫启动运行正常后,应定期检查脱硫前后硫化氢浓度变化,硫化氢去除率应满足后端工艺设计要求。当发现脱硫效率明显下降时,应及时补充循环营养液。塔内填料应6~12个月清洗1次。
    3 应定期检查干法脱硫塔前后硫化氢浓度、沼气压力变化,当达不到设计要求时应更换脱硫剂或进行脱硫剂再生。
    4 干法脱硫再生应符合下列规定:
        1)当采用塔内脱硫剂再生时,应关闭沼气进出口阀门,打开旁通管路和放散管路阀门;
        2)当采用在线脱硫剂再生时,应根据沼气中硫化氢含量确定空气掺混量及空气流速,塔内温度应低于70℃,脱硫塔出口处沼气中氧含量应小于1%;
        3)脱硫剂进行2次~3次再生后应及时更换,更换脱硫剂时操作人员应戴防毒面具,室内应进行通风;
        4)废脱硫剂堆放在室外空地上时应适当浇水,不得产生自燃,废脱硫剂的处置应符合环境保护的要求。

7.2.9 膜式气柜的运行和维护应符合下列规定:
    1 吹膜风机应处于连续运行状态;
    2 进出气柜的阀门开关应灵活;
    3 凝水器中冷凝水应及时排除;
    4 当独立式膜式气柜内外膜之间的甲烷浓度超过正常值时,应停产检修;
    5 应定期对气柜压板、地脚螺栓的防腐层进行检查,当出现破损时应及时进行修补。

7.2.10 应每天对厌氧消化器、气柜的安全水封液位进行可靠性检查。当室外温度接近0℃时,应对水封内介质采取防冻措施。

7.2.11 调压装置的运行维护应符合下列规定:
    1 调压装置的巡检内容应包括调压器、过滤器、阀门、安全设施、仪器、仪表等设备的运行工况,不得有泄漏等异常情况;
    2 寒冷地区在采暖期前应检查调压装置的采暖及保温情况;
    3 当发现沼气泄漏及调压器有喘息、压力跳动等问题时应及时处理;
    4 应及时清除调压装置各部位的油污、锈斑,不得有腐蚀和损伤。

7.2.12 操作人员进入集料池、厌氧消化器、沼气气柜、阀门井和检查井等作业前,应采取安全防护措施,并应符合下列规定:
    1 应放散沼气,再进行通风换气,当确认安全后,方可进入;
    2 操作人员应佩戴个人防护用具,并应设专人监护,作业人员应轮换操作;
    3 作业期间,厌氧消化器、气柜内应持续通风和监测。

7.2.13 当对厌氧消化器、生物脱硫装置、放散火炬等检修需要高空作业时,作业人员不应少于2人,并应系安全带和安全帽,在确保安全时,方可攀高作业。

7.2.14 站内给水排水、消防设施应定期检查。


7.3 管道及附件


7.3.1 沼气输配管网、沼气引入管、室内沼气管道、用户设施的运行和维护应符合现行行业标准《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程》CJJ 51的有关规定。

7.3.2 工艺管道应定期进行巡检,发现问题应及时采取有效的处理措施,并应做好巡检记录。

7.3.3 当发现沼气管道泄漏时,应及时对设施、设备进行修补或更换。当管道附件丢失或损坏时,应及时修复。

7.3.4 对架空安装的工艺管道应定期对防碰撞保护措施、警示标志和管道外表面防腐蚀情况进行检查和维护。

7.3.5 阀门的运行维护应符合下列规定:
    1 应定期检查,不得有沼气泄漏、损坏等现象。阀门井内不得有积水、塌陷及妨碍阀门操作的堆积物;
    2 应根据管网运行情况对阀门定期进行启闭操作和维护保养;
    3 应使厌氧消化器的进料管和排泥管的双阀门的内阀门处于常开位置,且应通过对双阀门的外阀门进行操作;
    4 对无法启闭或关闭不严的阀门,应及时维修或更换。

7.3.6 凝水器的运行维护应符合下列规定:
    1 应定期排放积水,排放时应防止沼气泄漏;
    2 护罩(或护井)及排水装置应定期检查,不得有泄漏、腐蚀和堵塞的现象及妨碍排水作业的堆积物;
    3 排出的污水应收集处理,不得随地排放。


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附录A 预处理池工艺设计计算

A.1 格 栅


A.1.1 格栅宜设置在水泵和主体构筑物之前,格栅的设计参数应符合下列规定:

    1 栅前流速可按下式计算:


    式中:v1——栅前流速(m/s);
          B1——栅前渠道宽度(m);
          h——栅前水深(m);
          Qmax——最大设计流量(m³/s)。


    2 过栅流速可按下式计算:


    式中:b——栅条间隙(m);
          n——栅条数目。


    3 最大设计流量可按下式计算:


    式中:v——过栅流速(m/s);
          B——格栅宽度(m);
          s——栅条宽度(m);
          α——格栅倾角(°),一般可取60°~70°。


    4 栅条宽度可按下列公式计算:



    5 栅条目数可按下式计算:



    6 过栅阻力系数可按下列公式计算:
        1)当栅条断面形状为正方形时可按下式计算:


    式中:ζ——阻力系数;
          ε——收缩系数,一般取0.64。



    式中:β——形状系数,一般取1.6~2.4。


    7 过栅水头损失可按下列公式计算:


    式中:h1——过栅水头损失(m);
          h0——计算水头损失(m);
          k——系数,可按k=3.36v—1.32计算或取2~3;
          g——重力加速度(m/s2)。

A.1.2 栅条净距应根据水泵型号和运行工况确定,最小间距不应小于50mm。

A.2 沉 砂 池


A.2.1 沉砂池设计参数应按去除相对密度不小于2.65、粒径不小于0.2mm的砂粒设计,沉砂池的设计参数可按表A.2.1的规定选取。


表A.2.1 沉砂池的设计参数


A.2.2 沉砂池的设计参数应符合下列规定:
    1 池长可按下式计算:


    式中:L——池长(m);
          v——最大设计流量时的流速(m/s);
          t——最大设计流量时的水力停留时间(s)。


    2 水流断面积可按下式计算:


    式中:A——水流断面(㎡);
          Qmax——最大设计流量(m³/s)。


    3 池总宽可按下式计算:


    式中:B——池总宽(m);
          h2——设计有效水深(m)。


    4 池总高可按下式计算:


    式中:H——池总高(m);
          h1——超高(m),一般取0.3m~0.5m;
          h3——沉砂斗高(m)。

A.2.3 砂斗容积应按2d的沉砂量计算,且斗壁与水面夹角不应小于45°。

A.3 调 节 池


A.3.1 调节池的最小有效容积可按下式计算:


    式中:V1——调节池的最小有效容积(m³);
          q——调节时间T内原料的平均流量(m³/h);
          T——时间间隔总和(h);
          t1,t2…tn——时间间隔(h);
          q1,q2…qn——时间间隔内原料的平均流量(m³/h)。

附录B 膜式气柜最大储气量与最大承压的关系


表B 膜式气柜最大储气量与最大承压的关系

附录C 埋地沼气管道与建(构)筑物或相邻管道之间的水平和垂直净距


C.0.1 埋地沼气管道与建(构)筑物或相邻管道之间的水平净距可按表C.0.1的规定执行。


表C.0.1 埋地沼气管道与建(构)筑物或相邻管道之间的水平净距(m)


C.0.2 埋地沼气管道与建(构)筑物或相邻管道之间垂直净距可按表C.0.2的规定执行。


表C.0.2 埋地沼气管道与建(构)筑物或相邻管道之间垂直净距(m)


C.0.3 当受地形限制无法满足本规范表C.0.1和表C.0.2的规定时,应与有关部门协商,采取有效的安全防护措施后,表C.0.1和表C.0.2规定的净距均可适当缩小。

C.0.4 低压埋地沼气管道不应影响建(构)筑物和相邻管道基础的稳固性;中压埋地沼气管道距建(构)筑物的基础不应小于0.5m,且距建筑物外墙面不应小于1m。

附录D 爆炸危险区域等级和范围划分


D.0.1 干秸秆粉碎室内环境应按现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058中爆炸性粉尘危险场所的10区进行设计。

D.0.2 厌氧消化器外部罐壁上半部外4.5m以内,至器顶最高点以上7.5m内的范围内,爆炸危险区域应为2区(图D.0.2)。


图D.0.2 厌氧消化器的爆炸危险区域等级和范围划分

1-厌氧消化器;2-消化器基础;3-2区


D.0.3 一体化膜式气柜的爆炸危险区域等级和范围划分宜符合下列规定:
    1 反应器外部罐壁上半部外4.5m以内,至器顶最高点以上7.5m内的范围宜设为2区(图D.0.3);
    2 反应器顶部内外膜之间宜设为1区(图D.0.3)。


图D.0.3 一体化膜式气柜的爆炸危险区域等级和范围划分

1-厌氧消化器;2-消化器基础;3-2区;4-1区


D.0.4 膜式气柜的爆炸危险区域等级和范围宜符合下列规定:
    1 内外膜之间宜设为1区(图D.0.4);

    2 外膜最大直径外4.5m以内,至柜顶以上7.5m的范围宜设为2区(图D.0.4)。


图D.0.4 膜式气柜的爆炸危险区域等级和范围划分

1-独立式膜式气柜;2-气柜基础;3-2区;4-1区


D.0.5 其他用电场所的爆炸危险区域等级和范围划分应符合现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB 50028的有关规定。

附录E 沼气站日常化验项目及检验周期


E.0.1 污水分析化验项目及检测周期可按表E.0.1选用。


表E.0.1 污水分析化验项目及检测周期表


E.0.2 污泥分析化验项目及检测周期可按表E.0.2选用。


表E.0.2 污泥分析化验项目及检测周期


E.0.3 沼气分析化验项目及检测周期可按表E.0.3选用。


表E.0.3 沼气分析化验项目及检测周期

本规范用词说明


1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
    1)表示很严格,非这样做不可的:
      正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
    2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
      正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
    3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
      正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
    4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录


    1《建筑地基基础设计规范》GB 50007
    2《混凝土结构设计规范》GB 50010
    3《建筑抗震设计规范》GB 50011
    4《建筑给水排水设计规范》GB 50015
    5《建筑设计防火规范》GB 50016
    6《城镇燃气设计规范》GB 50028
    7《供配电系统设计规范》GB 50052
    8《建筑物防雷设计规范》GB 50057
    9《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058
    10 《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》GB 50128
    11《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140
    12《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB 50141
    13《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB 50168
    14《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB 50169
    15《构筑物抗震设计规范》GB 50191
    16《建筑地面工程施工质量验收规范》GB 50209
    17《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB 50231
    18《电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》GB 50257
    19《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268
    20《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB 50275
    21《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343
    22《建筑物防雷工程施工及质量验收规范》GB 50601
    23《低压流体输送用焊接钢管》GB/T 3091
    24《工业企业煤气安全规程》GB 6222
    25《输送流体用无缝钢管》GB/T 8163
    26《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T 14976
    27《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T 21447
    28《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ 33
    29《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程》CJJ 51
    30《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ 63
    31《城镇燃气室内工程施工与质量验收规范》CJJ 94
    32《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》CJJ 95
    33《城镇燃气报警控制系统技术规程》CJJ/T 146
    34《城镇燃气加臭技术规程》CJJ/T 148
    35《城镇燃气标志标准》CJJ/T 153

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