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1、垃圾焚烧发电厂锅炉掺烧沼气工程设计方案说明书一.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500td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TSGDoOO1-20092) .工业金属管道设计规范GB50316-20()83) .锅炉房设计规范GB50041-20084) .沼气工程技术规范第2部分:供气设计NYT1220.2-20065) .沼气工程技术规范第3部分:施工及验收NYT1220.3-20066) .城镇燃
2、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R410-12RKM2、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Qnei:33250kJNm3沼气压力(厌氧罐):10002400Pa沼气温度:20(常温)一期最大供气量供气量:4000m3d(20C)一期二期最大供气量供气量:7500m3d(20C)三.设计说明1 .设计参数根据业主气源
3、的特点以及用气的要求,沼气管道按流量为300m7h(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:IoKPa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:OCrI8Ni9,GB/T14976-2012流体输送用不锈钢无缝钢管规格:1145894.53232 .工艺流程及布置山于场地限制,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,
4、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管道,参照城镇燃气设计规范,流体流速取值为510ms左右。主线选用114X5不锈钢无缝钢管,支线选用中89X4.5不锈钢无缝钢管,管道最大设计流速为10.4mso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
5、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),供中U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/1艇回:请在后面控制系统中给出如何控制使用,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
6、用挣绳固定,阀前应装有取样管。帧散的弯头/1峨岫:请说明放散管何种情况下使用及如何使吗可采用煨弯,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;泄漏监测点,锅炉间需设可燃气体浓度报警装置。/批注a3:己取消稳压缓冲就,沼气泄漏监测点在何处/设置?另外,设计方给出的DCSI/O表和自控设招表中还存在稳压缓冲簸字样请仔细更正h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
7、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P1e程控器、P1D自控(|以厌氧罐气位|、管路压力为jtta*8内直是充满渗滤液和沼气的,不存参数,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彳国气罐内I压力保持在12Kpa,运行中通触吧竺吧fta7J:台悒炉,每台都有两个沼气掺烧口,说明/碗当台锅炉修烧时,两个掺谎11何种状况下全开,何种状况下只开一个过调整增压风机频率,I使沼气厌氧罐罐保持气位在20o70%之间1至/就黑鬻然:鬻湍K:调鬻统运行时,I先投入一条掺烧管路,另外两条管路处于关闭状态,根据锅I制条件或辱数炉运行状况进行掺烧管路之
8、间的相互切换。I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脍烧点炉内温度连锁|。当炉温低于/靠黑蓝黑鬻鬻黑鬻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,腺持厌氧罐气位在50%左右|,气压上升时,适当/1酶网存.在气位说,请调整控制参数加大风机转速,气压下降时,则适当减小风机转速,当厌氧罐气压低于IKPa下限值或增压风机进口压力过低(IKPa)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MF
9、T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,当忸气管道甲烷浓度监测If氐于20%时,系统报警并/1艇IaW监测点设置在何处?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-
10、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GB50184-20112 .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
11、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IOm,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33250kJNn,折标煤为1.13kgNm公司渗滤液厌氧消化系统一期若每天为锅炉提供Q=4000Nm3d的沼气,年运行时间300d,一年可为公司节约4000X113/IoOOX300=1356t标准煤。折合人民币约1356X600/10000=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=7500Nm3d的沼气,年运行时间300d,一年可为公司节约7500X1.131000300=2543t标准煤,折合2543X600/10000=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。