DB52T 1058-2015 山区农村沼气集中供气工程技术规范.docx

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1、ICS27.060.01J98DB52贵州省地方标准DB52/T10582015山区农村沼气集中供气工程技术规范Technicalspecificationforbiogassupplyengineeringinmountainousruralareas2015-08-21发布2015-11-21实施贵州省农业委员会贵州省质量技术监督局发布DB52/T10582015目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.24设计原则.25设计依据.26设计内容.37施工.68验收.69运行管理.6附录A（资料性附录）工程系统主要设施配置表.7附录B（资料性附录）处理设施设备与原料类型匹配表

2、.10附录C（资料性附录）厌氧消化工艺类型及特点.11附录D（资料性附录）沼气输送管道管径计算.13IDB52/T10582015前言本标准按照GB/T1.1-2009标准化指导原则第1部分：标准的结构和编写给出的规则起草。请注意：本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由贵州省农业委员会提出并归口。本标准起草单位：贵州省农业委员会能源生态处、贵州省农村能源管理站、贵州农业职业学院、贵阳市农业委员会、铜仁市农业委员会、海南正源盛能源环境工程有限公司、贵州能环生态科技开发有限公司。本标准主要起草人：张熙江、熊小龙、雷阳、符传勇、何仕军、汪国英、陈量、吴志军、

3、韩昌权、蔡大兴、熊文、罗文斌、陈杰。IIDB52/T10582015山区农村沼气集中供气工程技术规范1范围本标准规定了贵州山区农村沼气集中供气工程设计、施工、验收和运行管理方面的技术要求。本标准适用于贵州省山区农村基础设施配套工程（水、电、路）相对完善、农业废弃物丰富和规模化养殖场相对集中的自然村寨、农业园区、小城镇等。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）适用于本文件。GBJ19采暖通风与空气调节设计规范GB3836建筑物防雷设计规范GB/T6968膜式燃气表GB2524

4、6畜禽粪便还田技术规范GB50011建筑抗震设计规范GB50014室外排水设计规范GB50015建筑给排水设计规范GB50016建筑设计防火规范GB50028城镇燃气设计规范GB50046工业建筑防腐蚀设计规范GB50052供配电系统设计规范GB50054低压配电设计规范GB50057建筑物防雷设计规范GB50187工业企业总平面设计规范GB50222建筑内部装修设计防火规范GB50328建设工程文件归档规范CJ/T112IC卡膜式燃气表CJ/T477超声波燃气表NY/T1220.1沼气工程技术规范第1部分：工艺设计NY/T1220.2沼气工程技术规范第2部分：供气设计NY/T1220.3沼气

5、工程技术规范第3部分：施工与验收NY/T1220.4沼气工程技术规范第4部分：运行管理NY/T1222规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范NY/T2142秸秆沼气工程工艺设计规范NY/T2371农村沼气集中供气工程技术规范NY/T2374沼气工程沼液沼渣后处理技术规范1DB52/T105820153术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1农村沼气集中供气工程以养殖粪污、农作物秸杆等为原料，通过集中厌氧消化产生沼气，并储存于中央储气设备中，通过沼气输配系统输送到各个分散的用气终端农户家中，供应农村居民生活、农业生产用气的沼气工程。3.2厌氧消化器有机物在其中被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷的装置

6、。3.3湿式储气柜是可变容积的金属柜，采用排水集气法收集沼气，并通过金属柜的重力作用产生的压力而输送沼气的装置。3.4沼气输配将沼气安全经济地从沼气储气柜输送到用户的过程。4设计原则4.1工艺设计应根据当地规划，满足沼气生产所需的原料来源和沼气需求，确定工程规模。选择投资省、运行稳定、操作简便的工艺路线，做到安全稳定，技术先进，经济合理。4.2所设计的工艺流程、构（建）筑物、主要设备、设施等应能最大限度地满足生产和使用的需要。4.3在经济合理的原则下，对操作频繁且稳定性要求较高的设备，尽可能采用自动化控制，以方便运行管理，降低劳动强度。4.4沼气集中供气工程应融入循环农业体系，沼气工程所产生的

7、沼渣、沼液应综合利用进行消纳。5设计依据5.1以沼气工程可获得的原料量或要求达到的沼气产量、相关行业标准、委托单位提供的技术基础资料作为设计依据。设计前，应收集下列技术资料：a)发酵原料：发酵原料的种类、数量、收集方式以及供应的稳定性；b)气象资料：当地的气温、风向、日照及霜冻期等；c)水文地质资料：工程所在地的水文地质、地震设防烈度、以及地下水位等；d)区域规划资料：区域现状图和区域总体规划平面图及说明书、区域地下管网布置图；e)可消纳沼渣沼液的土地及作物种植情况；f)用气对象资料：沼气用途、使用要求等。2DB52/T105820156设计内容6.1总体要求沼气工程设计应包括工艺设计总说明、

8、工艺平面布置、工艺纵向布置、工程总体布置、各单元技术参数的选择与确定、系统物料和热量的平衡计算。6.2工程规模工程规模应从实际出发，以实测数据为依据，新（扩、改）建工程应进行物料平衡计算或类比确定，建设规模宜为50户300户。6.3沼气站选址和总体布置6.3.1沼气站选址符合NY/T1220.1要求。6.3.2总体布置符合GB50187要求。6.4工艺流程农村沼气集中供气工程包括原料贮存、原料预处理、厌氧发酵、沼气贮存、沼气净化、沼气的输配、出料处理等，工艺流程见图1。净化储存输配集中供气沼气沼液、沼渣原料贮存预处理厌氧发酵出料处理图1农村沼气集中供气工程工艺流程图综合利用6.5沼气工程系统沼

9、气工程系统主要设施应根据供气规模和原料类型以及发酵温度类型进行配置，宜按附录A选择，沼气工程系统中各处理单元设施设备的配置应与原料类型匹配，宜按附录B选择。6.5.1原料贮存原料贮存应符合下列要求：a)畜禽养殖场排污管道与预处理设施结合的，贮存设施有效容积按粪污最大日消耗量的2倍进行设计；预处理设施与畜禽养殖场排污管道分离的，贮存设施有效容积按粪污最大日消耗量的3倍进行设计；b)农作物秸秆贮存设有效施容积根据秸秆特性、收获次数、贮存方式和消耗量等因素确定；c)原料贮存场所要采取覆盖、防渗漏等措施防止原料污染周边环境，同时要有完备有效的消防设施。3b)生活用沼气按每户1.2m/d计算，农业生产用

10、气根据实际需求计算，未预见气量按总用气量DB52/T105820156.5.2预处理系统畜禽粪便原料预处理方法及设施按NY/T1222规定执行。农作物秸秆原料预处理方法及设施按NY/T2142规定执行。6.5.3厌氧发酵工艺及设施沼气厌氧发酵工艺及设施应符合下列要求：a)根据原料特性确定适宜的厌氧发酵工艺，宜按附录C选择；b)厌氧发酵设施设计按NY/T2371规定执行；c)沼气发酵装置应有保温、增温措施，须达到相应的发酵工艺要求。6.5.4沼气净化按NY/T2371规定执行。6.5.5沼气储存6.5.5.1一般规定沼气储存应符合下列要求：a)采用低压湿式储气柜储气；b)低压湿式储气柜容积计算按

11、NY/T2371规定执行；c)低压湿式储气柜压力设计在4kpa5kpa，压力调整由配重块调节；d)低压湿式储气柜布置在气源至用气始端安全合适的位置。6.5.5.2贮气柜结构低压湿式储气柜应符合下列要求：a)低压湿式储气柜采用直立升降式；b)水封池采用钢筋混凝土结构；c)储气柜钟罩采用钢结构，材料表面应做防腐处理，设计使用寿命须达10年以上。6.5.5.3低压湿式储气柜防火与防雷按照NY/T2371规定执行。6.5.6沼气输配6.5.6.1一般规定沼气输配应符合下列要求：a)沼气输送宜采用低压供气，保证最远端沼气灶具前压力不小于2.5kpa；3的5%8%计算；c)沼气管道平面布置按NY/T122

12、0.2规定执行。6.5.6.2管道和管件按NY/T1220.2规定执行。6.5.6.3输配管网管路计算4DB52/T105820156.5.6.3.1管径计算：参照附录D。6.5.6.3.2流量计算：沼气干管、支管的流量计算按NY/T1220.2规定执行。入户支管和用户室内沼气管道流量计算按NY/T1220.2规定执行。6.5.6.3.3压力损失计算：按NY/T1220.2规定执行。6.5.7沼气计量6.5.7.1沼气站总表沼气站总表应符合下列要求：a)可选择膜式燃气表，应符合GB/T6968要求；b)可选择超声波燃气表，应符合CJ/T477要求；c)沼气计量表设置在沼气站工作房内，安装在沼气

13、出口管道上。6.5.7.2分户表沼气分户表应符合下列要求：a)沼气用户计量应按一户一表原则设计，选用IC卡膜式燃气表，应符合CJ/T112要求；b)沼气计量表应安装在厨房通风良好处，安装高度应满足抄表，检修，保养和安全使用的要求。沼气计量表安装在家用沼气灶上方时，沼气计量表与沼气灶的水平净距离不得0.5m。6.5.8沼气利用沼气利用按NY/T1220.2规定执行。6.5.9出料处理沼渣沼液后处理技术按NY/T2374规定执行。6.6主要辅助工程6.6.1电气工程设计电气工程设计应符合以下要求：a)工艺装置的用电负荷应为二级负荷；如不能满足双路供电，应采用单路供电加发电机组的供电方式，中央控制室

14、主要设备应配备在线式不间断供电电源；b)供配电系统应符合GB50052的规定，低压配电室设计应符合GB50054的规定，接地系统宜采用三相五线制；c)电气设备的金属外壳均应采取接地或接零保护，钢结构、排气管、排风管和铁栏等金属物应采用等电位连接；沼气发酵装置、贮气柜应加装避雷针。6.6.2防腐工程设计按GB50046规定执行。6.6.3防爆工程设计按GB50222和GB3836规定执行。6.6.4抗震等设计按GB50011规定执行。5DB52/T105820156.6.5安全防护沼气工程的构筑物应按照有关规定设置防护栏杆、防滑梯等安全措施。6.6.6防火与消防工程设计按GB50016规定执行。

15、6.6.7防雷设计按GB50057规定执行。6.6.8给排水工程设计给水工程按GB50015规定执行。排水工程按GB50014规定执行。6.6.9采暖通风工程设计按GBJ19规定执行。7施工7.1施工单位沼气集中供气工程施工应具沼气工程施工资质。7.2施工管理符合NY/T1220.3的要求。8验收8.1验收按NY/T1220.3规定执行。8.2工程文件归档符合GB50328的有关规定。9运行管理山区农村沼气集中供气工程运行管理人员必须取得国家沼气物管员资格证，应严格执行国家和地方安全的有关规定，符合NY/T1220.4规定。6供气户数（户）原料类型贮料设施容积3（m）格栅池容积3（m）沉砂池容

16、积3（m）酸化池容积3（m）发酵装置容积3（m）贮气柜容积3（m）沼液储存池容积3（m）综合房面积2（m）50猪粪140.572063010010鸡粪160.5442403010010牛粪140.572083010010粪便+鲜秸秆140.53.53.52543010010100猪粪280.5144116030010鸡粪320.5884806030010牛粪280.5144156030010粪便+鲜秸秆250.512.512.55086030010150猪粪410.520.56179040010鸡粪480.512127209040010牛粪420.5216239040010粪便+鲜秸秆380.

17、59.59.57629040010DB52/T10582015AA附录A（资料性附录）工程系统主要设施配置表表A.1工程系统主要设施配置表（常温型）注1：原料贮存量为2天需求量，粪便型原料滞留期30天，粪便+秸秆型原滞留期40天，进料TS浓度为5%；注2：产气量取值：猪粪35m/t，鸡粪45m/t，牛粪26m/t，鲜秸秆产气量154m/t（粪便与秸秆按2:1配比进池）；注3：全年供气时间不少于270天；注4：表中设施数值均按实际建设值列出，应不小于该值。7供气户数（户）原料类型贮料设施容积3（m）格栅池容积3（m）沉砂池容积3（m）酸化池容积3（m）发酵装置容积3（m）贮气柜容积3（m）沼液储

18、存池容积3（m）综合房面积2（m）沼气锅炉规格（万大卡）50猪粪150.57.5193451001810鸡粪180.54.54.5228451001810牛粪160.58199451001810粪便+鲜秸秆120.533213451001810100猪粪31115.5386853002410鸡粪36199455853002410牛粪32116398853002410粪便+鲜秸秆24166425853002410150猪粪51325.56361404003010鸡粪60315157501404003010牛粪53321.56561404003010粪便+鲜秸秆403101070014040030

19、10200猪粪663338301855003620鸡粪78319.519.59781855003620牛粪683348551855003620粪便+鲜秸秆52313139131855003620250猪粪81340.510232256004230鸡粪963242412052256004230牛粪8434210552256004230粪便+鲜秸秆643161611252256004230300猪粪97348.512162708006030鸡粪115328.528.514332708006030牛粪10035012542708006030粪便+鲜秸秆763191913382708006030DB5

20、2/T10582015表A.2工程系统主要设施配置表（近中温型）注1：原料贮存量为2天需求量，粪便型原料滞留期25天，粪便+秸秆型原料滞留期35天，进料TS浓度为5%；注2：产气量取值：猪粪44m/t，鸡粪56m/t，牛粪32m/t，鲜秸秆产气量192m/t（粪便与秸秆按2:1配比进池）；注3：近中温是指253，全年供气时间不少于300天；注4：表中设施数值均按实际建设值列出，应不小于该值。8供气户数（户）原料类型贮料设施容积3（m）格栅池容积3（m）沉砂池容积3（m）酸化池容积3（m）发酵装置容积3（m）贮气柜容积3（m）沼液储存池容积3（m）综合房面积2（m）沼气锅炉规格（万大卡）200猪

21、粪49324.54862155003630鸡粪57314145732155003630牛粪503255012155003630粪便+鲜秸秆3839.59.55732155003630250猪粪603305972656004240鸡粪70317.517.57032656004240牛粪623316152656004240粪便+鲜秸秆47312127032656004240300猪粪71335.57073118006050鸡粪83321218343118006050牛粪73336.57293118006050粪便+鲜秸秆56314148343118006050DB52/T10582015表A.3工

22、程系统主要设施配置表（中温型）注1：原料贮存量为2天需求量，粪便型原料滞留期20天，粪便+秸秆型原料滞留期30天，进料TS浓度为8%；注2：产气量取值：猪粪44m/t，鸡粪56m/t，牛粪32m/t，鲜秸秆产气量192m/t（粪便与秸秆按2:1配比进池）；注3：中温是指35，全年供气时间不少于320天；注4：表中设施数值均按实际建设值列出，应不小于该值。9处理单元主要设施设备原料类型猪粪鸡粪牛粪粪便+秸秆原料贮存单元贮存池贮料棚原料预处理单元进料调节池（含格栅池）沉砂池酸化调节池厌氧发酵单元厌氧消化装置CSTR、PFR、USR、HCPF+UBF、CSTR+UBFCSTR、USRCSTR、HCP

23、F、HCPF+UBFCSTR沼气净化单元脱水器脱硫器沼气储配单元水封池储气柜阀门井沼气输送管网沼液沼渣储存单元沼液储存池附属设施综合用房站内围墙DB52/T10582015BB附录B（资料性附录）处理设施设备与原料类型匹配表图B.1处理设施设备与原料类型匹配表10序号工艺类型定义适用原料工艺特点1全混合厌氧消化工艺（CSTR）（见图C1、图C2）畜禽粪便废水从池子底部或顶部投入池内，经与池中原有的厌氧活性污泥混合和接触后，通过厌氧微生物的吸附、吸收和生物降解作用，废水中的有机物转化为沼气。畜禽粪便消化器内温度均匀，发酵效率高，能耗较高。2高浓度卧式推流厌氧消化器（HCPF）（见图C3）长方形的

24、非完全混合式反应器，高浓度悬浮固体发酵原料从一端进入，从另一端排出,有垂直搅拌装置,原料在消化器内的流动呈活塞式推移状态。牛粪、秸秆结构简单，能耗低，但进料端易酸化。3塞流式厌氧消化工艺（PFR）（见图C4）长方形的非完全混合式反应器。高浓度悬浮固体发酵原料从一端进入，呈活塞式推移状态从另一端排出。消化器内沼气的产生为料液提供垂直的搅拌作用，料液在沼气池内无纵向混合。牛粪运行稳定，但效率较低，易结壳。4升流式厌氧固体反应器（USR）（见图C5、图C6）发酵原料从反应器底部进入，依靠进料和所产沼气的上升动力按一定的速度向上升流。猪粪结构简单，易产生浮渣，易酸化。5高浓度塞流式厌氧消化工艺（HCP

25、F）+厌氧复合消化器（UBF）（见图C7）UBF由布水器、填料层三相分离器构成，下方是布水器，上部是填料层及三相分离器。HCPF+UBF是将HCPF和UBF两种工艺结合起来的二级发酵工艺。猪粪、牛粪采用两级厌氧消化，分别适用于高浓度和低浓度原料，提高了原料利用效率。6全混合厌氧消化器（CSTR）+厌氧复合消化器（UBF）（见图C8）CSTR+UBF是将CSTR和UBF两种工艺结合起来的二级发酵工艺。猪粪采用两级厌氧消化，分别适用于高浓度和低浓度原料，提高了原料利用效率。DB52/T10582015CC附录C（资料性附录）厌氧消化工艺类型及特点根据贵州省山区地貌、畜禽粪便和农作物资源类型及分布的

26、实际情况，设计了六种适用于猪粪、鸡粪、牛粪、畜禽粪便+秸秆、果蔬边角料的厌氧消化处理工艺。表C.1厌氧消化工艺类型及其特点11DB52/T1058201512DB52/T1058201513DB52/T1058201514DB52/T1058201515DB52/T1058201516DB52/T1058201517DB52/T1058201518DB52/T1058201519d=6.2510fVh(1+k)lT/T0p.(D.1)沼气密度（kg/m）；Vh沼气体积流量（m/h）；沼气密度（kg/m）；DB52/T10582015DD附录D（资料性附录）沼气输送管道管径计算D.1沼气输送管道

27、路内径计算公式572式中：d沼气输送管道内径（mm）；f管道摩擦系数；33k局部阻力系数，k=5%10%（见NY/T1220.22006第7.2.7条）；l管道长度（m）；T沼气在设计状态下的热力学温度（K）；T0沼气在标准状态下的热力学温度（K）；p压力损失（Pa）。D.2管道摩擦系数f的计算D.2.1流体呈滞流时的摩擦系数f64/Re.(D.2)其中，雷诺数Re的计算公式如下：Redu/.(D.3)式中：Re雷诺数（无因次群）；d沼气输送管道内径（m）；u沼气流速（m/s）；3沼气粘度（kg/ms）。D.2.2流体呈湍流时的摩擦系数摩擦系数f与管径相对粗糙度/d、Re之间按摩擦系数f与管径相对粗糙度/d和雷诺数Re之间的关系图而定。其中，管道绝对粗糙度按取值，PE塑料管，0.010.05mm；镀锌钢管，0.10.2mm。20DB52/T10582015图D.1摩擦系数f与管径相对粗糙度/d和雷诺数Re之间的关系图_21DB52/T1058-2015