高碑店污水处理厂沼气热电联供情况介绍.pdf

高碑店污水处理厂沼气热电联供情况介绍李维杨向平李建军李德清宋晓雅提要污水处理厂产生的污泥经消化后会产生沼气以甲烷为主要成分的生化沼气是非常理想的再生能源?介绍了北京市高碑店污水处理厂对生化沼气进行利用的途径即沼气内燃机2余热回收2发电机组?对沼气的来源!质量!数量要求进行了分析并介绍了工艺流程和相关设备?同时对沼气利用的注意事项进行了阐述?关键词污水处理厂沼气热电联供北京排水集团高碑店污水处理厂是北京市座城市污水处理厂包括拟建厂中规模最大的也是目前全国规模最大的城市污水处理厂承担着市中心区及东部工业区总计流域范围内的污水收集与治理任务服务人口万 厂区总占地总处理规模为万约占北京市目前污水总量?高碑店污水处理厂位于北京市朝阳区高碑店乡界内根据上游管网配套情况及资金状况按统一规划分期建设的原则分两期实施?一期工程处理污水万总投资1亿元于年开工年底建成通水年底一期泥区运行成功二期工程处理污水万总投资1亿元于年开工年月建成通水年底二期泥区运行成功?自年底建成通水后高碑店污水处理厂始终坚持满负荷运行!全达标排放的水平取得了显著的社会效益和环境效益?沼气来源及利用高碑店污水处理厂采用传统活性污泥法二级处理工艺?污泥处理采用中温及高温两级消化工艺日产生化沼气设计量为1万目前约1万其主要成分为甲烷?其典型的组成为1 1其他1?为?科学研究认定作为温室气体的甲烷对大气的危害是的1倍?如对沼气处理不当排放到大气中其对局部环境和整个地球的环境危害极大 国际环保组织对各个国家的温室气体排放量都有一定的限制同时以甲烷为主要成分的生化沼气是非常理想的再生能源?目前在国内城市污水处理行业 生化沼气利用途径一般有三种沼气锅炉?利用沼气燃烧产生热源加热消化污 泥?这 种 利 用 途 径 只 能 利 用 沼 气 热 值 的?沼气内燃机2余热回收2鼓风机组?利用沼气内燃机驱动鼓风机并利用余热回收装置回收沼气内燃机的余热加热消化污泥?这种利用途径能充分利 用 沼 气 热 值一 般 可 达 沼 气 热 值 的?沼气内燃机2余热回收2发电机组?利用沼气内燃机驱动发电机发电与厂内供电并网并利用余热回收装置回收沼气内燃机的余热加热消化污泥?这种利用途径能充分利用沼气热值一般可达沼气热值的?高碑店污水处理厂对生化沼气采用/沼气内燃机2余热回收2发电机组0利用途径共计台机组总发电功率近?总热功率约?能够解决全厂的用电量和污泥消化的用热量是一种典型的小型/燃气热电联供0模式?沼气安保!净化!储存!分配设施设备配置状况城市污水处理厂的生化沼气属易燃易爆气体在生产和利用过程中必须配有相应的安保设施设备 一般为安全阀!阻火器!凝水器!水封!废气燃烧器等 同时利用生化沼气作燃料的燃气内燃机对生化沼气的质量也有一定要求典型值见表因此在进入燃气内燃机之前还要对生化沼气进行一系列净化处理?工程实践中生化沼气净化处理过程一般可归?给水排水?129 112200317名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -表对燃气质量的要求项目数值最高温度最高相对湿度最大粉尘颗粒度粉尘最大量?#最大含量?#卤化物最高含量#质量保证不受影响质量保证受限制?由于直接或间接卤化物的升高机器受到损坏无质量保证氨最高含量?#残油最高含量#纳为沼气脱硫!除油!除尘!除湿过程?根据燃气内燃机对生化沼气的要求不同和工程实践的差别沼气脱硫!除油!除尘!除湿过程的工艺线路及其设施设备配置是有所差别的?高碑店污水处理厂一期/沼气内燃机2余热回收2发电机组0共计套 由美国某公司供货沼气内燃机型号为自带简单进气过滤除尘!除湿!除油装置外配干式脱硫塔两座脱硫剂为铁屑进气压力要求1?1而消化池产 生 沼 气 压 力 一 般 为1不 超 过1故相应配置台沼气增压机由美国某公司供货 型号为座的高压球罐1?1等 这种增压处理伴生了一部分沼气除湿功能?具体处理工艺线路见图?图一期沼气处理工艺流程示意高碑店污水处理厂二期/沼气内燃机2余热回收2发电机组0共计套 由奥地利某公司供货沼气内燃机型号为1自带简单进气过滤除尘装置外配湿式脱硫塔两座脱硫剂 为 浓 度的溶液进气压力要求1?1故相应配置台管道式沼气增压器直接增压后进沼气内燃机?具体处理工艺线路见图?图二期沼气处理工艺流程示意一期干式脱硫属精脱硫脱硫范围小但运行成本低二期碱液湿式脱硫属粗脱硫脱硫范围大但安全性要求高运行成本也高?总体说来一期沼气净化处理过程较二期复杂一些相应安保设施设备如安全阀!水封!凝水器!阻火器等数量也多一些建设投资也高一些但脱硫!除尘!除湿!除油等效果较好 这可以从沼气内燃机排气管道废积物数量和成分证实?沼气内燃机2余热回收2发电机组设施设备配置状况高碑店污水处理厂一期/沼气内燃机2余热回收2发电机组0机械功率热功率约余热回收装置由美国某公司制造热媒介质为软化水 使用泥水热交换器给消化池污泥加热发电机由美国某公司制造型号1输出电压三相?发电容量高压并网开关柜由美国某公司制造厂内并网属无限源负载控制系统为随机配套工程设计单位是北京市市政设计研究总院工程施工安装单位是北京市市政四公司?具体配置状况见图?18给水排水?129 1122003名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -制造产品系列号换热参数面积压力11温度热媒介质为软化水使用泥水热交换器给消化池污泥加热发电机型号?输出电压三相?发电容量高压并网开关柜由瑞典某公司供货厂内并网属无限源负载控制系统由奥地利某公司随机配套工程设计单位是北京市市政设计研究总院设备总承包单位是瑞典某公司工程施工安装单位是北京市市政四公司?沼气热电联供经济分析高碑店污水处理厂一期/沼气内燃机2余热回收2发电机组0于年初逐步投入运行二期/沼气内燃机2余热回收2发电机组0于年初使用一期消化池沼气逐步投入运行?当时沼气产量不足同时机组设备故障率也居高不下发电量严重不足随着一期消化池沼气产量逐步提高机组设备也在逐步度过运行磨合期完好率有所提高年共完成发电量万#价值约万元产热量约亿大卡大卡1相当于1压力的水蒸汽热量价值约万元年共完成发电量万#价值约万元产热量约亿大卡相当于1压力的水蒸汽热量价值约万元年底随着二期消化池成功投入运行到年初整个泥区沼气产量快速提高日产沼气约日发电量约1万#日产热量约万大卡随着消化池温度逐步提高和稳定污泥消化将更趋稳定年日平均产气量可望达到日平均发电量可望达到1万#日平均产热量约万大卡年全年发电量可望达到万#价值约万元产热量约亿大卡相当于1压力的水蒸汽热量价值约万元?高碑店污水处理厂一期/沼气内燃机2余热回收2发电机组0总投资约万元包括用于沼气发电的沼气管线和余热利用设施设备但不包括沼气压缩机房二期/沼气内燃机2余热回收2发电机组0由于没有沼气增压机!高压球罐等设施同时也无需重复投资废气燃烧器等设施设备故总投资比一期有所降低约万元 包括用于沼气发电的沼气管线和余热利用设施设备根据日处理污水万的设计量全面而稳定运行时污泥消化日产沼气应为但目前高碑店污水处理厂实际处理水量不足全面而稳定运行的污泥消化平均日产沼气应是现实可行的?相应平均日发电量可望达到1万#平均日产热量约万大卡 全年发电量可望达到万#价值约万元产热量约亿大卡相当于1压力的水蒸汽热量价值约万元高碑店污水处理厂泥区全面而稳定运行后/沼气内燃机2余热回收2发电机组0年生产总值可达万元?综合考虑设备维护费!材料费润滑油!火花塞!脱硫剂等!人员管理费以及设施设备折旧费设施折旧期年 设备折旧期年等各种因素高碑店污水处理厂/沼气内燃机2余热回收2发电机组0投资回收期约为?年 经济效益可观?沼气热电联供运行维护方式及现存问题高碑店污水处理厂/沼气内燃机2余热回收2发电机组0由分厂发电机班负责日常运行和维护实行/横班制0保证小时都有人值班?机组简单日常维护如换油!换火花塞等和故障维修由发电机班负责大修!中修和小修在总厂总工办!设备科指导下由外协单位承担生产管理由分厂完成?关于设施设备维护可以分为沼气净化处理过程!沼气内燃机组!发电并网用电调度过程!热力利用调度过程等四方面?经过近三年运转在设施设备维护及生产管理两方面仍存在不少问题具体有沼气净化处理过程?沼气中硫含量居高不下可达现有干式脱硫范围约为?湿式脱硫范围约为?显然不能完全彻底脱硫建议将湿式脱硫和干式脱硫串联起来先湿式脱硫后干式脱硫应设置单独的沼气除尘!除油!除湿装置以提高沼气净化程度沼气内燃机组?一定要进行机组设备配件国产化工作特别是火花塞的国产化工作以降低设备维护费用发电并网用电调度过程?应由总厂统一?给水排水?129 112200319名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -协调和调度保证沼气发电能够有效利用避免送出厂外作无用功尽量在用电高峰多发电热力利用调度过程?应由分厂统一协调尽可能利用沼气内燃机组余热加强热力设施!设备维护力量充分提高热交换器的换热效率?关于沼气发电的生产管理应设置单独的生产统计和成本核算内容其产出是热!电 如前所述年产值可达万元其投入主要有设施!设备维护费耗材费主要有润滑油!脱硫剂!火花塞等人工管理费设施!设备固定资产折旧费?建议建立一支专业性较强的运行维护管理队伍?在污水处理行业/沼气内燃机2余热回收2发电机组0设备技术含量较高运行安全性要求也较高需要一支专业性较强的运行维护队伍并实行单独成本核算管理?作者通讯处北京排水集团高碑店污水处理厂 2修回日期20给水排水?129 1122003名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -。