沼气发电项目可行性分析报告

沼气发电项目可行性分析报告一．发电量计算拟采用两种方案向消化池进泥:方案一：采用目前污泥处理运行模式，预浓缩按现有方式进泥进行预浓缩，一部分进入消化池进行消化，剩余部分直接由预浓缩进入后浓缩；方案二：采用目前污泥处理运行方式，但是改变进泥方式，调整污泥管线，B段剩余污泥与A2O剩余污泥全部进入1#预浓缩池，而预浓缩池仍按现在方式正常出泥，然后一部分污泥进入消化池进行消化，剩余污泥直接进入后浓缩池进行浓缩。方案一：1.1沼气产量：Qa=·m=（0.75~1.0）×6727.9=5045.9~6727.9m3Qa为沼气总产量（m3）；m为污泥消化掉的有机分干重量；为厌氧分解单位重量的有机物所产生的沼气量（m3/kgVSS），一般取0.75-1.0m3/kgVSS，则沼气产量在5045.9~1.2污泥消化掉的有机分重量运行2座消化池，预浓缩池和后浓缩池仍以现在方式运行，则每天消化池总进泥量为750m3，污泥含固率为5.5%，消化池进泥有机分为46.6%，当消化时间达到20d以上时，Fv小于3.0kg/(m3·d)，有机物分解率可以达到35%以上，按35%计算。故消化的污泥质量为：m=Ci×V×fi×η=5.5%×1000×750×46.6%×35%=6727.9kgCi为污泥浓度（污泥含固率与水密度的乘积），V为污泥体积，fi为有机分含量，η为有机物分解率。1.3消化池进泥量确定根据实验室所测数据：进消化池的污泥含固率在5.5%（采用目前的运行方式），有机分在46.6%，消化池2座进行计算：最佳投泥量：Qi为最佳投泥量；FV为消化池最大有机负荷（≤3.0kg/(m3·d)），取1.5kg/(m3·d)；Ci为进泥的污泥浓度（Kg/m3）；fv为进泥干污泥中有机分（%）；V为消化池有效容积=438.9m3核算消化时间：Tm为最短允许消化时间（一般在20-30d之间），由于消化时间小于20d，因此采用20d，反算最佳投泥量：Qi=则Fv为：Fv=符合要求，因此消化池进泥量采用375m3，2座消化池总进泥量为750m3。注：污泥含固率5.5%，进泥干泥中有机分46.6%分别由实验室连续四天测得数据取平均值所得。1.4沼气发电量计算：采用两种计算方法，第一种为利用胜动集团发电机组计算发电量；第二种采用理论值，一般转换效率为20%~30%，采用20%计算。①拟采用胜动集团发电机，型号为500GF-RZ，发电量为400kw/h，耗气量为230m3/h，则每天耗气为5520m3/d，根据沼气产量采用一台发电机。则每年发电为：W=400×24×330=316.8万度②理论最小为：W===6447.8度理论最大为：W===7958.2度Qa为沼气总产量（m3）；q为沼气热值，一般为5500kcal/m3（初步设计数据），每年发电量分别为：最少6447.8×330=212.8万度，最多7958.2×330=262.6万度。1.5余热利用：消化池进泥温度冬季大约为18℃，需加热到33~35℃；夏季大约为23.5℃，需加热到33~35℃。（1）冬季消化池内每日加热新鲜污泥所需热量：=4.183×750×1000×（35-18）kj=5.33×107kj设消化池热损失为为加热新鲜污泥所需热量的40%（采用原初步设计数值），则热损失为：Q1=0.4×5.33×107kj=2.13×107kj则消化池总需热量为： Q总=Q+Q1=5.33×107kj+2.13×107kj=7.46×107kj（2）夏季消化池内每日加热新鲜污泥所需热量：=4.183×750×1000×（35-23.5）kj=3.61×107kj设消化池热损失为为加热新鲜污泥所需热量的20%，则热损失为：Q1=0.2×3.61×107kj=0.72×107kj则消化池总需热量为： Q总=Q+Q1=3.61×107kj+0.72×107kj=4.33×107kjm为每日进泥量(kg)，T为污泥加热所提高的温度值。C为4.183。沼气可回收余热，沼气热值取5500kcal/m3（此数据源于初步设计），且余热利用率在30%~35%之间，采用30%，沼气产量为5045.9~6727.9m3故可回收余热：最小为：w=4.182×Qa×q×η=4.182×5045.9×5500×30%=3.48×107kj最大为：w=4.182×Qa×q×η=4.182×6727.9×5500×30%=4.64×107kjQa为沼气总产量（m3）；q为沼气热值，一般为5500kcal/m3（初步设计数据），η为余热利用率。因此余热不足以供污泥加热，必须采用其他加热方式。（1）冬季采用蒸汽加热，所需蒸汽的最大热量为：Q=7.46×107－3.48×107=3.98×107kj所需热蒸汽的最大量为：式中，GA为所需要的热蒸汽量（kg/h）；Q为总需热量（kj/h）；I1为饱和水蒸汽的焓值（kj/kg），I2为消化池控制温度下水的焓值（kj/kg）。所需蒸气的最小热量为：7.46×107－4.64×107=2.82×107kj所需热蒸汽的最小量为：冬季所需热蒸汽量介于463.8～645.8kg/h之间。（2）夏季采用蒸汽加热，所需蒸汽的最大热量为：Q=4.33×107－3.48×107=0.85×107kj所需热蒸汽的最大量为：式中，GA为所需要的热蒸汽量（kg/h）；Q为总需热量（kj/h）；I1为饱和水蒸汽的焓值（kj/kg），I2为消化池控制温度下水的焓值（kj/kg）当采用最大回收热量时，余热能够满足消化池，所需热量，所以夏季所需热蒸汽量介于0～140kg/h之间。1.6脱硫塔脱硫塔2座，每台最大可处理气量为400m3/h，则每天可处理9600m3/d，采用活性氧化铁作为脱硫剂，型号为TCT-1，硫容为15%（质量系数），每天产生沼气量最大为6727.9m3/d，硫化氢含量为15g/m3（数据来源于2003-2005数据统计求平均所得），则每天需要活性氧化铁质量为：672.8kg方案二：2.1沼气产量：Qa=·m=（0.75~1.0）×8085=6064~8085Qa为沼气总产量（m3）；m为污泥消化掉的有机分干重量；为厌氧分解单位重量的有机物所产生的沼气量（m3/kgVSS），一般取0.75-1.0m则沼气产量在6064~8085m3。2.2污泥消化掉的有机分重量运行2座消化池，预浓缩池和后浓缩池仍以现在方式运行，则每天消化池总进泥量为750m3，因为消化池进泥有机分为56.0%，当消化时间达到20d以上时，Fv小于3.0kg/(m3·d)，有机物分解率可以达到35%以上。故消化的污泥质量为：m=Ci×V×fi×η=5.5%×1000×750×56.0%×35%=8085kgCi为污泥浓度（污泥含固率与水密度的乘积），V为污泥体积，fi为有机分含量，η为有机物分解率。2.3消化池进泥量确定根据实验室所测数据：进消化池的污泥含固率在5.5%（采用目前的运行方式），有机分在56.0%（由A段、B段、A2O有机质含量加权平均得），消化池2座进行计算：最佳投泥量：Qi为最佳投泥量；FV为消化池最大有机负荷（≤3.0kg/(m3·d)），取1.5kg/(m3·d)；Ci为进泥的污泥浓度（Kg/m3）；fv为进泥干污泥中有机分（%）；V为消化池有效容积。=365.2m3核算消化时间：（6）Tm为最短允许消化时间（一般在20-30d之间），消化时间一般在20-30d范围之内，若采用20d，反算最佳投泥量：Qi=则Fv为：Fv=也满足条件，故消化池进泥量采用375m3，2座消化池总进泥量为750m3。2.4沼气发电量计算：采用两种计算方法，第一种为利用胜动集团发电机组计算发电量；第二种采用理论值，一般转换效率为20%~30%，采用20%计算。①由于沼气产量为6064~8085m3/d，拟采用胜动集团发电机，型号为500GF-RZ，发电量为400kw，耗气量为230m3/h，则每天耗气为5520mW=400×24×330=316.8万度②理论最小为：W=（8）==7749度理论最大为：W===10331度Qa为沼气总产量（m3）；q为沼气热值，一般为5500kcal/m3（初步设计数据），每年发电量分别为：最少7749×330=255.7万度，最多10331×330=340.9万度。2.5余热利用：消化池进泥温度冬季大约为18℃，需加热到33~35℃；夏季大约为23.5℃，需加热到（1）冬季消化池内每日加热新鲜污泥所需热量：=4.183×750×1000×（35-18）kj=5.33×107kj设消化池热损失为为加热新鲜污泥所需热量的40%（采用原初步设计数值），则热损失为：Q1=0.4×5.33×107kj=2.13×107kj则消化池总需热量为： Q总=Q+Q1=5.33×107kj+2.13×107kj=7.46×107kj（2）夏季消化池内每日加热新鲜污泥所需热量：=4.183×750×1000×（35-23.5）kj=3.61×107kj设消化池热损失为为加热新鲜污泥所需热量的20%，则热损失为：Q1=0.2×3.61×107kj=0.72×107kj则消化池总需热量为： Q总=Q+Q1=3.61×107kj+0.72×107kj=4.33×107kjm为每日进泥量(kg)，T为污泥加热所提高的温度值。C为4.183。沼气可回收余热，沼气热值取5500kcal/m3（此数据源于初步设计），且余热利用率在30%~35%之间，采用30%，沼气产量为6064~8085m3故可回收余热：最小为：w=4.182×Qa×q×η=4.182×6064×5500×30%=4.18×107kj最大为：w=4.182×Qa×q×η=4.182×8085×5500×30%=5.58×107kjQa为沼气总产量（m3）；q为沼气热值，一般为5500kcal/m3（初步设计数据），η为余热利用率。因此余热不是十分充足以供污泥加热，因此必须采用其他加热方式辅助加热。（1）冬季采用蒸汽加热，所需蒸汽的最大热量为：Q=7.46×107－4.18×107=3.28×107kj所需热蒸汽的最大量为：式中，GA为所需要的热蒸汽量（kg/h）；Q为总需热量（kj/h）；I1为饱和水蒸汽的焓值（kj/kg），I2为消化池控制温度下水的焓值（kj/kg）。所需蒸气的最小热量为：7.46×107－5.58×107=1.88×107kj所需热蒸汽的最小量为：冬季所需热蒸汽量介于309.2～539kg/h之间。（2）夏季采用蒸汽加热，所需蒸汽的最大热量为：Q=4.33×107－4.18×107=0.15×107kj所需热蒸汽的最大量为：式中，GA为所需要的热蒸汽量（kg/h）；Q为总需热量（kj/h）；I1为饱和水蒸汽的焓值（kj/kg），I2为消化池控制温度下水的焓值（kj/kg）当采用最大回收热量时，余热能够满足消化池，所需热量，所以夏季所需热蒸汽量介于0～25kg/h之间。1.6脱硫塔脱硫塔2座，每台最大可处理气量为400m3/h，则每天可处理9600m3/d，采用活性氧化铁作为脱硫剂，型号为TCT-1，硫容为15%（质量系数），每天产生沼气量最大为8085m3/d，硫化氢含量为15g/m3（数据来源于2003-2005数据统计求平均所得），则每天需要活性氧化铁质量为：808.5kg二、成本分析1、选一台胜动发电机，型号为500GF-RZ，具体投资情况：序号设备名称单位数量单价估价（万元）1500GF-RZ集装箱式沼气发电机组台11501502机组基础m3400.0523电站安装调试费台1554预备费305吊装运输费台1116勘察设计费307总计2182、将现有设备更换或维修需要投资情况：附表现有设备情况统计表序号设备名称数量型号功率（KW）设备现状存放地点生产厂家或时间能否使用分析建议更换品牌备注价格1沼气增压泵3台70*3坏二楼否全部更换二用一备用水60L/min×21502循环水管道泵1台1.1好一楼国产使用3污泥循环泵流量计1台坏一楼否更换E+H34热交换器1台好一楼能使用需检修5热交换器热水阀门6个坏一楼更换1.26消化池顶部安全阀2个坏消化池顶外否更换47消化池进泥泵2台7.5*2/100m3好进泥泵房能增加备用1台48消化池PH计2台坏一楼外否更换E+H29加氧系统1套坏脱硫塔外否更换E+H410沼气流量计1台坏脱硫塔外否更换E+H211压力变送器1个坏2#消化池顶外否更换E+H0.512沼气燃烧塔1座坏燃烧塔外否更换13管路主电磁阀1个坏燃烧塔外否更换1.514点火电磁阀2个坏燃烧塔外否更换