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一、沼气来源及利用
二、沼气安保、净化、储存、分配设施设备配置状况
三、沼气发动机-余热回收-发电机组设施设备配置状况
四、沼气热电联供经济分析
五、沼气热电联供运行维护方式及现存问题

北京排水集团高碑店污水处理厂
沼气热电联供情况介绍

   北京排水集团高碑店污水处理厂是北京市拟建的15座城市污水处理厂中规模最大的，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9661公顷流域范围内的污水收集与治理任务，服务人口240万，厂区总占地68公顷，总处理规模为每日100万立方米，约占北京市目前污水总量40％。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。一期工程日处理污水50万立方米，总投资5.24亿元人民币，于1990年开工，1993年底建成通水，1998年底一期泥区运行成功；二期工程日处理污水50万立方米，总投资11.2亿元人民币，于1995年开工，1999年9月建成通水，2002年底二期泥区运行成功；自1993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，取得了明显的社会效益和环境效益。
一、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53000方，目前约25000方，其主要成份为甲烷（CH₄）。其典型的组成为：

              CH₄       60%
              CO₂       30%
              N₂        8.0%
              CO        0.3%
              H₂S       0.1%
              其它      1.2%
              LHV       5000-6000kcal/Nm³

   经科学认定，作为温室气体的甲烷CH₄对大气的危害是C0₂的24.5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，以甲烷为主要成份的生化沼气是非常理想的再生能源。在城市污水处理行业，生化沼气利用途径一般有三种：
1．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50%;
2．沼气内燃机-余热回收-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85％到90%;
3．沼气内燃机-余热回收-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85%90%；
   高碑店污水处理厂对生化沼气采用“沼气内燃机一余热回收一发电机组”利用途径，共计7台机组，总发电功率近4MW，总热功率约5MW，能够解决全厂优％的用电量和污泥消化5肌的用热量，是一种典型的小型“燃气热电联供”模式。
二、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，典型值如下表，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。
表：对燃气质量的要求：

   工程实践中，生化沼气净化处理过程一般可归纳为沼气脱硫、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-余热回收-发电机组”，共计4套，由美国库伯公司供货，沼气内燃机型号为6GTLB，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；6GTLB型沼气内燃机对进气压力要求2bar到5bar，而消化池产生沼气压力一般为0.02bar，不超过0.035bar，故相应配置2台沼气增压机（由美国AC公司供货，型号为Ro-Flo Mode1 H11SM），1座2000方的高压球罐等，这种增压处理伴生了一部分沼气除湿功能。具体处理工艺线路如下图：

   高碑店污水处理厂二期“沼气内燃机-余热回收-发电机组”，共计3套，由奥地利颜巴赫公司供货，沼气内燃机型号为JMS316GS-B.L，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50％的NaOH碱溶液；JMS316GS-B.L型沼气内燃机对进气压力要求0.05bar到0.1bar，故相应配置2台管道式沼气增压器直接增压后进沼气内燃机。具体处理工艺线路如下：








   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

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