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一、造纸厂沼气发电的背景和意义：
1、造纸工业是我国重要的经济基础产业，纸产品的消费水平已经成为衡量一个国家现代化和文明程度的重要标志之一。我国造纸业在具有广阔发展前景的同时，也面临着巨大的能耗和环保压力，对资源的可持续发展构成了严峻的挑战，节能降耗和造纸废水治理不仅是造纸业生存发展的基本条件，也是造纸业社会责任的一种体现。
2、沼气发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它是将沼气用于发动机上，通过综合发电装置将生物质转化成电能和热能。沼气发电技术是实现粪污、农作物秸秆和有机废物废水等各类生物质资源能源化的有效途径之一，具有、节能、安全和环保的综合效益。
3、经过厌氧处理的造纸厂污水，不仅甲烷（CH4）含量高，通过沼气发电机组和余热回收系统能有效产生经济效益，而且有效的去除有机废物，降低化学需氧量（COD）和各项氨氮指标，有利于污水处理达标排放，所以造纸厂的沼气发电、造纸废水治理不仅解决了环保问题，保护了环境，而且变废为宝，产生大量的电能和热能，造纸厂沼气发电可行性报告符合能源再循环利用的环保理念，具有很大的经济效益和社会效益。
二、造纸厂沼气发电的工艺设计和设备配置：
1、造纸厂的沼气发电，一般由厌氧单元、净化单元、发电单元和余热利用单元组成。
、厌氧和净化单元一般造纸厂都具备这些设备，沼气纯度越高、杂质越少发电效率越高，发电机组的维护成本就越低，使用寿命就越长，产生的经济效益就越大。因此，净化单元需要在造纸厂原有基础上要改进。净化单元主要设备有脱硫塔、脱水塔和过滤塔。厌氧单元产生沼气成分主要包括甲烷、悬浮固体颗粒、蒸汽、硫化氢以及二氧化碳等，其中导致管路堵塞的是固体颗粒沉积，对管路和发动机产生腐蚀的是硫化氢，阻碍燃烧效率、降低热值的是水和二氧化碳等，因此，净化单元很重要，硫化氢去除效率要达到90%以上，除水率要达到95%以上，固体颗粒设计去除大于等于20毫克的和大于等于3μm的固体颗粒斜径。
第二、发电单元和余热回收利用单元。发电单元用沼气发电组接收沼气，将沼气生物质能转化为动能和热能，动能带动发电机组发电，热能由余热利用单元回收利用。按照以往项目经验，1方沼气能产生1.8-2.5度电，每天20000方沼气至少产生36000度电，余热可以带动两台1h/t锅炉供应造纸厂的生产和生活。
根据日产20000方沼气的造纸厂，设计山东诚星新能源科技有限公司1000KW沼气发电机组两台，余热回收可以接入原造纸厂锅炉。造纸厂沼气发电可行性报告中的具体机组配置如下：
机组型号 | CX-1000GFQ | ||||
生产厂家 | 山东诚星新能源科技有限公司 | ||||
输出容量（KVA） | 1250 | ||||
输出功率（KW） | 1000 | ||||
输出电流（A） | 1800 | 输出电压(V) | 400/230 | ||
频率（HZ） | 50 | 功率因数 | 滞后0.8 | ||
相数与线制 | 三相四线制 | 电压调整 | 自动恒压系统 | ||
电压测试 | 三相检测 | 电流测试 | 三相检测 | ||
稳态电压调整率 | ≤±1.0% | 稳态频率调整率 | ≤±5% | ||
稳态电压波动率 | ≤±0.5% | 稳态频率波动率 | ≤±0.5% | ||
瞬态电压调整率 | -15%—+20% | 瞬态稳定时间 | -10%—+10% | ||
电压稳定时间 | ≤1S | 频率稳定时间 | ≤3S | ||
电压整定上升范围 | ≥5.0% | 电压整定下降范围 | ≤-5% | ||
频率降 | ≤3.0% | 连接方式 | 国际通用SAE 绕性连接 | ||
外形尺寸 长×宽×高（mm） | 6410×2335×2740 | 重量（kg） | 19000 | ||
送电方式 | 自动/手动 | ||||
波形失真 | 正弦波，波型畸变＜5% | ||||
无线电干扰性能 | 电话影响系数TIF＜50，电话谐波系数THF＜2% | ||||
使用环境 | 环境温度≤38℃，海拔高度≤1000m，相对湿度≤60% | ||||
符合标准 | 符合国标GB/T2820-2009 | ||||
发动机 | |||||
品牌 | 石油济柴 | 输出功率（KW） | 1000 | ||
型号 | H16V190ZLZ-2 | 备用功率（KW) | 1250 | ||
引擎结构形式 | 火花塞点火、水冷、16V、四冲程 | ||||
调速方式 | 电子调速 | 转速Rpm/min | 1000 | ||
启动方式 | 24V直流电启动 | 冷却方式 | 闭式水循环风冷 | ||
滤清系统 | 采用整体式更换机油和空气滤清器 | ||||
排气系统 | 采用工业用高降噪效能消音器 | ||||
发 电 机 | |||||
型号 | 1FC6 564-6LA42 | ||||
生产厂家 | 西门子 | ||||
结构、励磁方式 | 三次谐波/无刷励磁 | ||||
防护等级 | IP22 | 绝缘等级 | H | ||
极数 | 4极 | 效率 | 99% | ||
空载电压调整范围 | ≥±5% | 电压控制方式 | AVR自动/手动调压 | ||
电压恢复时间 | ＜1秒 | 频率波动率 | ≤±0.25% | ||
过载能力及时间 | 10%，12小时内允许1小时 | ||||
三、造纸厂沼气发电的效益分析：
1、设备投入成本和造纸厂沼气发电机组价格（单位：万元）
项目 | 数量 | 单价 | 合计 |
山东诚星CX-1000GFQ沼气发电机组 | 2台 | 238 | 476 |
增压系统 | 2台 | 5 | 10 |
发电机组静音箱 | 2套 | 20 | 40 |
并机并网柜 | 2套 | 35 | 70 |
余热回收系统 | 2套 | 45 | 90 |
管线等配套费用 | 20 | 20 | |
合计 | 706 |
2、设备维护成本
项目 | 用量 | 价格 | 折合成每年费用（两台） |
机油 | 1桶/1000h/台 | 4000元/桶 | 72000元 |
防冻液 | 1桶/年/台 | 1000元/桶 | 2000元 |
空滤 | 2个/5000h/台 | 900元/个 | 3600元 |
机滤 | 5个/1000h/台 | 300元/个 | 27000元 |
火花塞 | 16个/6000h/台 | 3000元/个 | 144000元 |
人工维护 | 100000元/年/台 | 200000元 | |
10000小时中修 | 70000元/台 | 120000元 | |
30000小时大修 | 300000元/台 | 200000元 | |
折合成每年 费用（两台） | 768600元 |
3、发电效益
、按照造纸厂日产2万方沼气，每天至少发电3.6万度，按照0.5元/度的电价核算，每天产生效益1.8万元，每年产生经济效益657万元。
第二、余热回收所产生的热能输送到造纸厂的锅炉供生活和生产使用。
四、造纸厂沼气发电合作模式：
1、投资运营模式
投资运营模式就是从沼气增压到发电上网之前，所有的设备都由山东诚星新能源科技有限公司提供，协议期十年，每月按照0.5元/度电费收取造纸厂的费用。协议期后按照双方协商采用其它方式合作。
2、托管运营模式
托管运营模式就是从沼气增压到发电上网之前，所有的设备由造纸厂采购，协议期十年，每月按照0.12元/度电费收取造纸厂的费用，所有机器的运营和维护费用由山东诚星新能源科技有限公司承担，造纸厂沼气发电机组价格详见上页表格。协议期后按照双方协商采用其它方式合作。
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