CECS339-2013 地源热泵式沼气发酵池加热技术规程.docx

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1、中国工程建设协会标准地源热泵式沼气发酵池加热技术规程TechnicalspecificationforheatingbiogasreactorbygroundsourceheatpumpCECS3392013主编单位：同济大学批准单位：中国工程建设标准化协会施行日期：2013年8月1日中国计划出版社2013北京中国工程建设标准化协会公告第136号关于发布地源热泵式沼气发酵池加热技术规程的公告根据中国工程建设标准化协会关于印发2010年第二批工程建设协会标准制订、修订计划的通知（建标协字12O1OJ91号）的要求，由同济大学等单位编制的地源热泵式沼气发酵池加热技术规程,经本协会组织审查，现批准发

2、布，编号为CECS3392013,2013年8月1日起施行.中国工程建设标准化协会二。一三年五月六日根据中国工程建设标准化协会关于印发2010年第二批工程建设协会标准制订、修订计划的通知（建标协字201091号）的要求，标准编制组经广泛调查研究，认真总结各地实践经验，参考有关国内外标准，在广泛征求各方意见，的基础上，制定本规程。本规程共分5章和3个附录，主要技术内容包括：总则，术语，设计，施工，试验、调试及验收。根据原国家计委计标09861649号文关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知的要求，推荐给工程建设设计、施工等使用单位和工程技术人员采用。本规程由中国工

3、程建设标准化协会归口管理，由同济大学（上海市杨浦区四平路1239号，邮政编码：200092）负责解释。在使用中如发现需要修改和补充之处，请将意见和资料邮寄解释单位。主编单位：同济大学参编单位：上海林海生态技术有限公司上海同悦节能科技有限公司上海戎源环境科技有限公司同方人工环境有限公司北京矿大节能科技有限公司广州大学珠海兴业绿色建筑科技有限公司主要起草人：谭洪卫朱洪光石惠娴雷勇庄智陈淑琴李亮秦朝葵赵建林吴建兵牛永胜王建学周孝清李进张玲主要审查人：张国强郁松涛吴喜平叶海王立雄陈金华符立伟1 总则(1)2 术语(2)3 设计(4)3.1 一般规定(4)3.2 沼气发酵池热负荷计算(4)3.3 加热系

4、统方案的确定(7)3.4 地热能换热系统设计(8)3.5 加热系统末端设计(8)3.6 监测与控制系统设计(10)4 施工(11)4.1 一般规定(11)4.2 加热系统末端施工(U)4.3 防护与绝热(12)5试验、调试及验收(13)5.1 一般规定(13)5.2 试验与调试(13)5.3 系统验收(15)附录A沼气发醉池经济保温厚度计算方法(16)附录B典型地区沼气发酵池热负荷概算指标(17)附录C池内加热盘管布置方式(20)本规程用词说明(21)引用标准名录(22)附:条文说明(23)Contents1 Generalprovisions(1)2 Terms(2)3 Design(4)3

5、.1 Generalrequirement(4)3. 2Heatloadofbiogasdigestercalculation(4)4. 3Heatingsystemproposalconfirmation(7)5. 4Geothermalexchangesystemdesign(8)6. 5Terminaldeviceofheatingsystemdesign(8)7. 6Monitoringandcontrolsystemdesign(10)4Construction(11)4.1 Generalrequtremenl(11)4. 2Terminaldeviceofheatingsyste

6、mconstruction(11)8. 3Protectionandthermalinsulation(12)5Checking,testingandacceptance(13)5.1 Generalrequirement(13)9. 2Checkingandtesting(13)5.3Acceptance(15)Appendix A Calculationmethodfortheeconomicinsulationthinknessofbiogasdigester(16)Appendix B Computationindexofheatloadofbiogasdigesterintypica

7、larea(17)Appendix C Heatingcoilarrangementinbiogasdigester(20)Explanationofwordinginthisspecification(21)1.istofquotedstandards(22)(23)Addition：Explanationofprovisions.o.1为使地源热泵式沼气发酵池加热系统设计、施工及调试、验收做到技术先进、经济合理、安全适用,保证工程质量,制定本规程。1.0.2本规程适用于没有沼气发电余热等其他廉价热源、采用中温发酵工艺新建和改、扩建的大、中型沼气发醉池的地源热泵加热系统工程设计、施工及验收。

8、1.0.3地源热泵式沼气发酵池加热系统设计、施工及调试、验收除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2术语2.0.1沼气工程biogasplant以规模化厌氧消化为主要技术，集污水处理、沼气生产、资源化利用为一体的系统工程。2.0.2沼气发酵池biogasreactor用于制取沼气的厌氧消化装置，又称厌氧消化器。2.0.3进料feed经过粉碎、除沙、混合、稀释等处理后，将要进入沼气发酵池内或加热计量池内的发酵原料。2.0.4水力停留时间hydraulicretentiontime(HRT)待处理污水在反应器内的平均停留时间，即一个消化器内的消化液按体积计算被全部置换所需要的时间。2.

9、0.5地热能换热系统geothermalexchangesystem提取浅层地热能资源的热交换系统,包括土壤换热系统、地表水换热系统、地下水换热系统三种形式。2.0.6水源热泵机组water-sourceheatpumpunit以水或添加防冻剂的水溶液为冷/热端传热介质的热泵,本规程特指水-水热泵。2. 0.7加热系统末端terminaldeviceofheatingsystem用于加热沼气发酵池内料液的热交换装置，有池内加热盘管和池外换热器两种形式。2.0.8地源热泵加热系统groundsourceheatpumpheatingsystem由地热能换热系统、加热系统末端、水源热泵机组和控制系

10、统组成的、为沼气发酵池内料液增温的系统。2.0.9围护结构耗热量heatlossofenvelope在沼气发酵池内外温差的作用下，池壁、池底和池顶等围护结构与周边环境的热交换引起的热量损失，单位为W.2.0.10进料耗热量heatlossbyfeeding将进料加热至池内设计温度时所消耗的热量，单位为MJd.2.0.11生物热bio-heat微生物在生长繁殖过程中本身所产生的热量，单位为Wo2.0.12搅拌热stirring-heat搅拌器在搅拌过程中，带动发酵液做机械运动，造成液体与设备之间、液体与液体之间的摩擦而产生的热量，单位为We2.0.13沼气发酵池热负荷heatloadofbiog

11、asdigester(HLBD)在某一室外温度下，为达到要求的沼气发酵池内温度，加热系统在单位时间内向沼气发酵池供给的热量,单位为We2.0.14沼气发醉池热负荷概算指标computationindexofHLBD在方案初步设计或扩初阶段，为了对沼戈工程热负荷进行快速计算而提出的沼气发酵池热负荷估算指标，包括围护结构热负荷指标(W?)和日进料耗热量指标MJ(r113d)。3.1 一般规定3.1.1 地源热泵式沼气发酵池加热系统的方案设计前,应进行工程场地状况调查和浅层地热能资源勘察。工程勘察应符合现行国家标准地源热泵系统工程技术规范GB50366中的相关规定。3.1.2 地源热泵式沼气发酵池加

12、热系统的设计应以设计合同书、业主要求、地源热泵工程勘察报告、沼气工程相关工艺参数为依据。3.1.3 地源热泵式沼气发酵池加热系统的设计应包括下列内容：1沼气发酵池热负荷计算；2加热系统方案的确定；3地热能换热系统设计；4加热系统末端设计；5监测与控制系统设计。3.1.4 地源热泵式沼气发薛池加热系统设计文件应包括设计总说明、系统原理图、平面布置图、设备选型及安装大样图等。3.1.5 对于配备地源热泵加热系统的沼气工程,应对沼气发酵池体进行保温，并且应采取外保温的形式,经济保温厚度计算方法可按本规程的附录A执行。3.2 沼气发薛池热负荷计算3.2.1 沼气发酥池热负荷,应根据沼气发酵池的下列散失

13、和获得的热量确定：1围护结构耗热量；2进料耗热抵；3内部得热量（搅拌热、生物热兀3.2.2 围护结构耗热量应包括基本耗热量和附加耗热量。3.2.3 围护结构的基本耗热量应按下式计算：Qw=KA（J-J）（3.2.3）式中:Q.围护结构的基本耗热量（W）；K围护结构的传热系数W（?C）IA围护结构的面积（mD,取围护结构的外表面面积；tn沼气发酵池内计算温度（C）;U沼气发酵池外计算温度（C）.3.2.4 2.4地上部分围护结构的附加耗熬量,应按其占基本耗热盘的百分率确定。各项附加百分率,宜按下列规定的数值选用：1朝向修正率北、东北、西北0-10%东、西一5%东南、西南10%一15%南15%30

14、%池顶（冬季）一10%一20%池顶（夏季）0-5%2风力附加率f,沼气发醉池在不避风的高地、河边、海岸、旷野上时,垂直的外围护结构附加5%10%。3高度附加率八：对于高度超过3m的沼气发酵池，每高出Im应附加2%,但总的附加率不应超过15%。3.2.5 计算围护结构耗热量时，沼气发酵池内计算温度应根据沼气工程工艺参数确定,对于具有明显温度分层的沼气发酵池,应根据温度梯度在高度方向进行必要的修正.温度梯度值不能确定时，可按本规程第3,2.4条第3款规定的高度附加率进行修正。3.2.6 进料耗热量应按下式计算：Qf=mf（-l）（3.6Tr）（3.2.6）式中，Q,进料耗热量（W）,Q进料比热容kJ(kgC),不能确定时可取4.18kJ(kgOjm1每天的进料量(kg/d)；ti进料温度(C);Tt每天的进料时间(hd)3.2.7 内部得热最主要包括生物热和搅拌热两部分,生物热应按下式计算：Qb=0.334Vgb(3.2.7-1)式中:Qb生物热(W)；匕每天的产气量(d);他一每摩尔甲烷产量的生物热(kJmoI),取135.6kj/mol。当采用机械搅拌方式时,搅拌热应按下式计算：Q,=100On1n2N/7(3.2.7-2)式中:Q,机械搅拌热(W)；N搅拌机的电动机功率(kW)；电动机效率。电机在沼气发酵池内时，？取75%89%；电动机在沼气发酵池外时，取1