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1、沼气发酵罐施工方案一、编制说明：1. 1本工程为2000m3沼气罐现场制作安装，为确保工程安全、优质、高效， 特编制此方案。1. 2此方案中对施工准备、施工程序、施工方法和技术要求、质量标准、施 工质量、安全保证措施、冬雨季施工措施等均作了详细地说明。二、编制依据：2. 1钢制焊接常压容器JG/T4735-1997；2. 2工业设备、管道焊接工程施工验收规范GB50235-97；2. 3宿州中粮生物化学有限公司沼气罐制作施工图；2. 4焊接结构技术要求(HG20583-1998)；2. 5焊缝射线探伤标准(JB4735-97)。2. 6石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范(SH3046-92
2、)。2. 7立式圆筒形钢制焊接贮罐施工及验收规范(GB50128-2005)。2. 8钢制压力容器焊接规程(JB/4709-2000)。三、工程概况：3. 2000m3沼气发酵罐是沼气项目工程中的重要设备，为立式圆柱体上封头 下锥底裙座设备。它主要由裙座、下锥底、筒体、上封头、接管等附件组成， 沼气罐本体材料为Q235B。沼气发酵乂称为厌氧消化、厌氧发酵和甲烷以酵，是指有机物质(如人畜家禽 粪便、秸秆、杂草等)在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过种类繁多、数 量巨大、且功能不同的各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等混 合性气体(沼气)的复杂的生物化学过程。一、沼气发酵微生物沼气发酵微
3、生物是人工制取沼气最重要的因素，只有有了大量的沼气微生物， 并使各种类群的微生物得到基本的生长条件，沼气发酵原料才能在微生物的条 件下转化为沼气。1、沼气微生物的种类沼气发酵是一种极其复杂的微生物和化学过程，这一过程的发酵和发展是五大 类群微生物生命活动的结果。它们是：发酵性细菌、产氢产乙酸菌、食氢产甲 烷菌和食乙酸产甲烷菌。这些微生物按照各自的营养需要，起着不同的物质转 化作用。从复杂无机物的降解，到甲烷的形成，就是由它们分工合作和相互作 用完成的。在沼气发酵过程中，五大类群细菌构成一条食物链，从各类群细菌的生理代谢 产物或它们的活动对发酵液酸碱度（pH）的影响来看，沼气发酵过程可分为 产酸
4、阶段和产甲烷阶段。前三群细菌的活动可使有机物形成各种有机酸，因此， 将其统称为不产甲烷菌。后二群细菌的活动可使各种有机转化成甲烷，因此， 将其统称为产甲烷菌。1、不产甲烷菌在沼气发酵过程中，不能直接产生甲烷微生物统称为不产甲烷 菌。不产甲烷菌能将复杂的大分子有机物变成简单的小分子量的物质。它们的 种类繁多，现已观察到的包括细菌、真菌和原生动物三大类。以细菌种类最多， 目前已知的有18个属51个种，随着研究的深入和分离方法的改进，还在不断 发现新的种。根据微生物的呼吸类型可将其分为好氧菌、厌氧菌、兼性厌氧菌 三大类型。其中，厌氧菌数量最大，比兼性厌氧菌、好氧菌多100200倍，是 不产甲烷阶段起
5、主要作用的菌类。根据作用基质来分，有纤维分解菌、半纤维 分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌和其他一些特殊的细菌，如 产氢菌、产乙酸菌等。2、产甲烷菌在沼气发酵过程中，利用小分子量化合物 形成沼气的微生物统称为产甲烷菌。如果说微生物是沼气发酵的核心，那么产 甲烷菌乂是沼气发酵微生物的核心，产甲烷菌是一群常特殊的微生物。它们严 格厌氧，对氧和氧化剂非常敏感，适宜在中性或微碱性环境中生存繁殖。它们 依靠二氧化碳和氢气生长，并以废物的形成排出甲烷，是要求生长物质最简单 的微生物。产甲烷菌的种类很多，目前已发现的产甲烷菌有3目、4科、7属 和13种，根据它们的细胞形态、甲烷螺旋形菌类。产甲烷菌
6、生长缓慢，繁殖 倍增时间的15倍。由于产甲烷菌繁殖较慢、在发酵启动时，需加入大量甲烷 菌种。产甲烷菌在自然界广泛分布，如土壤中，湖泊、沼泽中，反刍动物（牛 羊等）的肠胃道，淡水或碱水池塘污泥中，下水道污泥，腐烂秸秆堆，牛马粪 以及城乡垃圾堆中都有大量的产甲烷菌存在。由于产甲烷菌的分离、培养和保 存都有较大的困难，迄今为止，所获得的产甲烷菌的纯种不多。一些菌的培养 方法没有过关，所以对产甲烷菌的生理生化特征还不清楚，产甲烷菌的纯种还 不能应用于生产，这些直接影响到沼气发酵研究的进展，也是影响沼气池产气 率提高不快的重要原因。二、沼气发酵微生物的作用在沼气发酵过程中，不产甲烷菌与产甲烷菌相互依 赖
7、，互为对方创造维持生命活动所需的物质基础和适宜的环境条件；同时乂相 互制约，共同完成沼气发酵过程。它们之间的相互关系主要表现在下列几个方面：1、不产甲烷菌为产甲烷菌提供营养原料中的碳水化合物、蛋白和脂肪等复杂 有机物不能直接被产甲烷菌吸收利用，必须通过不产甲烷菌的水解作用，使其 形成可溶性的简单化合物，并进一步分解，形成产甲烷菌的发酵基质，这样， 不产甲烷菌通过其生命活动为产甲烷菌源源不断地提供合成细胞的基质和能 源。另一方面，产甲烷菌连续不断地将不产甲烷菌所产生的乙酸、氢和二氧化 碳等发酵基质转化为甲烷，使厌氧消化中不致有酸和氢的积累，不产甲烷菌也 就可以继续正常的生长和代谢。由于不产甲烷菌
8、与产甲烷菌的协同作用，使沼 气发酵过程达到产酸和产甲烷的动态平衡，维持沼气发酵的稳定运行。2、不产甲烷菌为产甲烷菌创造适宜的厌氧生态环境 在沼气发酵启动阶段，由 于原料和水的加入，在沼气池中随时之进入了大量的空气，这显然是对产甲烷 菌有害的，但是由于不产甲烷菌类群中的好氧和兼性厌氧微生物的活动，使发 酵液的氧化还原电位（氧化还原电位愈低，厌氧条件愈好）不断下降，逐步为 产甲烷菌的生长和产甲烷菌创造厌氧生态环境。3、不产甲烷菌为产甲烷菌清除有毒物质 在以工业废弃物为以酵原料时，其中 往往含有酚类、苯甲酸、氤化物、长链脂肪酸和重金属等物质。这些物质对产 甲烷菌是有毒害作用的。而不产甲烷菌中有许多菌
9、能分解和利用上述物质，这 样就可以解除对产甲烷菌的毒。此外，不产甲烷菌发酵产生的硫化氢（H2S） 可以与重金属离子作用，生成不溶性的金属硫化物而沉淀下来，从而解除了某 些重金属的毒害作用。4、不产甲烷菌与产甲烷菌共同维持环境中适宜的酸碱 度在沼气发酵初期，不产甲烷菌首先降解原料中的淀粉和糖类等，产生大量 的有机酸。同时，产生的二氧化碳也部分溶于水，使发酵液的酸碱度（pH） 下降。但是，由于不产甲烷菌类群中的氨化细菌迅速进行氨化作用，产生的氨 (NH3)可中和部分有机酸。同时，由于甲烷菌不断利用乙酸、氢和二氧化碳 形成甲烷，而使发酵液中有机酸和二氧化碳的深度逐步下降。通过两类群细菌 的共同作用，
10、就可以使pH稳定在一个适宜的范围。因此，在正常发酵的沼气 池中，pH始终能维持在适宜的状态而不用人为的控制。三、沼气发酵微生物的特点理论和实践证明，沼气发酵过程实质上是多种类群 微生物的物质代谢和能量代谢过程，在此过程中，沼气发酵微生物是核心，其 发酵工艺条件的控制都以沼气发酵微生物学为理论指导。具有以下特点：1、 分布广，种类多上至1.2万米的高空，下至2千米的地层深处都有微生物的 踪迹。目前，已被人们研究过的微生物约有3万4万种之多。沼气微生物在 自然界中分布也很广，特别是在沼泽、粪池、污水池以及阴沟污泥中存在有各 种各样的沼气发酵微生物，种类达200300种，它们是可利用的沼气发酵菌种
11、的源泉。2、繁殖快，代谢强在适宜条件下，微生物有很高的繁殖速度。产酸 菌在生长旺盛时，20分钟或更短的时间内就可以繁殖一代，产甲烷菌繁殖速 度较慢，约为产酸菌的1/15。微生物所以能够出现这样高的繁殖速度，主要因 为它们具有极大的表面积和体积比值，例如直径为1微米的球菌，其面积和体 积的比值为6万，而人的这种比值却不到1。所以，它能够以极快的速度与外 界环境发生物质交换，使之具有很强的代谢能力。3、适应性强，容易培养与 高等生物相比，多数微生物适应较强，并且容易培养。在自然条件下，成群体 状态生长的微生物更是如此。例如，沼气池里的微生物(主要是厌氧和兼性厌 氧两大菌群)在1060度条件下，都可
12、以利用多种多样的复杂有机物进行沼气 发酵。有时经过驯化培养后的微生物可以加快这种反应，从而更有效地达到生 产能源和保护环境的目的。3. 2设备实物工作量如下表:序号设备名称规格型号mm材质单位数量11#沼气罐15800*H2835Q235B台1四、施工准备:4. 1技术准备4. 1. 1组织有关人员对图纸进行会审，及时发现并解决图纸中存在的问题。4. 1. 2施工方案已经审批，并对施工人员进行技术交底和技术培训，明确施 工方法/施工程序及质量标准要求。4. 1. 3审查原材料质量证明书，组织材料验收、清点，现场的原材料应对其 规格、数量、质量进行检查。4. 1. 4确认焊工资格，凡参加沼气罐制
13、作施工的焊工，必须持劳动部门颁发 的且钢材组别、焊接方法和焊接位置与实际工程相一致的焊接资格证，否则不 得上岗。4. 2施工现场准备4. 2. 1施工用的水、电、气可满足需要，并能保证连续施工。4. 2. 2设备基础及预埋件已完成，施工区域空间满足设备预制条件。4. 2. 3施工所需材料供应到75%以上。4. 2. 4施工所需工、机具已齐全，并处于完好状态。五、施工方法的选择：采用群桅杆倒链多点倒装施工法，即在沼气罐基础环板 =9.2m直径单台 对称均布12根高3m的金属桅杆9 219X6的无缝钢管，材料利用甲方材料 制作）焊接在沼气罐基础环板上，桅杆两侧焊接拉撑（Z75X75X10）并焊在
14、沼气罐基础环板上，每根桅杆的顶部配一个10T的倒链作为起吊工具，每次 起吊的高度稍高于带板宽度。罐壁吊点设在距壁板上口 1/3位置处。上部带板 首先组装，同时将连接其上的角钢圈装好。吊时，由12人同时操作手拉葫芦， 要求用力、速度尽量均匀一致。以免发生倾斜，依照此方法依次组装以下各带 板。由此可知，采用倒装施工的关键在于选择吊装工具，下面就倒链的选择进行可 行性分析：5. 1起吊倒链的选择及可行性分析根据罐体部分起吊部分的总重量吨，选择了 10T的起吊倒链。由于每个倒 链承受的实际最大重量可用下式来表达：W=QKN式中：Q起升罐体的总重量（Q=52吨）N倒链的数量（与立柱数量相同），N=12K
15、倒链的工作效率。一般取K=0.7 所以W二 一52 =6.2 吨 V10T。12X0.7 故选择10T起升倒链可行。（其它储罐的施工方法同上）六、施工程序、方法、技术要求及质量标准6. 1施工程序施工前准备（技术、材料、工机具、现场准备）一材料验收一基础验收 -下料一基础环板预制安装一上封头及壁板卷制一群桅杆制作一群桅杆安装、 吊装工具安装一胀圈制安一上封头安装一筒体I组装一筒体II组装一裙座组 装一下椎体组装一桅杆拆除及罐内件制安一外部附件制安、质量总检一设备充 水试验一设备整体检验一交工6. 2施工技术要求6. 2. 1基础环板的预制： 环板应按环板排版图下料，环板的排版直径应按设计直径放大0.10.2%。 边缘板沿罐底半径方向在最小尺寸不得小于700mm。6. 2. 2包边角钢制作：按照图纸要求下料，其对接缝和壁板的纵缝应错开200mm以上。 角钢应先扣成方钢，用卷板机卷制成型。 用弧样板检查弧度，制成多段圆弧后再组装拼接。6. 2. 3壁板的预制： 壁板的宽度不得小于1m，长度不得小于2m。 应按筒体排版图放样下料，下料后的壁板应放在卷板机上滚圆，滚圆后 的钢板应立放在平台上，用弧样板检查弧度，弧样板的长度应不小于1.5m。 卷制前，应检查坡口的质量，钢板的切割和坡口的加工采用半自动切割 机乙-氧焰切割，钢板边缘加工面应平滑，不得有夹渣、分层、裂纹及溶渣等 缺
