Zbiorniki na biogaz o pojemności 10 000 m3: Dobór wielkości bufora instalacji

Biogazownia produkuje gaz w tempie wyznaczonym przez biologię, a jednostka kogeneracyjna lub instalacja oczyszczania biogazu zużywa go w tempie wyznaczonym przez sieć, zapotrzebowanie na ciepło lub umowę odbioru. Te dwa tempa nigdy nie pasują do siebie przez długi czas. Magazynowanie jest elementem, który absorbuje niedopasowanie, a gdy jest on zbyt mały, objawy są mylone z problemami procesowymi: silnik wyłącza się w nocy, pochodnia pracuje w weekendy, lub instalacja oczyszczania biogazu zwalnia w godzinach, gdy taryfa jest najlepsza. Przy dziesięciu tysiącach metrów sześciennych zbiornik nie jest już akcesorium; jest to element, który decyduje o tym, czy instalacja jest dysponowalna, czy tylko produktywna.

Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd. (Center Enamel) produkuje zbiorniki do magazynowania i fermentacji biogazu ze szkliwionej stali i dostarczyła pojedyncze zbiorniki o pojemności do 32 000 metrów sześciennych, z rekordowym zbiornikiem o pojemności 21 094 metrów sześciennych dostarczonym w 2020 roku. W skali 10 000 metrów sześciennych kluczowe pytania dotyczą logiki doboru wielkości, typu magazynowania, obwiedni ciśnieniowej i dowodów producenta na to, że geometria działa.

1. Ile magazynu biogazu potrzebuje instalacja?

Objętość magazynowania wynika z niedopasowania między produkcją a zużyciem, a nie tylko z wielkości instalacji. Instalacja zasilająca silnik pracujący w podstawie potrzebuje innego bufora niż instalacja zasilająca jednostkę kogeneracyjną reagującą na sieć lub jednostkę oczyszczania biometanu z sztywną umową odbioru.

• Praca w podstawie: Ciągle pracująca jednostka kogeneracyjna potrzebuje wystarczającego magazynu, aby przetrwać przerwy w zasilaniu i okresy konserwacji, zazwyczaj kilka godzin produkcji.
• Praca reagująca na sieć: Instalacje, które przesuwają generację do okien taryfowych szczytowych, potrzebują magazynu o wielkości pozwalającej na przechowywanie gazu wyprodukowanego w godzinach, w których celowo nie generują, co zazwyczaj jest znacznie większą objętością.
• Oczyszczanie i wtrysk do sieci: Tam, gdzie gaz jest oczyszczany do biometanu, sztywna umowa wtrysku może sprawić, że magazynowanie będzie różnicą między ciągłym wtryskiem a ograniczeniem podczas spadków popytu.
• Minimalizacja spalania na pochodni: Wystarczający bufor do absorpcji planowanych i nieplanowanych przerw w zużyciu jest często najtańszym sposobem na zmniejszenie spalania na pochodni, a spalanie na pochodni jest coraz częściej zgłaszane i karane.
• Mieszanie i zużycie procesowe: Niektóre instalacje pobierają również gaz do mieszania w fermentorze lub do pasteryzacji, a to wewnętrzne zapotrzebowanie powinno być uwzględnione w obliczeniach bufora.

2. Jaki typ magazynu pasuje do 10 000 metrów sześciennych?

W tej skali powszechne są trzy rozwiązania, a wybór jest podyktowany wymaganym ciśnieniem, dostępnością terenu, ograniczeniami planistycznymi oraz oczekiwaniami wizualnymi i zapachowymi otoczenia.

• Zintegrowane magazynowanie na dachu fermentora: Gaz jest magazynowany pod dachem dwumembranowym na samym fermentorze. Jest to najbardziej kompaktowe rozwiązanie i pasuje do instalacji, gdzie objętość fermentora już zapewnia niezbędny bufor.
• Oddzielny zbiornik dwumembranowy: Dedykowany zbiornik na własnym fundamencie oddziela magazynowanie od fermentacji, pozwala na niezależną konserwację i sprawia, że objętość magazynowania jest wyraźna i łatwa do późniejszego rozszerzenia.
• Sztywny zbiornik gazu z aluminiową kopułą: Skręcany stalowy zbiornik z geodezyjną aluminiową kopułą i wewnętrzną membraną zapewnia chroniony przed warunkami atmosferycznymi, długowieczny magazyn gazu o niskim profilu wizualnym.
• Obwiednia ciśnieniowa: Większość magazynowania niskociśnieniowego działa w zakresie od kilku milibarów do około 30 mbar. Ciśnienie robocze określa specyfikację membrany, urządzenia zabezpieczające i obciążenia fundamentów.
• Zabezpieczenia: Obowiązkowe są zabezpieczenia przed nadciśnieniem i podciśnieniem, tłumiki płomieni, odprowadzanie kondensatu w najniższych punktach i szczelna konstrukcja, a system musi być bezpieczny w przypadku nadciśnienia i podciśnienia.

3. Co musi udowodnić producent w tej skali?

Przy dziesięciu tysiącach metrów sześciennych margines błędu inżynieryjnego znika. Geometria musi być zweryfikowana pod kątem obciążeń wiatrem i sejsmicznych, tolerancja fundamentów staje się krytyczna, a historia referencyjna producenta powinna zawierać zbiorniki o porównywalnej skali, a nie długą listę mniejszych zbiorników.

• Weryfikacja konstrukcyjna: Obciążenia płaszcza, dachu i króćców powinny być sprawdzane metodą elementów skończonych zgodnie z obowiązującym kodem, z uwzględnieniem przypadków wiatru i sejsmiki dla konkretnej lokalizacji, a nie ogólnych założeń.
• Tolerancja fundamentów: Duże, skręcane zbiorniki są znacznie mniej tolerancyjne na osiadanie różnicowe niż spawane zbiorniki ze sztywnym pierścieniem. Specyfikacja fundamentów i tolerancja pomiaru są częścią projektu.
• Dowód szczelności gazowej: Klasa śrub, specyfikacja uszczelniacza, sekwencja momentu dokręcania i szczegóły mocowania membrany powinny być udokumentowane, ponieważ w tej skali nawet niewielki wskaźnik wycieku oznacza dużą stratę metanu.
• Porównywalne referencje: Poproś o zbiorniki o podobnej średnicy i objętości, które są w eksploatacji od kilku lat, i poproś o kontakt z referencją.
• Plan dostawy i montażu: W tej skali plan logistyczny i sekwencja montażu są częścią dostarczanych przez inżynierów elementów, a nie czymś, co jest przekazywane zespołowi na miejscu.

Zapewnienie inżynieryjne i wsparcie projektowe

Każdy zbiornik dostarczony przez Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd. (Center Enamel) jest zaprojektowany zgodnie z AWWA D103-09 i EN 1090 z weryfikacją metodą elementów skończonych obciążeń płaszcza, dachu i króćców, szkliwiony w temperaturze 820-930°C pod kontrolą ISO 9001 i ISO 45001, testowany na obecność wad przy 1500 V na całej powierzchni i montowany ze śrubami klasy 8.8 i uszczelniaczem certyfikowanym przez producenta. Zbiorniki do magazynowania biogazu są zaprojektowane zgodnie z AWWA D103-09 i EN 1090 z weryfikacją metodą elementów skończonych obciążeń płaszcza, dachu i króćców dla specyficznych dla danej lokalizacji przypadków wiatru i sejsmiki, wykonane z płyt szkliwionych w temperaturze 820-930 stopni Celsjusza i testowane na obecność wad przy 1500 V, dostarczane z systemami membranowymi, zabezpieczeniami przed nadciśnieniem i podciśnieniem, tłumikami płomieni, odprowadzaniem kondensatu i wsparciem przy uruchomieniu.

Często zadawane pytania (FAQ)

Ile gazu faktycznie może pomieścić zbiornik o pojemności 10 000 m3?

Objętość geometryczna wynosi dziesięć tysięcy metrów sześciennych, ale użyteczny bufor zależy od zakresu ciśnienia roboczego. Zbiornik membranowy niskociśnieniowy wykorzystuje mniejszą część swojej objętości geometrycznej niż zbiornik sztywny o wyższym ciśnieniu, dlatego użyteczny bufor powinien być potwierdzony w odniesieniu do obwiedni ciśnienia roboczego, a nie zakładany na podstawie wielkości zbiornika.

Czy można dodać magazyn do istniejącej instalacji?

Tak, i jest to jedna z zalet konstrukcji skręcanej. Oddzielny zbiornik lub dodatkowy zbiornik można postawić na nowym fundamencie i podłączyć do istniejącego systemu gazowego przy krótkim przestoju, ponieważ nie ma spawania ani prac na gorąco na czynnej instalacji.

Co dzieje się z jakością gazu podczas magazynowania?

Samo magazynowanie nie zmienia znacząco zawartości metanu, ale w najniższych punktach tworzy się kondensat, który musi być odprowadzany, a obecny siarkowodór pozostaje w gazie. Odprowadzanie kondensatu i, tam gdzie jest to wymagane, odsiarczanie powinno być częścią projektu systemu gazowego.

Czy zbiornik magazynowy można skonfigurować do naszego profilu produkcji?

Tak. Objętość, obwiednia ciśnieniowa, konstrukcja membranowa lub sztywna, urządzenia zabezpieczające, obsługa kondensatu i oprzyrządowanie są konfigurowane do instalacji. Należy podać godzinowe profile produkcji i zużycia, a bufor zostanie dobrany do rzeczywistego niedopasowania.