Zbiornik z biogazem - bufor ciśnienia utrzymujący stabilność zakładu

Biogazownia produkuje gaz w sposób ciągły i dość stabilny. Wszystko poniżej – silnik kogeneracyjny (CHP), kocioł, pochodnia, jednostka oczyszczania – zużywa go etapami, wyłącza się niespodziewanie i odmawia ponownego uruchomienia o trzeciej nad ranem. Bez magazynowania między tymi dwoma elementami, każdy problem poniżej staje się awarią powyżej: ciśnienie rośnie, zawory bezpieczeństwa się otwierają, gaz trafia do pochodni, a zmierzona wydajność metanu w instalacji spada poniżej tego, co obiecywał projekt.

Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd. (Center Enamel) dostarcza zarówno zintegrowane z fermentorem kopuły magazynujące, jak i niezależne zbiorniki gazu, a rozmowa o rozmiarze zawsze zaczyna się w tym samym miejscu: nie od objętości, ale od kształtu krzywych produkcji i zużycia oraz okna ciśnieniowego, które akceptuje sprzęt.

Magazynowanie oddziela fermentor od użytkownika. Produkcja gazu z fermentora zmienia się w zależności od dozowania, temperatury i mieszania, zazwyczaj w zakresie plus minus 15-20% średniej dobowej w cyklu 24-godzinnym, podczas gdy silnik CHP pracuje ze znamionowym przepływem gazu lub wcale. Magazynowanie pochłania różnicę, utrzymuje ciśnienie potrzebne dla urządzeń poniżej, daje pochodni czas na uruchomienie przed otwarciem zaworu bezpieczeństwa i pozwala na przeprowadzenie konserwacji bez zatrzymywania fermentora. Bez niego instalacja jest bezpośrednio połączona: każde wyłączenie poniżej jest zdarzeniem nadciśnieniowym powyżej.

• Pochłanianie niedopasowania: Produkcja jest ciągła; zużycie jest etapowe. Magazynowanie wypełnia godzinową różnicę między tymi dwiema krzywymi.
• Stabilność ciśnienia: Silniki i palniki potrzebują stałego ciśnienia zasilania. Magazynowanie zapewnia objętość, która umożliwia kontrolę ciśnienia.
• Czas na uruchomienie pochodni: Zawór bezpieczeństwa otwiera się w ciągu sekund; system pochodni potrzebuje kilkudziesięciu sekund na zapalenie. Objętość magazynowa zapewnia ten margines.
• Okres konserwacji: Z magazynowaniem, urządzenia poniżej mogą być zatrzymane na godziny bez odpowietrzania lub zakłócania pracy fermentora.
• Zmierzona wydajność: Instalacje bez odpowiedniego magazynowania spalają gaz, który został już wyprodukowany, a strata objawia się jako niedobór wydajności, a nie jako usterka.

Rozmiar należy określić na podstawie krzywych, a nie na podstawie reguły kciuka. Narysuj godzinową produkcję gazu w stosunku do godzinowego zużycia w najgorszym możliwym dniu, zintegruj różnicę, a największy skumulowany nadwyżka lub deficyt jest wymogiem magazynowania – zazwyczaj od dwóch do sześciu godzin średniej produkcji dla instalacji ze stabilnym obciążeniem CHP, i więcej tam, gdzie zużycie jest przerywane. Następnie zastosuj krytyczną korektę: objętość użytkowa nie jest objętością geometryczną. W niskociśnieniowym zbiorniku pracującym między 5 a 30 mbar, dostępny jest tylko gaz, który może przemieszczać się między tymi ciśnieniami; reszta pozostaje w zbiorniku jako osad i nigdy nie dociera do użytkownika.

• Całkowanie różnicy: Skumulowana produkcja minus skumulowane zużycie daje rzeczywiste zapotrzebowanie. Reguły kciuka ignorują Twój rzeczywisty wzorzec obciążenia.
• Użyteczna, nie geometryczna: Przy ciśnieniu roboczym 5-30 mbar, część objętości geometrycznej jest niedostępna. Określ rozmiar na podstawie objętości użytkowej i zaznacz to w specyfikacji.
• Najgorszy możliwy dzień: Określ rozmiar na dzień, w którym silnik CHP jest wyłączony na konserwację, a produkcja jest na szczycie tygodniowym, a nie na dzień średni.
• Oddzielne cele, oddzielne zbiorniki: Mały bufor do kontroli ciśnienia i większy zapas na pokrycie awarii to różne zadania i często zasługują na różne zbiorniki.
• Bufor odsiarczania: Jeśli stosuje się biologiczne odsiarczanie, wymaga ono własnej objętości retencyjnej i dozowania powietrza i nie należy go mylić z magazynowaniem gazu.

Większość magazynów biogazu pracuje przy niskim ciśnieniu – od kilku milibarów do około 30 mbar dla zbiornika membranowego lub kopułowego, wyższym, gdy gaz jest magazynowany w zbiornikach ciśnieniowych do oczyszczania lub wtrysku do sieci. Niskie ciśnienie jest tanie i wybacza błędy, ale sprawia, że zbiornik jest wrażliwy na podciśnienie: wypompowywanie przy zamkniętym odpowietrzniku zniszczy zbiornik znacznie szybciej niż nadciśnienie go rozerwie. Dlatego odrywacz podciśnienia jest tak samo ważny jak zawór bezpieczeństwa. Niezależnie od ciśnienia, cztery urządzenia są bezwzględnie wymagane: tłumik płomienia na każdym połączeniu z atmosferą lub potencjalnym źródłem zapłonu, uszczelnienie wodne lub zawór bezpieczeństwa cieczowy, odrywacz podciśnienia o rozmiarze odpowiadającym maksymalnej szybkości poboru i detekcja gazu w każdej zamkniętej przestrzeni wokół zbiornika.

• Typowy zakres roboczy: Niskociśnieniowe zbiorniki zazwyczaj pracują w zakresie od około 5 do 30 mbar; potwierdź, czego faktycznie wymaga Twój sprzęt poniżej.
• Podciśnienie jest cichą awarią: Odrywacz podciśnienia o rozmiarze odpowiadającym maksymalnej szybkości poboru jest obowiązkowy. Zapadanie następuje szybciej niż rozerwanie i wygląda jak błąd operacyjny.
• Tłumiki płomienia wszędzie: Zamontować na linii pochodni, odpowietrzniku i każdym połączeniu, które może być narażone na źródło zapłonu – i sprawdzać je zgodnie z harmonogramem.
• Uszczelnienie wodne lub zawór bezpieczeństwa cieczowy: Prosty, niezawodny limit dodatniego ciśnienia, który nadal działa, gdy zasilanie i instrumentacja nie działają.
• Detekcja gazu: Detekcja metanu i siarkowodoru w zamkniętych obszarach, przy czym siarkowodór jest zazwyczaj gazem o wyższym ryzyku na poziomach powyżej około 100 ppm.

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 ścian, dachu i króćców, spieczony w temperaturze 820-930°C pod kontrolą ISO 9001 i ISO 45001, przetestowany pod kątem wad powierzchniowych napięciem 1500 V na całej powierzchni i zmontowany ze śrubami klasy 8.8 i certyfikowanym przez producenta uszczelniaczem. Magazynowanie biogazu jest dostarczane z zakresem ciśnienia roboczego dopasowanym do urządzeń poniżej, objętością użytkową obliczoną na podstawie krzywych produkcji i zużycia oraz pełnym systemem bezpieczeństwa – tłumikiem płomienia, zaworem bezpieczeństwa cieczowym, odrywaczem podciśnienia i przygotowaniem do detekcji gazu – jako częścią zakresu, a nie jako dodatek.

Magazynowanie nie jest zbiornikiem dodawanym na końcu. Jest to element, który zamienia ciągle produkujący fermentor i etapowo działający silnik w jedną instalację, która zachowuje się przewidywalnie.

Często tak, i jest to najtańsza opcja, gdy obciążenie poniżej jest stabilne. Ograniczeniem jest to, że magazynowanie w kopule jest połączone z fermentorem: pobierany gaz zmienia ciśnienie w kopule, a kopuła jest również naczyniem procesowym fermentora, więc konserwacja jednego wpływa na drugi. Tam, gdzie obciążenie jest przerywane lub duże, niezależny zbiornik jest zazwyczaj lepszym rozwiązaniem inżynieryjnym.

Wahania ciśnienia, częste otwieranie zaworów bezpieczeństwa i gaz do pochodni. Rzadko wygląda to jak usterka, ponieważ instalacja nadal działa – wygląda to jak wydajność metanu o kilka procent poniżej projektu, co jest trudniejsze do zdiagnozowania i droższe w ciągu roku niż dodatkowa stal.

Tłumiki płomienia i uszczelnienia wodne powinny być objęte udokumentowanym okresem przeglądu, zazwyczaj kwartalnie dla tłumików i częściej w warunkach zapylenia lub niskich temperatur, gdzie możliwe jest oblodzenie lub zablokowanie. Odrywacze podciśnienia i zawory bezpieczeństwa powinny być testowane pod kątem działania, a nie tylko wizualnie sprawdzane. Okresy przeglądów należy wpisać do instrukcji obsługi przy przekazaniu.

Tak. Zakres ciśnienia roboczego, objętość użytkowa, pojedyncza lub podwójna membrana, kopuła lub niezależny zbiornik, materiały uwzględniające skład gazu, w tym zawartość siarkowodoru, wyposażenie w instrumenty i zabezpieczenia oraz układ połączeń są konfigurowane do bilansu gazu w instalacji.