Факельная установка и аварийный сброс биогаза — когда они обязательны

Биогазовая установка вырабатывает газ непрерывно, а потребление его меняется. Когда когенерационный модуль остановлен на обслуживании, когда газгольдер заполнен, когда состав газа временно не позволяет подать его потребителю, избыток нужно куда-то деть. Выпускать биогаз в атмосферу нельзя — метан горюч и образует взрывоопасную смесь. Для таких случаев в составе установки предусматривают факельную установку и систему аварийного сброса.

Ниже — в каких случаях факел обязателен, как подбирается его производительность, чем открытый факел отличается от закрытого и что входит в систему аварийного сброса. Направление описано на странице газоочистка и биогаз.

Когда факельная установка обязательна

Факел ставится не как резерв на крайний случай, а как штатный элемент схемы. Он требуется в четырёх ситуациях, и любая из них возникает на установке регулярно.

• Остановка потребителя газа. Когенерационный модуль или котёл выводится на обслуживание, а реактор продолжает работать — брожение нельзя остановить по команде.
• Заполнение газгольдера. Хранилище рассчитано на суточные колебания, а не на многодневную остановку потребления.
• Пусковой период. На выходе реактора в первые недели газ с низким содержанием метана, непригодный для когенерации.
• Отклонение состава газа. Повышенное содержание сероводорода или кислорода делает подачу потребителю недопустимой до восстановления режима.

Кроме того, наличие факела обычно требуется при согласовании проекта: без него установка не имеет штатного способа безопасно утилизировать избыток газа.

Открытый и закрытый факел

Закрытый факел выбирают там, где нужно документально подтверждать полноту сжигания метана и выдерживать заданную температуру. Открытый — там, где факел работает редко и требования к режиму сжигания мягче.

Как подбирается производительность

Факел рассчитывается на полный расход газа установки, а не на его часть. Логика простая: ситуация, ради которой ставится факел, — это полная остановка потребления, когда весь вырабатываемый газ идёт на сжигание.

Исходные данные для расчёта — суточный выход биогаза, содержание метана и, следовательно, теплота сгорания, давление газа перед факелом и допустимый диапазон его изменения. По ним определяется тепловая мощность факела и диаметр горелки. Отдельно проверяется нижний предел устойчивого горения: факел, рассчитанный на максимум, при малом расходе может гаснуть, поэтому либо предусматривают ступенчатое регулирование, либо ставят горелку с широким диапазоном.

Согласование факела с газгольдером и системой подготовки газа — часть общего расчёта схемы. Подбор газгольдера по суточному выходу и подготовка газа перед потребителем разбираются отдельно в материалах направления.

Что входит в систему аварийного сброса

• Предохранительный клапан на газгольдере или на газопроводе, настроенный на давление ниже предела прочности оболочки.
• Гидрозатвор — простое и надёжное устройство, сбрасывающее избыточное давление через слой жидкости и одновременно препятствующее подсосу воздуха.
• Пламегаситель перед факелом, исключающий распространение пламени обратно по газопроводу.
• Запорная арматура с приводом, которая по команде системы управления переключает поток с потребителя на факел.
• Датчики давления и расхода на линии, по которым система управления принимает решение о переключении.
• Система розжига и контроля пламени с автоматическим повторным розжигом.
• Датчики загазованности в зоне газгольдера и газового оборудования.

Размещение на площадке

Факел выносится на расстояние от реактора, газгольдера, зданий и путей движения техники. Конкретные расстояния определяются проектом и зависят от тепловой мощности, но общий принцип один — зона теплового воздействия и возможного падения искр не должна пересекаться с оборудованием и с местами постоянного присутствия персонала. Учитывается роза ветров, подъезд для обслуживания и подвод электропитания к системе розжига.

Частые вопросы

Можно ли обойтись без факела, если газгольдер большой? Газгольдер рассчитан на суточные колебания. Остановка потребителя на несколько дней заполнит любое хранилище разумного объёма, после чего газ придётся либо сжигать, либо останавливать реактор — а это потеря биологического процесса на недели.

Насколько часто работает факел в нормальной эксплуатации? На отлаженной установке — при плановом обслуживании потребителя и в пусковой период. Постоянная работа факела означает, что мощность потребления подобрана неверно или процесс идёт нестабильно.

Нужен ли отдельный источник питания для факела? Система розжига и контроля пламени должна работать и при отключении внешнего питания, поскольку именно в этот момент останавливается потребитель газа. Резервное питание закладывается в проект.

Что происходит при погасании пламени? Автоматика фиксирует отсутствие пламени, закрывает подачу газа и выполняет повторный розжиг. При неудаче подача остаётся закрытой и выдаётся аварийный сигнал.

Что прислать для расчёта? Суточный выход биогаза и содержание метана, состав газа по примесям, тип и мощность потребителя, объём газгольдера, планируемые режимы остановки потребления, план площадки с расстояниями и требования по контролю выбросов.

Что мы делаем

Рассчитываем тепловую мощность факела по суточному выходу газа и его составу, подбираем открытое или закрытое исполнение под требования объекта, комплектуем линию арматурой, пламегасителем и системой розжига, согласуем схему с газгольдером и системой подготовки газа. Направления — газоочистка и биогаз и переработка и утилизация отходов.

Пришлите данные по выходу газа и его составу на sale@tkasiatorg.ru — рассчитаем мощность факельной установки, подберём состав системы аварийного сброса и назовём сроки поставки.