Как подбирают газгольдер по суточному выходу биогаза
Биогаз образуется неравномерно, а потребляется по графику. Разбираем, по каким данным считается объём газгольдера, чем различаются исполнения и как объём связан с потерями на факеле.
Биогаз образуется в реакторе неравномерно, а потребляется — по графику работы когенерационной установки или котла. Разрыв между выработкой и потреблением закрывает газгольдер: он принимает избыток и отдаёт газ, когда выработка ниже потребления. Его объём определяет, будет ли установка работать ровно или останавливаться при каждом изменении загрузки сырья.
Ниже — по каким данным считается объём, чем различаются исполнения, что входит в обвязку и как газгольдер связан с факельной установкой. Направление — газоочистка и биогаз.
По каким данным считается объём
- Суточный выход биогаза. Основная величина: объём в кубометрах в сутки при рабочих условиях. Считается по загрузке сырья, его выходу газа и температуре процесса.
- Неравномерность выработки в течение суток. Определяется режимом загрузки реактора: при непрерывной подаче колебания меньше, при порционной — больше.
- График потребления. Круглосуточная работа когенерации, работа в пиковые часы или подача в котёл по потребности тепла — три разных требования к объёму.
- Требуемое время автономии. Сколько часов потребитель должен работать при остановке реактора и наоборот, сколько реактор должен работать при остановке потребителя.
- Рабочее давление. Мягкие исполнения работают при низком избыточном давлении, и на объём это влияет напрямую: тот же запас энергии при более высоком давлении занимает меньший геометрический объём.
- Требования по безопасности. Минимальный и максимальный уровни заполнения, при которых срабатывают защиты, исключаются из полезного объёма.
Практический ориентир: для установок с непрерывной подачей сырья и круглосуточным потреблением объём берётся в пределах нескольких часов суточной выработки, для установок с порционной загрузкой и неравномерным потреблением — существенно больше. Точную цифру даёт баланс выработки и потребления по часам, а не доля от суточного выхода.
Чем различаются исполнения
| Признак | Мембранное купольное исполнение | Отдельный мягкий резервуар | Стальной газгольдер |
|---|---|---|---|
| Размещение | Купол на самом реакторе | Отдельно, в защитном укрытии или на площадке | Отдельно, на фундаменте |
| Рабочее давление | Низкое избыточное | Низкое избыточное | Повышенное, требует компрессора |
| Занимаемая площадь | Не занимает дополнительной площади | Значительная при большом объёме | Меньшая при том же запасе энергии |
| Стоимость | Наименьшая | Средняя | Наибольшая, с учётом компрессора |
| Ресурс и обслуживание | Замена мембраны по наработке | Замена оболочки, контроль укрытия | Антикоррозионная защита, освидетельствование |
| Чувствительность к ветру и снегу | Требует расчёта на нагрузки | Требует укрытия в снежных районах | Низкая |
| Где применяется | Большинство сельскохозяйственных установок | Когда нужен запас больше, чем даёт купол | Подача в сеть, производство биометана |
Что входит в обвязку
- Датчики уровня заполнения. Определяют текущий запас и формируют сигналы на пуск потребителя и на сброс.
- Предохранительный и вакуумный клапаны. Защищают оболочку от избыточного давления и от разрежения при быстром отборе газа.
- Конденсатоотводчик. Биогаз выходит из реактора насыщенным влагой, и конденсат собирается в нижних точках газопровода.
- Пламегаситель и отключающая арматура. Устанавливаются на линиях к потребителю и к факелу.
- Узел подготовки перед потребителем. Осушка и удаление сернистых соединений: требования когенерационной установки к качеству газа жёстче, чем у котла.
- Воздуходувка или компрессор. Нужны, если потребитель требует давления выше того, что даёт газгольдер.
- Контроль загазованности. В укрытиях и приямках, где возможно скопление газа.
Состав узла подготовки газа подбирается по требованиям потребителя — эти материалы собраны в разделе Газоочистка и биогаз.
Как газгольдер связан с факелом
- Факел работает при переполнении. Когда газгольдер заполнен, а потребитель остановлен, избыток сжигается: выпускать биогаз в атмосферу недопустимо.
- Объём газгольдера определяет частоту работы факела. Малый запас означает, что факел включается при каждой остановке потребителя, и часть выработки теряется.
- Расчёт ведётся вместе. Экономически сравниваются увеличение газгольдера и потери на сжигании за год.
- Аварийный сброс обязателен. Факел проектируется независимо от объёма газгольдера как элемент безопасности, а не как способ утилизации излишка.
- Производительность факела. Рассчитывается на полную выработку установки, а не на разницу между выработкой и потреблением.
Частые вопросы
Можно ли обойтись только куполом на реакторе? Для установок с ровной подачей сырья и круглосуточным потреблением — как правило да. Если сырьё поступает партиями или потребитель работает по графику, купольного объёма не хватает и факел включается слишком часто.
Что происходит при остановке когенерации? Выработка продолжается, газгольдер заполняется, и через расчётное время срабатывает сброс на факел. Время до сброса и есть полезная автономия, которую задаёт объём.
Нужен ли компрессор? Только если давление, которое требует потребитель или сеть, выше рабочего давления газгольдера. Для когенерационных установок на площадке обычно достаточно воздуходувки.
Как влияет температура на объём? Объём газа зависит от температуры, и в холодный период тот же запас энергии занимает меньше места. Расчёт ведётся по рабочим условиям площадки, а не по нормальным.
Что прислать для расчёта? Вид и суточное количество сырья, режим его загрузки, ожидаемый выход газа и содержание метана, тип и мощность потребителя с графиком работы, требуемое время автономии, климатический район и сведения о площадке.
Что мы делаем
Считаем баланс выработки и потребления по часам, подбираем объём и исполнение газгольдера под режим площадки, комплектуем обвязку с арматурой, контролем уровня и конденсатоотводом, подбираем узел подготовки газа под требования потребителя и рассчитываем факельную установку на полную выработку. Направление — газоочистка и биогаз, смежные материалы — в разделе Экология.
Пришлите данные по сырью и потребителю на sale@tkasiatorg.ru — посчитаем объём газгольдера, подберём исполнение и назовём состав обвязки со сроками поставки.
