Солнечная электростанция 30кВт - бизнес под ключ за 27000$

15.08.2018 Солнце в сеть




Производство оборудования и технологии
Рубрики

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОГАЗА Э. ДОНЕ И М. БРЕННДЕРФЕР

5. Аккумулирование газа

Чтобы рационально использовать биогаз в сельскохо­зяйственном1 производстве, необходимо предусмотреть аккумулирование газа в определенном объеме, посколь­ку производство газа и его потребление не соответствуют одно другому.

5.1. Технические возможности

Аккумулирование газа в коммунальных сетях газоснаб­жения служит с давних пор для выравнивания колеба­ний потребления и его пиков, различий в качестве газа, отклонений от расчетной производительности газовых ус­тановок (временные нарушения, аварии н т. п.).

Все это, разумеется, справедливо и для биогазовых установок. Объединение в систему неприменимо к биога — зовым установкам, которые служат для обеспечения только собственных нужд хозяйства, однако при проек­тировании крупных установок для снабжения несколь­ких потребителей (в определенной местности) эту воз­можность следует иметь в виду. Хотя непрерывная подача газа и добавление в общую систему резервных объемов, характерное для коммунальной газовой сети, позволяли бы эксплуатировать крупные биогазовые ус­тановки без дорогих индивидуальных аккумуляторов газа, такая технология вряд ли может быть реализована из-за различного состава газа и нестабильности его ка­чественных показателей. Регулирование производства газа в соответствии с его потреблением возможно лишь в ограниченных размерах.

Пики в потреблении газа могут возникать:

— на протяжении суток (например, в домашнем хозяй­стве в полдень и вечером —во время обеда и ужина, в сельскохозяйственном производстве — при доении и кормлении животных);

— в течение недели (например, в дни с особенно боль­шой потребностью в горячей воде для стирки и мытья);

— в различные сезоны года (например, в периоды кон­сервирования овощей и фруктов, уборки урожая, суш­ки сельскохозяйственных продуктов, отопительный се­зон в холодное время года).

Потребность в энергии во время суточных и недель­ных пиков еще можно предусмотреть с относительной точностью, но для отопительного сезона — лишь весьма приблизительно. На рисунке 19 показаны месячные ко­лебания потребления в коммунальном предприятии газо­снабжения; наименьший и наибольший месячные рас­ходы газа относятся как 1:3 [36]. В сельскохозяйствен­ном предприятии, полностью обеспечиваемом газом как источником энергии, наблюдается аналогичная тенден­ция, ‘но с несколько большими различиями из-за сезон­ных пиков потребления. В главе 8 приведены возмож­ные графики потребления газа для сельскохозяйствен­ных предприятий разного типа.

Существует четыре варианта обеспечения потреби­теля необходимой для него энергией: а) производство газа выше, чем потребность в нем, да­же пиковая. Избыточное количество газа сжигается в факелах или используется каким-либо образом в

Подпись: рамках предприятия или вне его;

Подпись:

Подпись: б) непрерывному произ-

водству газа подчи­нять только соответст­вующее ему основное потребление. Незначи­тельные колебания вы­равнивать с помощью небольшого буферного газгольдера. Выходя­щую за эти пределы пиковую потребность покрывать за счет дру­гих видов энергии. Ни

в коем случае не следует отказываться от применения электрического тока на предприятии. Обеспечение двумя видами энергии сводит к минимуму опасность аварий;

в) использовать другой дополнительный источник газа только для покрытия пиков потребления, чтобы иметь одну систему газоснабжения, например от сети снаб­жения природным газом. Пропан не подходит для этого случая, так как речь идет о другом семействе газов. Для небольших биогазовых установок, большей частью принадлежащих хозяйствам, этот вариант по экономическим соображениям практически не го­дится;

т) в периоды спада потребления накапливать избыток газа, имея в виду покрытие потребности в нем во время пиков. В этом случае следует рассчитать ба­ланс производства и потребления газа на более про­должительный отрезок времени. При некоторых си­туациях использование газгольдера может быть не­экономичным.

Из перечисленных вариантов для небольших сель­скохозяйственных биогазовых установок больше подхо­дит вариант б, для крупных установок — а в сочетании (в отдельных случаях) с вариантом г. Можно попытать­ся приспособить потребление газа к его производству и выравнивать суточные, а также недельные колебания путем аккумуляции газа. В установках, принадлежащих хозяйствам, аккумуляция газа для выравнивания сезон­ных колебаний потребления бесспорно необходима по экономическим соображениям [36] (см. табл. 10) Если возможный выход газа меньше, чем потребность в нем, можно выбрать вариант газоснабжения, обеспечиваю­щий лишь часть всего потребления; если же выход боль­ше потребления, следует несколько уменьшить масштабы производства газа или сжигать его в факелах (в дан­ном случае только в периоды спада нагрузки). В каче­стве следующего шага следовало бы разработать спосо­бы рационального его применения. Все стоимостные рас­четы можно проводить только с учетом фактически ис­пользуемого количества газа.

Приведенные ниже основные технические варианты газгольдеров известны из практики коммунального снаб­жения светильным и природным газом, из опыта исполь­зования промышленных газогенераторов, а также пер-

4 Заказ 8706

вых биогазовых установок и современных станций био­логической очистки (рис. 20). Для биогазовых установок сельскохозяйственных предприятий первые четыре типа газгольдеров не ПОДХОДЯТ.

Подземное газохранилище пористого типа

Речь идет о хранении газа под давлением в подземном пласте пористой породы, который сверху и с боков ог­раничен газонепроницаемыми слоями. Эксплуатируе­мые в настоящее время хранилища такого типа имеют газовместимость 40…500 млн. м3. В соответствии с опыт­ными данными 55% этого объема можно использовать для практических целей.

Подземное газохранилище кавернозного типа

Газ можно хранить под давлением в специально обору­дованных под землей газонепроницаемых полостях (ка­вернах). Вместимость таких хранилищ 4…30 млн. м3. Давление,) под которым находится газ, составляет от 6 до 16 МПа. 155…65% газовместимости может быть ис­пользовано для практических целей.

Газгольдер для сжиженного природного газа

При температуре —1*61°С природный газ (а также очи­щенный от СОг биогаз) при нормальном давлении моле­но перевести в жидкое состояние. При этом объем его значительно уменьшается (примерно в 600 раз), т. е. 1 м3 емкости газгольдера содержит 600 м3 газа.

В настоящее время строят такие газгольдеры на

100.. . 100 000 м3, причем их геометрический объем ис­пользуется полностью.

Газгольдер абсорбционного типа

Метан можно растворять под давлением в жидком угле­водороде (пропан-бутан). Этим способом удается в том же объеме запасти газа в 4…6 раз больше, чем другим способом под тем же давлением. Вместе с отпускаемым метаном уходит часть (~4%) находящегося в газголь­дере сжиженного газа. Обусловленное этим повышением теплоты сгорания газа компенсируется регулируемой до­бавкой воздуха [36].

image020

Рис. 20.2. Газохранилище кавернозного типа [36].

 

image021

 

Подпись: Опорожнение£5Заполнение изоляция

бетонная

•I’ стенка

image023Подпись: гавРис. 20.4. Г азгольдер аб­сорбционного типа [36]:

1 — резервуар высокого дав­ления с теплоизоляцией; 2 — насос для закачки сжижен­ного газа; 3— насос для цир­куляции сжиженного газа; 4 — охладитель сжиженного газа; 5 — компрессор для природного газа; 6 — охла­дитель природного газа; 7— подогреватель метана; 8 — воздушный компрессор; 9 — смеситель с регулятором; 10 — иасос для откачки сжи­женного газа; //— испари­тель сжиженного газа; 72 — редуктор давления.

image025Рис. 20.5. Сферический газгольдео высокого давления.

сл

to

 

Таблица 10. Ориентировочные данные о капиталовложениях в газгольдеры

Газохранилище (газгольдер)

Расчетный параметр — газовместиыость, м3

Уде пьпап стои­мость (марки ФРГ на 1 м3; в расчете на единицу объе-, ма газгольдера j

Годовые амор­тизационные отчисления (1г % от стои­мости), марки ФРГ и а I м3

Максималъ (марки ФРГ)

ДЛЯ

суточных

пая стоимость! при использова выравнивания т

недельных

мэ биогаза ■ни газгольдера шков

месячных

365,

*

52х*

12х*

1. Подземное пористого ти-

па

40. .

.500 млн.

0,4..

0,02

2. Подземное кавернозного

типа (в пещерах и пус-

тотах)

1..

.10 млн.

5..

1

3. Газгольдер для сжижен-

ног о природного газа

1. .

.50 млн.

2,4..

0,6

4. Абсорбционного типа

10000..

. 120 000

50..

15

5. Сферический газгольдер

10 000.

. 100 000

30..

20

высокого давления

4000..

.5 000

120

ю..

.50

1750…

1500

5а. Трубчатый газгольдер

высокого давления

шоооо

6. Мокрый газгольдер низ-

10 000..

.300 000

50..

25

6…3

0,02..

.0,01

0,12..

0,06

0,50…0,30

кого давления

100..

.5 000

1000..

120

120…14

0,33..

.0,04 2.30. .

0,27, 10,00…1,20

7. Сухой газгольдер низко-

100..

.5 000

1000..

200

120…24

0,33..

.0,07

2,30..

0,46

10,00…2,00

го давления

(10 000)

(100)

(12)

3.

.125

4000..

1000

480…120

1,30..

.0,33

9,25..

2,30

40,00…10,00

8. Надувной газгольдер низ-

‘кого давления

23.

.800

2000..

250

240…30

0.65..

.0,08

4,60..

0,58

20,00…2,50

9. Газгольдер-баллон низко-

го давления

5. .

.300

600..

100

72…12

0,20..

.0,03

1,40..

0,23 0,00…! ,00

і

* Минимальная кратность использования в течение года. При большей кратности удельная стоимость 1 м3 газа снижается.

 

 

Газгольдер высокого давления

Почти всегда для газгольдеров такого типа выбирают сферические резервуары. Они работают обычно при ра­бочем давлении 0,8… 1 МПа (строятся газгольдеры, рас­считанные на максимальное рабочее давление до 1,8 МПа) и имеют вместимость 10…100 тыс. м3. Естест­венно, можно строить и небольшие газгольдеры высокого давления — всего на 10…20 м3. К их преимуществам от­носятся сравнительно небольшие габариты и отсутствие каких-либо движущихся частей. Недостатком считается необходимость в компрессорной установке. Биогаз при­ходится засасывать из бродильной камеры реактора. Для использования газа в качестве топлива требуется дополнительно понизить давление до 1…5 кПа. На газ­гольдеры названного типа распространяются все требо­вания техники безопасности, предъявляемые к резер­вуарам высокого давления.

Трубчатые газгольдеры высокого давления обычно строят вместимостью до 100 тыс. м3 газа с рабочим дав­лением 7 МПа.

Комментарии запрещены.