Oprócz odpowiedniego doboru urządzeń i poszczególnych elementów biogazowni na etapie projektowania, równie istotna jest ścisła kontrola ich stanu technicznego w trakcie eksploatacji. W związku z tym, że większość urządzeń w instalacji biogazowej pracuje w kontakcie z środowiskiem agresywnych (pulpa fermentacyjna, odpady, gaz zanieczyszczony siarkowodorem i amoniakiem), ważne jest zapewnienie im właściwego serwisu oraz odpowiedniej konserwacji. 

Właściwe kontrolowanie parametrów pracy biogazowni 

Opłacalność produkcji energii elektrycznej i ciepła w biogazowni zależy przede wszystkim od efektywnej i stabilnej produkcji biogazu w procesie fermentacji metanowej. Zapewnienie stabilności produkcji jest kluczem do sukcesu na rynku biogazu. Należy podkreślić, że sam proces fermentacji uzależniony jest od wielu czynników (m.in. pH, odpowiedniej temperatury, zawartości mikro- i makroelementów), których odpowiednia i bieżąca kontrola jest podstawowym zadaniem kierownika lub technologa biogazowni. To właśnie codzienny monitoring pracy urządzeń i parametrów technologicznych pozwala wykryć pierwsze symptomy awarii i konieczności wezwania serwisu zewnętrznego. Warto dodać, że zadanie to może, a nawet powinno być realizowane we własnym zakresie przez osobę będącą codziennie na instalacji. Pozwala to na błyskawiczną reakcję w przypadku wykrycia nieprawidłowości w pracy biogazowni.  

Do elementów, które wymagają szczególnej uwagi zaliczyć należy: 

  • system mieszania masy fermentacyjnej, 
  • weryfikacje poprawności pracy czujników temperatury i ciśnienia, 
  • weryfikacja poprawności wskazań analizatora biogazu i stanu urządzeń oczyszczających gaz,
  • czas pracy agregatów kogeneracyjnych wraz z właściwym okresem ich serwisowania. 

Kontrola stanu systemu mieszania 

Prawidłowe przemieszania zawartości zbiorników fermentacyjnych (cieczy fermentacyjnej) przyczynia się do uzyskania wysokiej efektywności produkcji biogazu i metanu. Działanie to pozwala zapewnić odpowiedni kontakt bakterii z substratem. Efektem awarii mieszadeł może być rozwarstwianie się mieszaniny fermentacyjnej. W takim przypadku masa zawierającą bakterie metanogenne zbiera się w dolnej części zbiornika ze względu na wyższą gęstość (powstawanie warstwy sedymentu w dolnej części komory). Natomiast biomasa płynna gromadzi się w jego górnej warstwie. Może przyczyniać się to do spowolnienia procesu rozkładu (w wyniku zmniejszenia objętości czynnej zbiornika fermentacyjnego) oraz do tworzenia się warstw ograniczających przepuszczenie gazów (kożucha). Zdarzają się instalacje, w których po ok. jednym roku eksploatacji warstwa sedymentu osiąga miejscowo wysokość ok. 1 m. Oznaką awarii mieszadła mogą być nieprawidłowe wskazania napięcia lub natężenia prądu odczytywane z systemu SCADA. Inną, równie częstą przyczyną awarii mieszadła jest uszkodzenie materiału, z którego wykonana jest obejma nakierowująca mieszadło. Dochodzi do niej w wyniku nadmiernych drgań podstawy, na której zawieszone jest urządzenie. Drgania mieszadeł mogą mieć różne przyczyny m.in.: urządzenie haczy o powstały kożuch lub wokół mieszadła owinęły się nieusunięte z wprowadzonego do fermentora substratu sznurki, opakowania lub folie. W konsekwencji mieszadło zaczyna kręcić się wokół własnej osi, co może doprowadzić do zerwania kabla zasilającego oraz liny sterującej wysokością poziomu mieszania.  

Poprawność wskazań czujników  

Instalacja biogazowa wyposażona jest w cały szereg różnego rodzaju czujników, najczęściej połączonych z systemem automatycznego sterowania SCADA. Istotna z punktu widzenia pracy instalacji jest kontrola stanu czujników temperatury i ciśnienia. Pierwsze z wymienionych pozwalają określić, czy temperaturę wewnątrz zbiornika biogazu jest właściwa do rozwoju mikroflory fermentacyjnej. Niewłaściwe wskazania (np. zawyżanie wskazań) może skutkować obniżeniem temperatury w komorze fermentacyjnej. Konsekwencją tego jest spadek ilości otrzymanego biogazu, w wyniku zmniejszenia aktywności bakterii metanogennych, które są szczególnie wrażliwe na zmiany temperatury. Wynika to z faktu, iż bakterie fermentacji metanowej mają swoje optima temperaturowe, a ich zmiana może powodować zahamowanie rozwoju mikroorganizmów. Właściwe wskazania czujników temperaturowych są również istotne w aspekcie ewentualnego czyszczenia zbiornika. Spadek wydajności systemu ogrzewania wewnętrznego może być symptomem wysokiego zanieczyszczenia dna i ścian zbiornika, czego efektem może być słabszy odbiór ciepła i obniżanie temperatury pulpy fermentacyjnej. 

Kalibracja analizatora biogazu oraz kontrola stanu urządzeń oczyszczania gazu 

Bieżące analizy biogazu przy zastosowaniu odpowiednich urządzeń pomiarowych pozwalają na ciągłe kontrolowanie składu chemicznego wytwarzanego gazu. Wyniki pomiarów mogą być wykorzystane do sterowania procesem fermentacji lub do dalszych w kolejności procesów technologicznych, np. do oczyszczania gazu. Do oznaczania składu chemicznego gazu stosuje się sensory na bazie efektu cieplnego reakcji, przewodnictwa cieplnego, absorpcji promieniowania podczerwonego, chemisorpcji lub na bazie oznaczania elektrochemicznego. Należy jednak pamiętać, że niezależnie od zastosowanego rodzaju sensora, po pewnym okresie pojawiają się zakłamania w jego wskazaniach i konieczna jest jego kalibracja. Stacjonarne mierniki, które służą do rozliczeń produkcji biogazu i metanu należy kierować do kalibracji producenta lub certyfikowanych jednostek. Należy podkreślić, że na wyposażeniu instalacji powinien znajdować się również przenośny analizator biogazu, który pozwala dokonywać pomiarów jakościowych gazu surowego, jak i również pomaga zweryfikować poprawność wskazań mierników stacjonarnych zamontowanych za systemem odsiarczania i uzdatniania biogazu. Urządzenie to wymaga również częstych kalibracji, które najczęściej można wykonać samemu przy wykorzystaniu specjalnie przygotowanych do tego celu mieszanin gazów wzorcowych. 

Urządzenia odsiarczania, oczyszczania i uzdatniania biogazu stanowią kolejny element instalacji, który powinien być codziennie kontrolowany przez pracowników obsługujących biogazownie. Systematyczna kontrola ciśnień pozwala wyeliminować ryzyka braku przepływu biogazu. 

Najczęściej wykorzystywanym rodzajem systemu odsiarczania biogazu rolniczego (zaraz po metodach biologicznych stosowanych w zbiorniku fermentacyjnym) są zbiorniki wypełnione węglem aktywnym. Codzienna kontrola składu biogazu oczyszczonego pozwala na odpowiednią reakcję i wymianę złoża odsiarczającego bez ryzyka przekroczenia ilości zanieczyszczeń kierowanych do agregatów kogeneracyjnych. Samą wymianę złoża zaleca się jednak zlecić specjalistycznej firmie, najczęściej dostawcy nowego złoża, który jednocześnie zutylizuje zużyty materiał. Należy również dodać, że logistyka wymiany złoża odsiarczającego powinna przewidywać, jak najkrótszy okres przestoju agregatów kogeneracyjnych.  

Serwis agregatów kogeneracyjnych  

Oprócz odpowiedniego użytkowania silników kogeneracyjnych, kierownicy biogazowni powinni również przestrzegać przewidzianych przez producenta terminów konserwacji oraz wymagań, jakie powinny spełniać pomieszczenia, w których montowana jest jednostka CHP. Silniki w instalacjach biogazowych pracują zwykle w sposób w pełni automatyczny. Jednakże w celu dokładnej oceny ich stanu należy na bieżąco kontrolować następujące informację: 

  • ilość przepracowanych roboczogodzin, 
  • ilość rozruchów/zatrzymań awaryjnych, 
  • wytworzona moc elektryczna i ilość ciepła, 
  • temperatura cieczy chłodzącej, 
  • ciśnienie cieczy chłodzącej, 
  • temperatura cieczy grzewczej na wejściu i wyjściu z układu, 
  • cienienie oleju, 
  • temperatura spalin, 
  • temperatura w cylindrach, 
  • zużycie paliwa.  

Obecnie powszechna jest również możliwość regulacji pracy silników oraz przekazywanie wszystkich danych za pośrednictwem łączy internetowych, co umożliwia szybkie diagnozowanie przez producenta ewentualnych usterek i przekazanie niezbędnych wskazówek operatorom instalacji. 

W celu zapewnienia prawidłowej pracy całego układu konieczne jest przede wszystkim przestrzeganie odpowiednich terminów konserwacji wszystkich urządzeń. Do tych działań zalicza się także serwisy prewencyjne, które mają na celu utrzymanie instalacji w ruchu np. wymiana oleju i wymiana zużytych części. Wykonanie tych czynności we własnym zakresie pozwala uniknąć wysokich kosztów spowodowanych przez zatrzymanie pracy biogazowni rolniczej. 

Podobne wpisy