??? 　　(3)超壓和負壓狀態(tài)下的保護措施。當廢氣燃燒器和沼氣緊急釋放裝置在系統(tǒng)壓力不斷升高時出現(xiàn)故障或不能阻止壓力進一步升高時,為防止系統(tǒng)超壓對構(gòu)筑物和設(shè)備可能造成的破壞性影響,在消化池和氣柜頂部都設(shè)置了真空壓力安全閥。同時,在污泥或沼氣從消化池或氣柜過快地排出而可能引起構(gòu)筑物內(nèi)部的真空狀態(tài)的時候,真空壓力安全閥還會動作使空氣進入構(gòu)筑物,起到最終防護的作用。因為真空壓力安全閥安裝在沼氣系統(tǒng)與外界大氣連通的部位,也需要與消焰器同步安裝,以避免外部的火源進入沼氣系統(tǒng)。在真空壓力安全閥和消焰器與消化池連接處設(shè)置了常開的閥門,便于檢修設(shè)備。不同位置的壓力安全閥的設(shè)定應(yīng)在系統(tǒng)工作壓力的基本值上根據(jù)各構(gòu)筑物間的管路損失設(shè)定相應(yīng)值。操作人員同樣需要定期清理超壓排氣口和真空進氣口的密封面。在沼氣壓縮機和脫硫裝置的入口處安裝了負壓防止閥,防止閥門前部系統(tǒng)沼氣量不夠的情況下,后部沼氣利用系統(tǒng)依然繼續(xù)抽吸氣體。
??? 　　2．2．3　沼氣安全利用與貯氣柜連接的后續(xù)系統(tǒng)有沼氣攪拌系統(tǒng)、沼氣利用系統(tǒng)和廢氣燃燒系統(tǒng)。
??? 　　(1)沼氣攪拌系統(tǒng)。沼氣攪拌系統(tǒng)是指沼氣由沼氣壓縮機送回消化池用以對消化污泥進行攪拌。消化池攪拌還可以采用機械攪拌,省去了沼氣壓縮機系統(tǒng)及可能附帶的冷卻水循環(huán)系統(tǒng),使系統(tǒng)更加簡單。如果消化池采用溢流排泥,攪拌采用機械攪拌,就可以降低沼氣系統(tǒng)壓力出現(xiàn)大的波動的概率。
??? 　　(2)沼氣利用系統(tǒng)。沼氣利用系統(tǒng)一般有:
??? 　?、偈褂谜託忮仩t直接為消化池或其他建筑物提供熱能;
??? 　?、谑褂谜託獍l(fā)電機發(fā)電供處理廠內(nèi)部使用,余熱還可為消化池或其他建筑物提供熱能;
??? 　?、壑苯幼鳛榭扇細怏w利用等。可根據(jù)具體情況進行分析和選擇。
??? 　　(3)廢氣燃燒系統(tǒng)。當沼氣利用設(shè)備不能完全消耗消化池產(chǎn)生的沼氣時,為防止沼氣量不斷增加致使系統(tǒng)壓力超出正常范圍,多余的沼氣將被廢氣燃燒器燒掉。廢氣燃燒器一般在支狀管線的末端,使用頻率相對沼氣利用設(shè)施低,運行時會發(fā)現(xiàn)由于長期積存在管線末端的氣體成分不理想,難于使用沼氣完成點火過程(也與廢氣燃燒器點火方式有關(guān)),所以還可以考慮在廢氣燃燒器旁設(shè)置備用點火源(如小的液化石油氣罐)。沼氣系統(tǒng)壓力設(shè)計及構(gòu)筑物、設(shè)備間的連鎖控制沼氣系統(tǒng)的硬件設(shè)施完成后,接下來需要完成系統(tǒng)安全操作的軟件部分,即整個系統(tǒng)壓力的設(shè)定及各構(gòu)筑物、設(shè)備之間的連鎖控制。
??? 　　3．1　系統(tǒng)工作壓力的設(shè)定整個沼氣系統(tǒng)工作壓力的設(shè)定需要綜合考慮以下幾個因素:
??? 　　①沼氣系統(tǒng)保證在正壓情況下運行;
??? 　?、谫A氣柜自重情況下的靜壓;
??? 　?、劬C合考慮從消化池至貯氣柜最終到沼氣利用設(shè)備的管路損失,保證正常工況下,氣體至沼氣利用設(shè)備增壓機或廢氣燃燒器入口處壓力滿足設(shè)備要求;
??? 　?、芟刂袣庀鄩毫ΡM可能低,使沼氣能夠最大量地從污泥中釋放出來。綜合上面的限定可以得到消化池正常工作壓力。運行時,一般通過改變貯氣柜頂部的配重來設(shè)定和調(diào)節(jié)消化池的工作壓力(即系統(tǒng)壓力)。系統(tǒng)基本運行壓力確定后,可以按如前所述的原則完成緊急排放、超壓和負壓情況下安全設(shè)施的設(shè)定工作。
??? 3．2　構(gòu)筑物及設(shè)備自身系統(tǒng)的壓力保護消化池、貯氣柜、沼氣壓縮機及各種沼氣利用設(shè)備 的工作壓力在系統(tǒng)正常工作值的基礎(chǔ)上壓力會有波動,各設(shè)備及構(gòu)筑物自身系統(tǒng)也應(yīng)有一定的控制和安全裝置,以保證其異常運行時也不致影響整個系統(tǒng)。
??? 　　(1)沼氣壓縮機將沼氣送入消化池進行污泥攪拌。沼氣壓縮機自身系統(tǒng)應(yīng)具有保護功能:進氣壓力低到一定設(shè)定值時報警,繼續(xù)降低時,停機;出氣壓力高過一定設(shè)定值時報警,繼續(xù)升高時,停機。壓縮機自身系統(tǒng)的這些設(shè)置可以避免在系統(tǒng)壓力低于正常值時過分抽吸沼氣造成負壓,或使后部系統(tǒng)壓力超過允許值。
??? 　　(2)沼氣鍋爐、沼氣發(fā)電機、沼氣發(fā)動機等設(shè)備進氣端也有相同的保護設(shè)置。
??? 　　(3)消化池、貯氣柜頂部安裝了真空壓力安全閥,防止過高壓力破壞構(gòu)筑物的氣密性及負壓可能對結(jié)構(gòu)造成的毀壞。
??? 　　(4)高壓系統(tǒng)中使用的球罐頂部同樣需要安裝過壓排氣閥。
??? 　　3．3　系統(tǒng)中設(shè)備、構(gòu)筑物之間的連鎖控制
??? 　　沼氣系統(tǒng)中構(gòu)筑物及設(shè)備之間有管線連通,使之不是彼此孤立而是可以連鎖控制的。
??? 　　沼氣系統(tǒng)也正是通過各部分之間的連鎖控制從而形成一個整體,使安全性得到整體提高。低壓系統(tǒng)的總氣量體現(xiàn)在貯氣柜高度值變化上,貯氣柜對整個系統(tǒng)具有氣量調(diào)蓄和穩(wěn)壓的作用,系統(tǒng)內(nèi)部可以互相補氣以平衡壓力。同時,貯氣柜的高度值可以傳送到中控,既便于監(jiān)視,又用來對系統(tǒng)中各設(shè)備開停進行連鎖控制。
??? 　　下面是基于博茨瓦納污水處理廠工程中采用的低壓沼氣利用系統(tǒng)提出的連鎖控制方案:
??? 　　(1)貯氣柜高度在總高度的5%～90%之間為正常運行區(qū)域。
??? 　　(2)貯氣柜高度低于總高度的5%時,停止沼氣壓縮機,停止沼氣使用設(shè)備如鍋爐、發(fā)電機、發(fā)動機。如果系統(tǒng)控制出現(xiàn)故障,壓力降低到真空安全閥的設(shè)定值時,真空安全閥動作,防止負壓可能對結(jié)構(gòu)造成的毀壞。
??? 　　(3)貯氣柜高度高于總高度的90%時,啟動廢氣燃燒器。由于廢氣燃燒器的使用,貯氣柜高度將開始降低,當貯氣柜高度低于總高度的80%時,停止廢氣燃燒器。
??? 　　(4)如果廢氣燃燒器出現(xiàn)故障,貯氣柜高度繼續(xù)升高到93%時,氣柜頂部設(shè)置機械排氣閥排氣。
??? 　　(5)貯氣柜高度高于95%時報警,并在中控室顯示報警信號。
??? 　　(6)貯氣柜高度依然繼續(xù)升高到頂點,系統(tǒng)壓力開始升高,到達壓力安全閥的設(shè)定開啟值時,壓力安全閥動作以保護構(gòu)筑物免受毀壞。壓力安全閥的動作壓力值必須低于貯氣柜氣密性保護的最高壓力值。如果難以通過沼氣氣柜的高度值傳入中控系統(tǒng)以控制設(shè)備運行時,也可以通過在線儀表采集壓力值就地或遠程控制沼氣設(shè)備的開停。
??? 　　綜上,沼氣統(tǒng)各構(gòu)筑物和設(shè)備之間只有通過連鎖控制,才能真正聯(lián)合成一個整體系統(tǒng),使各部分安全設(shè)置及設(shè)備的作用發(fā)揮出來,更進一步確保了沼氣系統(tǒng)的安全運行。
??? 　　4　結(jié)論
??? 　　(1)沼氣利用首先要去除沼氣中的冷凝水、硫化氫和雜質(zhì),然后可以按照正常運行壓力、防止超壓的緊急釋放、超壓和負壓狀態(tài)下的三個保護層次設(shè)置沼氣安全裝置和設(shè)定運行壓力值。
??? 　　(2)沼氣系統(tǒng)中安全裝置的設(shè)置和壓力設(shè)定應(yīng)該和各構(gòu)筑物、設(shè)備之間形成連鎖控制,氣柜高度的變化反映了系統(tǒng)中沼氣量和壓力的變化,可以作為各構(gòu)筑物設(shè)備之間形成連鎖控制的紐帶,也可以直接通過沼氣管路中壓力的變化進行控制。
???
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