Энергетика. Газообразное топливо

Биогаз

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

5. Аккумулирование газа

Чтобы рационально использовать биогаз в сельскохозяйственном 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 и т. п.).

Все это, разумеется, справедливо и для биогазовых установок. Объединение в систему неприменимо к биогазовым 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. Месячные колебания потребления в коммунальном предприятии газоснабжения; наименьший и наибольший месячные расходы газа относятся как 1:3. 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 рамках      предприятия или вне его; б)  непрерывному    производству    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. 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 первых биогазовых установок и современных станций биологической очистки. 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 5:5% этого объема можно использовать для практических целей.