??? 　　(3)超壓和負(fù)壓狀態(tài)下的保護(hù)措施。當(dāng)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(shí)出現(xiàn)故障或不能阻止壓力進(jìn)一步升高時(shí),為防止系統(tǒng)超壓對(duì)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(shí),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(shí)候,真空壓力安全閥還會(huì)動(dòng)作使空氣進(jìn)入構(gòu)筑物,起到最終防護(hù)的作用。因?yàn)檎婵諌毫Π踩y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(jìn)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(jìn)氣口的密封面。在沼氣壓縮機(jī)和脫硫裝置的入口處安裝了負(fù)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(jī)送回消化池用以對(duì)消化污泥進(jìn)行攪拌。消化池?cái)嚢柽€可以采用機(jī)械攪拌,省去了沼氣壓縮機(jī)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(jiǎn)單。如果消化池采用溢流排泥,攪拌采用機(jī)械攪拌,就可以降低沼氣系統(tǒng)壓力出現(xiàn)大的波動(dòng)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;
??? 　　②使用沼氣發(fā)電機(jī)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?xì)怏w利用等。可根據(jù)具體情況進(jìn)行分析和選擇。
??? 　　(3)廢氣燃燒系統(tǒng)。當(dāng)沼氣利用設(shè)備不能完全消耗消化池產(chǎn)生的沼氣時(shí),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(duì)沼氣利用設(shè)施低,運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)由于長(zhǎng)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(diǎn)火過程(也與廢氣燃燒器點(diǎn)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(diǎn)火源(如小的液化石油氣罐)。沼氣系統(tǒng)壓力設(shè)計(jì)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(gè)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(gè)沼氣系統(tǒng)工作壓力的設(shè)定需要綜合考慮以下幾個(gè)因素:
??? 　?、僬託庀到y(tǒng)保證在正壓情況下運(yùn)行;
??? 　?、谫A氣柜自重情況下的靜壓;
??? 　　③綜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(jī)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(yùn)行時(shí),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(yùn)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(fù)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(hù)消化池、貯氣柜、沼氣壓縮機(jī)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(huì)有波動(dòng),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(yùn)行時(shí)也不致影響整個(gè)系統(tǒng)。
??? 　　(1)沼氣壓縮機(jī)將沼氣送入消化池進(jìn)行污泥攪拌。沼氣壓縮機(jī)自身系統(tǒng)應(yīng)具有保護(hù)功能:進(jìn)氣壓力低到一定設(shè)定值時(shí)報(bào)警,繼續(xù)降低時(shí),停機(jī);出氣壓力高過一定設(shè)定值時(shí)報(bào)警,繼續(xù)升高時(shí),停機(jī)。壓縮機(jī)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(shí)過分抽吸沼氣造成負(fù)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(jī)、沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)氣端也有相同的保護(hù)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(fù)壓可能對(duì)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(gè)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(duì)整個(gè)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(bǔ)氣以平衡壓力。同時(shí),貯氣柜的高度值可以傳送到中控,既便于監(jiān)視,又用來對(duì)系統(tǒng)中各設(shè)備開停進(jìn)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(yùn)行區(qū)域。
??? 　　(2)貯氣柜高度低于總高度的5%時(shí),停止沼氣壓縮機(jī),停止沼氣使用設(shè)備如鍋爐、發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)。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(shí),真空安全閥動(dòng)作,防止負(fù)壓可能對(duì)結(jié)構(gòu)造成的毀壞。
??? 　　(3)貯氣柜高度高于總高度的90%時(shí),啟動(dòng)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(dāng)貯氣柜高度低于總高度的80%時(shí),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(shí),氣柜頂部設(shè)置機(jī)械排氣閥排氣。
??? 　　(5)貯氣柜高度高于95%時(shí)報(bào)警,并在中控室顯示報(bào)警信號(hào)。
??? 　　(6)貯氣柜高度依然繼續(xù)升高到頂點(diǎn),系統(tǒng)壓力開始升高,到達(dá)壓力安全閥的設(shè)定開啟值時(shí),壓力安全閥動(dòng)作以保護(hù)構(gòu)筑物免受毀壞。壓力安全閥的動(dòng)作壓力值必須低于貯氣柜氣密性保護(hù)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(yùn)行時(shí),也可以通過在線儀表采集壓力值就地或遠(yuǎn)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(gè)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(jìn)一步確保了沼氣系統(tǒng)的安全運(yùn)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(yùn)行壓力、防止超壓的緊急釋放、超壓和負(fù)壓狀態(tài)下的三個(gè)保護(hù)層次設(shè)置沼氣安全裝置和設(shè)定運(yùn)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(jìn)行控制。
???
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