More Biogas
Innehåll Allmän beskrivning... 3 Processchema... 4 Processbeskrivning... 5 Larmlista... 8 Dimensionering... 10 Funktionsbeskrivning... 11 Objekt och instrumentering... 15 Checklista... 23 El-dokumentation... 24 Bilagor... 28
Allmän beskrivning More Biogas Kalmar kommun Vår biogasanläggning är placerad i Mosekrog, strax intill E22 ca 1 mil norr om Kalmar. More Biogas är en samrötningsanläggning som producerar färdig komprimerad fordonsgas för lokal användning. Anläggningen tar emot 300-400 ton stallgödsel och matavfall varje dag som rötas termofilt med temperaturen 55 o C och har en uppehållstid på ca 25 dagar, den producerar ca 25 GWh fordonsgas. Anläggningen får ut nästan lika mycket rötrest som den tar emot, det går tillbaka till de närliggande åkrarna som använder det som biogödsel. Verksamheten har 22 delägare varav 18 är lantbrukare, de övriga delägare är Famax AB, Purac AB, Almi Invest och en privat investerare. Verksamhetsutövaren Tel. E-post Kjell Axelsson 070-6093549 Kjell.axelsson@lackebywater.se Tillsynsmyndighet - MSB Telefonväxel: 0771-240 240 Direktnummer: 010-240 XX XX Faxnummer: 010-240 56 00 E-post: registrator@msb.se Upprättad av: Mohammad El-ainain Datum: 2014-05-02
Processchema
Processbeskrivning Förbehandling 1. Tippficka med kvarn (TF, KN001) - samling av substrat som mals ner och finfördelas till en partikelstorlek på 12 mm för att få ett energirik och lätthanterlig substrat. Maxvolymen är 50 m 3 2. Excenterskruvpump (EXP001) substratet pumpas vidare med excenterskruvpump till värmeväxlare. 3. Skivskikt (SKS001) - små och tunga föremål går vidare i processen medans stora och lätta föremål blir oönskade, rejekt. 4. Skruvpress (SKP001) material går in i skruvpressen där mjukt och vått går vidare i processen medans hårt och tort blir rejekt. 5. Värmeväxlare (VX001) värmer substratet till rätt temperatur inför hygienisering. 6. Hygienisering (HYG001-002, 003) substratet upphettas till en temperatur på 70 o C i minst 60 minuter. Maxvolymen i varje tank är 16m 3. 7. Värmeväxlare (VX002) substratet kyls ner till rätt temperatur innan det pumpas in till rötning, växlar med (VX001). 8. Centrifugalpump (CFP001) pumpar vidare substratet till rötkammaren. 9. Värmeväxlare (VX003) värmeväxlar rötrest med inkommande substrat för rötkammaren och håller rötkammartemperaturen konstant. 10. Excenterskruvpump (EXP001) substratet pumpas vidare med excenterskruvpump till värmeväxlare. 11. Värmeväxlare (VX004) kyler ner rötrest innan det pumpas vidare till rötrestlager, växlar med (VX003). 12. Excenterskruvpump (EXP002) pumpar rötrest vidare till rötrestlager. 13. Rötrestlager (RTRL001) förvaring av rötrest innan man t.ex. sprider det på åkermark. Maxvolymen är 1500 m 3 Gasproduktion 14. Rötkammare (RK001) producerar gas genom att röta substratet som är väl blandat med vätska i en syrefri miljö. Rötkammaren har ett övertryck på cirka 10-50 mbar. Maxvolymen är 6000 m 3 15. Omrörning, propeller (BL001) mekanisk blandning av substratet i rötkammaren för att få en bra kontakt mellan mikroorganismerna och råvaran. Förhindrar dessutom skumning. 16. (GD001) gasen som produceras samlas i gasdomen för att sedan föras vidare i gassystemet, ger även larm vid eventuell skumning. 17. Säkerhetsventil (SHV001) skyddar mot över och under tryck i rötkammaren, gasklockan och trycksatta rötrestlager. 18. Inertgasfyllning (INTG001) anslutning för påfyllning av inertgas. 19. Stängventil (SGV001) avskiljer de olika systemdelarna vid behov och stoppar tillförseln av gas i systemet. 20. Kondensfälla (KDF001) vattnet avskilj och tappas av mot kondenskärl.
21. Gasklocka (GSK001) utgör ett buffertlager för gas samt har en tryckhållande funktion, bestämmer trycket i gasledningen och nivån i gasklockan utnyttjas även för att styra driften av olika enheter i gassystemet t.ex. facklan. 22. Tryckmätare (P) följer gasens tryck i systemet. 23. Temperatur (T) följer gasens temperatur i systemet. 24. Flödesmätare (F) - kontrollerar hur mycket gas som produceras och hur den sedan används. 25. Fackla (FA001) facklar bort överskottsgas som uppstår i systemet. 26. Flamspärr (FLS001) förhindrar lågor från att spridas bakåt i gasledningen 27. Inertgasfyllning (INTG002) - anslutning för påfyllning av inertgas. 28. Stängventil (SGV002) - avskiljer de olika systemdelarna vid behov och stoppar tillförseln av gas i systemet. 29. Flödesmätare (F) - kontrollerar hur mycket gas som produceras och hur den sedan används. 30. Inertgasfyllning (INTG003) - anslutning för påfyllning av inertgas. 31. Filter (PFTR001) avlägsnar skadliga partiklar 32. Kompressor/sidokanalfläkt (KMP001) tryckhöjer gasen för vidare transport i systemet. 33. Gaskylare (GKY001) kyler gasen efter tryckhöjning. 34. Kondensfälla (KDF002) - vattnet avskilj och tappas av mot kondenskärl efter gaskylningen. 35. Tryckmätare (P) följer gasens tryck i systemet. 36. Temperatur (T) följer gasens temperatur i systemet. 37. Stängventil (SGV003) avskiljer de olika systemdelarna vid behov och stoppar tillförseln av gas i systemet. Uppgradering 38. Tryckmätare (P) följer gasens tryck i systemet. 39. Kolfilter (SVFTR001) avlägsnar svavelväte och siloxaner. 40. Flödesmätare (F) - kontrollerar hur mycket gas som produceras och hur den sedan används. 41. Kompressor (KMP002/003) tryckhöjer gasen till ca 10 bar. 42. Absorptionskolonn (SBT001) gasen möter ett motflöde av vatten i skrubbertornet så att koldioxiden kan lösa sig. 43. Coalesceringsfilter (CCF001) - avskiljer fritt vatten genom att gasen stiger och kondensen rinner ner för avledning. 44. Gastork (GK001) torkar gasen genom att absorbera fukten från gasen. 45. Odörisering (ODG001) tillsättning av luktämne (THT) för att upptäcka en eventuell läcka. 46. Kompressor (KMP004) gasen tryckhöjs till 200 bar för vidare transport och användning. 47. Flashkolonn (FK001) efter skrubbertornet förs vattnet vidare till flashkolonnet för att minimera metanförlusten, trycket sänks och metanet förs tillbaka i processen medans vattnet går vidare. 48. Desorptionskollon (STP001) trycket släpps och koldioxiden i vattnet avgår i gasform. Vattnet återanvänds i skrubbertornet. 49. Kompressor (KMP005) vattnet tryckhöjs för att passa trycket i skrubbertornet.
Styrning, automation och övervakning Anläggningen använder programmet CitectSCADA, i huvudkontoret används programmet för att styra, övervaka och hantera informationen från automationssystem direkt via internetuppkopplingen. Genom att centralisera tillgängligheten för information får man en bättre översikt och beslutsunderlag och kan snabbt och effektivt fatta rätt beslut för att minimera stillestånd, produktionsbortfall och effektivisera verksamheten samtidigt som det uppfyller de ökande kraven på energieffektivisering. Anläggningen använder larmklasserna Hög-Hög, Hög, Låg och Låg-Låg där Hög-Hög har det högsta prioritet. Personal i beredskap som kan gå in i övervakningssystemet och se vad som har fått larm och en beskrivning på det larmet. SMS skickas till personalen i beredskap om man får larmet Hög-Hög. Elförsörjning Anläggningen köper el utifrån, kraftskåpet delar upp det till olika centraler i anläggningen som sedan för det vidare till aparatskåp AK1 som sedan för det vidare till styrskåpen SK1. För att värma upp anläggningen bränns flis i värmepannorna. Vid strömavbrott kommer UPS batterier sättas igång så att dataprogrammen inte stängs av, historiken ska sparas så att man vet hur värdarna såg ut i anläggningen, man har då något att starta från vid uppstart igen. I dagsläget finns det ingen reservkraft i anläggningen. Det genereras larm vid strömavbrott och den personal som är i beredskap måste då åka till anläggningen för att eventuellt återställa något om det går. Sammanfattning Här är en beskrivning av processen i en biogasanläggning, från insamling av material till fordonsgas som är redo för användning och transport. Beskrivningen innehåller även styrning, automation, övervakning samt elförsörjning och hur det går till i anläggningen.
Larmlista När anläggningen får ett larm gäller det att det adderas till en larmlista som man kan få fram genom att trycka på LARM i OP-panelen eller övervakningsprogrammet. Det första larm som man får, och som kan vara orsaken till felet, återfinns i historiken och visas ihop med tidsstämpling. Kvittering av larm sker genom att man trycker på reset-knappen i OP-panelen. Larmen är uppbyggt och kategoriserad genom A-, B- och C- larm. Man kan ta reda på vilken kategori ett visst larm tillhör genom att utläsa detta i larmtexten för respektive larm. A-larm (Röd) (kvittering krävs) Anläggningen står still B-larm (Gul) (kvittering krävs) Anläggningen är i drift med begränsad kapacitet C-larm (Grå) (kvittering krävs) Kompressor Tabellen nedan visar larmen för kompressorn och dess klass. Objekt Kod Text Klass 1 KMP001 KMP001_SUMLRM KOMPRESSOR, SUMMALARM A 2 KMP001 KMP001_IN_TRYCK_LÅG KOMPRESSOR, LÅG INLOPPSTRYCK 3 KMP001 KMP001_IN_TRYCK_HÖG KOMPRESSOR, HÖG INLOPPSTRYCK 4 KMP001 KMP001_UT_TRYCK_HÖG KOMPRESSOR, HÖG UTLOPPSTRYCK B A A 5 KMP001 KMP001_OLJTRK_LÅG KOMPRESSOR, LÅG OLJETRYCK B 6 KMP001 KMP001_OLJTRK_HÖG KOMPRESSOR, HÖG OLJETRYCK A 7 KMP001 KMP001_TEMP_HÖG KOMPRESSOR, HÖG TEMPERATUR 8 KMP001 KMP001_TEMP_UTG_GAS_HÖG KOMPRESSOR, HÖG TEMPERATUR UTGÅENDE GAS 9 KMP001 KMP001_OLJTEMP_HÖG KOMPRESSOR, HÖG OLJETEMPERATUR A A A
Excenterskruvpump Objekt Kod Text Klass 9 EXP001 EXP001_START_EJ EXCENTERSKRUVPUMP, STARTAR EJ 10 EXP001 EXP001_HÖG_TEMP EXCENTERSKRUVPUMP, HÖG TEMPERATUR 11 EXP001 EXP001_LÅG_TEMP EXCENTERSKRUVPUMP, LÅG TEMPERATUR A B B (Bild på larmhistorik i biogasanläggningen More Biogas). Sammanfattning Det här är en beskrivning på hur larmen och larmlistan fungerar i en biogasanläggning. Det beskriver vad som prioriteras och vad som kan åtgärdas lite senare, kategoriseringen. Det finns även en bild på hur larmhistoriken ser ut för en biogasanläggning.
Dimensionering Anläggningen har tillstånd att använda max 100 000 ton substrat per kalenderår. Vid full drift beräknar man använda 90 500 ton substrat/år. Med denna kapacitet beräknar man kunna producera 25 GWh som fordonsgas. Maxkapaciteten beror på flera faktorer så som förutsättningar för mikrofloran i rötkammaren, som t.ex. påverkas av mängden organiskt material i substratet (belastningen), kväveinnehållet i substratet med mera. Substraten är i dagsläget stallgödsel i olika former men kommer också utökas med källsorterat matavfall från kommunerna runtom Kalmar under 2014. Fördelningen av substraten är; nötflygödsel 55 000 ton svinflytgödsel 19 000 ton fastgödsel från flera djurslag 5 000 ton. Anläggningen tar emot 300-400 m3 substrat varje vardag. Bufferttanken på 1 500 m3 blandar fast och flytande substrat och fungerar som utjämningslager då transporterna gör uppehåll. Pumparna är dimensionerade för ett flöde på mellan 9-14 m3/h. Rötningen är termofil, 55 o C i en rötkammare som har en volym på 6 000 m3. Uppehållstiden i rötkammaren är ca 25 dagar. Rågasproduktionen beräknar man då till 300-400 Nm3 per timme med en metanhalt på 65 %. Från rötkammaren pumpas material till rötrestlager på 1500 m3 där man också samlar restgas. 100 000 ton ingående substrat ger nästan lika många ton röstrest (biogödsel). Det mesta ska tillbaka till lantbrukarna. De har över 3 500 ha åkermark att sprida biogödsel över. Vår anläggning lånar alltså mer eller mindre stallgödsel av lantbrukarna och återför motsvarande mängd till respektive lantbrukare. Innehållet av växtnäringsämnen är då högre än i stallgödseln. Framförallt finns det mer tillgängligt kväve i biogödsel. Allteftersom man tar in externa substrat, t.ex. matavfallsslurry, kommer kravet på spridningsareal att öka och man räknar med att kunna tillhandahålla biogödsel även till externa kunder. Biogödseln certifieras enligt SPCR 120 och målet är även att den skall KRAV-godkännas. 1 Sammanfattning Dimensioneringen behandlar anläggningens fysiska kapacitet och tillstånd att ta emot substrat. Alltså, vilka substrat, hur mycket, vad och hur mycket som produceras, hur lång uppehållstiden är och hur mycket som lämnar anläggningen i form av biprodukter.
Funktionsbeskrivning Komponent ochdess använingsområde Funktionsbeskrivning Kompressor för HT-system K01 K01 är en klokompressor som komprimerar gasen till en färdigställd produkt, i detta fall för fordonsgas som skall konsumeras vid en lokal tankstation. K01 befinner sig ett betongrum nästintill uppgraderingsanläggningen. Är nästa steg efter stängventil STV008 och befinner sig mellan STV009 K01 är placerad i ett betongrum intilliggande K02 för kontinuerlig komprimering av CH4. K01 styrs för att bibehålla ett jämnt börvärde för inloppstrycket. Inloppstrycket mäts av differenstryckmätare PD101 som ser över filtertryckfall. Börvärdet är förinställt vid leverans, då värdeinställningarna kan vara knepiga att ställa in. Stiger inloppstrycket så ökar motorns varvtal, medan om börvärdet sjunker så minskar motorns varvtal. Via regulatorns autoläge styrs varvtalet för att hålla inloppstrycket så nära börvärdet på inloppstrycket som möjligt. Vilket anpassas efter ev. förändringar med gastrycket. Har man K01:s regulator inställd på manuell drift, styrs K01 av de inställda driftparametrarna utan att anpassa sig till förändringarna som kan ske vid inloppstryckets börvärde. Om inloppstrycket minskar till under 4,0 bar, vilket mäts av differenstrycksmätare DTM002 så stoppar kompressorn, och om inloppstrycket når 5,0 bar som mäts av DTM002 startar kompressorn. Dessa värden är preliminära och trimmas in under drift. K01 har en omdirigeringskanal som leder gasen till buffertlager BL001. För att dirigera om gasen tvångsöppna automatiska ventiler PV106 och PV107 via OP:n. Öppna de manuella ventilerna V111, V112, V113, V114, V115, V116. Den uppgraderade gasen passerar rörnätet från gastorken GT001, förbi stängeventilen STV008 till K01 för att trycksättas(250 bar) innan den lämnar komprimeringen till tankstation TS01.
Larm In/Ut-tryck för högt/lågt tryck. Min 4 bar, max 250 bar Oljetryck för högt/lågt tryck 4-9 bar Temp steg 1-4 för hög/låg temp Temp utg. Gas för hög 170 O C Oljetemperatur för hög temp 80 o C Fjärrstyrning Övrigt Fjärrmanöver, trycksättning(250 bar) Minsta komprimeringssteget kräver ventilöppning
Komponent ochdess användningsområde Funktionsbeskrivning Pump för substratbehandling EXP001 EXP001 är en excentrialskruvpump som är placerad efter substratfickan SF001/KN001 och pumpar substratet vidare till skivskiktet SKS001. EXP001 är fastsatt på en betongsatts för att minska friktion, temperatur och ljudskador för person eller maskin. Pumpen är tillverkad i stål, avsedd för substrat av typ organiskt material, konstruerad för manuell driftstyrning där pumpkapaciteten kan ställas in på plats. Substratet pumpas med en hastighet på 7-15 m3/h, vilket är en manuell inställning. Larm Pumpen har en tömningsventil TV001 som är avsedd till att vid behov tömma pumpen på substrat, tex vid förstoppning eller haveri i pumpens motor. Detta görs manuellt. Vid utebliven start Hög/låg temp Under 5 o C/över 30 o C Fjärrstyrning Övrigt Fjärrmanöver start och stopp Frekvens: 25-50 Hz Motoreffekt: Max/normal 1450 rpm Kraft: 7,5 kw Substratmängd: 7-15m3/h
Komponent ochdess använingsområde Funktionsbeskrivning RTD Temperaturgivare för gas och vätska, utan förlängningshals TST41N är en motståndstermometer (Resistant temperature detector) med gängad processanslutning och en mycket kort svarstid. Den innefattar en enkel-eller dubbel Pt 100 sond, i mineralisolerad kabel, som är i direkt kontakt med processen. En industriell Pt100-givare består normalt av tre huvudkomponenter: Mätelement, skyddsrör och anslutning. Dessa kan kombineras på ett stort antal olika sätt för att uppnå önskade egenskaper. TST41N består av ett TIG-svetsat armeringsrör, ett kopplingshuvud och en gängad processanslutning. Temp. Intervall: -50 C till 600 C Max tryck: 20 bar Larm Inga uppgifter Fjärrstyrning Övrigt Inga uppgifter Sammanfattning Funktionsbeskrivningen behandlar de normala funktionerna för de objekt, alltså maskiner och intrument vi valt ut. Utöver normala funktioner tar man också fram hur objektet kan påverkas av en driftoperatör och vad som eventuellt kan gå fel med objektet.
Objekt och instrumentering Innehåll Excenterskruvpump Underhåll och åtgärder...s. 1-4 Säkerherhetsanvisningar...s. 5-7
Sammanfattning Objekt och instrumentering innefattar separata driftmanualer för utrustningen på anläggningen. I detta fall avgränsar vi oss till underhåll, åtgärder och säkerhet då vi behandlat funktion och drift i tidigare kapitel.
Checklista Checklista Dygn Sign: Komponent K01 Kontroll Datum: Kontrl. Mätare Kontrl. Läckage Kontrl. Ljud Ev. Åtgärd Checklista Dygn Sign: Exc.Pump001 Kontroll Ev. Åtgärd Datum: Kontrl. Mätare Kontrl. Ljud Kontrl. Vibrationer Checklista Dygn Sign: T-Mätare 001 Kontroll Ev. Åtgärd Kontrl. Status Datum: Checklista sammanfattning När man arbetar på en anläggning utformas det ofta en rad olika checklistor, dvs prioriteringsarbeten och underhåll som är uppdelade efter tid och vikt. Tex vilka komponenter som skall lyssnas till, göra en övergripande eller detaljerad driftkontroll. Vanligtvis är det uppdelat i dygnsvis, veckovis, månadsvis, årsvis osv... Det kan innefatta oljebyten av kompressorerna, se över filtreringsfiltren eller tömma kondensfällorna. Men även mindre kontroller som att lyssna på pumpar så att de låter så som de brukar göra, för att se så det verkar flyta på eller om ett ingrepp kan vara nödvändigt. 2 Checklistan/listorna brukar vara utformade efter hela anläggningen och dess komponenter, men även listor som är uppdelade för specifika objekt som beskriver hur underhållet skall utföras och hur funktionen skall övervakas, se exempel på checklista. 3
El-dokumentation Huvudbrytare HB 1-6 X01-L1-L3, N, PE, - sammanbinder innre och yttre förbindning. (kallas för plintrad). Direktstart; OR1-F1 35A 1-6 säkring OR1-Q1 Bl.441 1-6 kontaktor OR1-M1 1-6 motorskydd X01 1-3 - sammanbinder innre och yttre förbindning. (kallas för plintrad). OR1-S2 1-6 säkerhetsbrytare (placerad precis vid motorn).
Mjukstart; OR2-F1 35A 1-6 säkring L1-L3 UVW mjukstart X01 4-6 - sammanbinder innre och yttre förbindning. (kallas för plintrad). OR2-S2 1-6 - säkerhetsbrytare (placerad precis vid motorn). Frekvensomformare; OR3-F1 35A 1-6 säkring L1-L3 UVW frekvensomformare X01 7-9 - sammanbinder innre och yttre förbindning. (kallas för plintrad). OR3-S2 1-6 - säkerhetsbrytare (placerad precis vid motorn). X01-L1-L3, N, PE, 1-9 sammanbinder innre och yttre förbindning. (kallas för plintrad). HB 1-6 Huvudbrytare, bryter strömförbindelsen. (OR1-OR3) - F1 35A (1-6) x3 säkringar
Förbindnigsschema för ett styrskåp i processhallen, yttrelayouten. För varje tag finns en motsvarande kabel i skåpet, detta för att kunna lokalisera ledningarna.
Kretsschema för analoga ingångar i ett styrskåp, den är avsedd för temperaturgivare som går till varsin komponent.
Bilagor Larmlista
Kompressorn
Excenterskruvpumpen
Checklista
1 http://morebiogas.se/index.html (2014-04-29) 2 Anvisningar för biogasanläggningar: sid 144 (2014-04-08) 3 Projektrapport 2 av grupp D4 från 2013-12-05 (2014-04-08)