DRIFT & SKÖTSELINSTRUKTIONER FÖR UGGLORNAS BIOGASANLÄGGNING

DRIFT & SKÖTSELINSTRUKTIONER FÖR UGGLORNAS BIOGASANLÄGGNING KURS: DRIFT & UNDERHÅLLSTEKNIK RITNINGS/SCHEMALÄSNING, ELLÄRA STYR & REGLERTEKNIK 2014-04-11 Rapport skriven av - Projektledare Peter Altersved, Emelie Landström, Helena Nilsson & Jennifer Gylden Grupp Ugglorna BG-4 Yrkeshögskolan i Hallsberg. Handledare: My Soling & Patric Lundfeldt Rapporten grundar sig på följande uppgift från handledarna: Nyligen har er organisation förvärvat en anläggning för fordonsgasproduktion. Som en viktig del i produktionen av fordonsgas är hur anläggningen drivs och sköts vilket har direkt inverkan på anläggningens totala lönsamhet. Er organisations personal kommer från årsskiftet att ta över driften av anläggningen och behöver således redan nu sätta sig in i drift & rutiner. Som en del i detta arbete så har Er arbetsgrupp blivit tilldelade att ta fram ett utkast till Drift- & skötselinstruktioner för anläggningen.

Innehållsförteckning PROJEKTBESKRIVNING... 2 ALLMÄN BESKRIVNING AV ANLÄGGNINGEN... 3 FÖRKLARING BESKRIVNING AV ANLÄGGNING... 4 PROCESSBESKRIVNING... 4 Nivå och flödesmätning... 5 Kraftförsörjning... 6 Uppstart efter nätavbrott... 6 Överordnad datorarbetsplats... 6 Lokalt styrsystem... 6 FÖRKLARING PROCESSBESKRIVNING... 6 LARMLISTA... 7 FÖRKLARING LARMLISTA... 7 DIMENSIONERING... 8 FUNKTIONSBESKRIVNING... 9 OBJEKT & INSTRUMENTERING... 11 Innehåll... 11 Motor & Apparatlista... 11 FÖRKLARING... 11 CHECKLISTA UNDERHÅLL... 12 FÖRKLARING... 13 PROCESS-SCHEMA LÅGTRYCKSYSTEMET... 14 PROCESS-SCHEMA LÅGTRYCKSYSTEMET... 15 FÖRKLARING PROCESS SCHEMA... 15 ELDOKUMENTATION... 16 FÖRKLARING ELDOKUMENTATION... 21 Sida 1

PROJEKTBESKRIVNING Bakgrund och syfte Vi är fyra studenter som går utbildningen Biogastekniker och nu börjar vi med vårt femte projekt, Drift- och Underhållsteknik samt Ritnings-/schemaläsning, Ellära, Styr & Reglerteknik. Kursen ska ge oss kompetens om felsökning och reparation samt förebyggande och avhjälpande underhåll i biogasanläggningen. Kursen ska även ge kunskap och insikt i allmän ellära och hur mätande instrument fungerar tekniskt och elektriskt samt hur signalhanteringen sker vid industriella anläggningar. Projektet kommer att resultera i en projektrapport i form av drift och skötselinstruktioner för en fiktiv anläggning. Mål Målet för projektet är att beskriva och presentera hus datorbaserade övervakningssystem är uppbyggda och fungerar. Redogöra för hur man använder/hanterar datoriserade driftövervakningssystem vid en anläggning för en biogasproduktion samt redogöra för hur system för reservkraft fungerar. Du ska även kunna redogöra och förklara huvuddelarna inom driftekonomin för en biogasanläggning och kunna redogöra för förebyggande och avhjälpande underhåll i biogasanläggningar. Redogöra för metoder för svetsning i rostfritt stål samt svetsning av rör i Polyeten PE. Organisation Projektledare är Peter Altersved. Övriga projektmedlemmar är Emelie Landström, Jennifer Gyldén och Helena Nilsson. Vi rapporterar till vår handledare My Soling och Patric Lundfeldt. Projektplan Projektplanen har grovplanerats och redovisats i bifogad projektplan som vi har tagit fram med hjälp av M/S Project. Projektplanen utvärderas och uppdateras efter varje basgruppsmöte eller när vi finner att den inte längre stämmer med verkligheten. Metod/Arbetssätt Vi kommer att jobba enligt PBL-metoden och träffas kontinuerligt minst 1 gång i veckan utöver föreläsningstillfällena. Vi använder oss av facebook b.la som forum för dokumentation och snabb kontakt och uppföljning. Dokumentation Vi dokumenterar löpande vårt projektarbete. Vid basgruppsmöten för vi protokoll/minnesanteckningar. Vi skriver också dagbok och projektledardagbok som vi mailar till vår handledare efter arbetsveckans slut. Vi kommer att utforma vår rapport efter fastställd mall. Vi kommer också att skicka ett första utkast av vår rapport till handledaren för preliminärbedömning i så god tid att vi kan hålla vår tidsplan för den färdiga rapporten. I samband med slutredovisning av projektet har vi också förberett en muntlig presentation av vårt projekt. Sida 2

SAMMANFATTNING Rapporten handlar om drift och underhållsteknik samt ritningsläsning, schemaläsning, ellära, styrteknik och regelteknik. Vår rapport innehåller en allmän beskrivning av en anläggning, en processbeskrivning, en larmlista, dimensionering över anläggningen, en funktionsbeskrivning över en pump och en omrörare, objekt och instrumentering, en checklista för underhåll, ett processchema, samt eldokumentation. Läsaren skall genom att läsa rapporten få kunskap om hur anläggningen drivs och sköts. ALLMÄN BESKRIVNING AV ANLÄGGNINGEN Lidköping Biogas - Lidköping Lidköping Biogas är belägen vid Kartåsens avfallsanläggning söder om Lidköping. Anläggningen är ett samverkansprojekt mellan Lidköpings kommun, Göteborgs Energi och Swedish Biogas International och den består av två delar. En rötningsanläggning som ägs av Swedish Biogas International Lidköping AB där gasen produceras och därefter renas. Råvarorna till biogasproduktionen är helt naturliga, vegetabiliska restprodukter från den lokala livsmedelsindustrin samt restprodukter från spannmålshantering. Anläggningen levererar också en kretsloppsanpassad biogödsel till det lokala jordbruket. I den andra anläggningen som ägs av Göteborgs Energi och Lidköpings kommun görs gasen flytande. En del av gasen används som bränsle till fordon i Lidköping och en del transporteras till närliggande tankställen. Resterande gas transporteras i flytande form med lastbil till Göteborg och andra ställen där det finns efterfrågan. Anläggningen hanterar ca 230 ton substrat/dygn Ansvaret för rötningsanläggningens drift och säkerhet har platschef Anders Blomqvist. Platschefen har personal och ekonomiskt ansvar och skall se till att arbetsrutinerna följs på anläggningen. Han är den som ska ha kontakt med myndigheterna och är också gasföreståndare. Anders Blomqvist mobil: +46 704 641 833 anders.blomqvist@swedishbiogas.com www.swedishbiogas.com Tillsynsmyndighet är Lidköpings kommun. (Räddningstjänsten) Telefon 0510-77 00 00 och epost kommun@lidkoping.se Tillstånds myndighet enligt LBE är Lidköpings kommun, (Räddningstjänsten). Telefon 0510-77 00 00 och epost kommun@lidkoping.se 1 1 Samtal med anställda på Lidköpings Biogas. Föreläsningar på skolan i Hallsberg. Sida 3

Tillstånds myndighet enligt MB är Länsstyrelsen Västra Götalands Län Telefon 010 224 40 00 och epost vastragotaland@lanstyrelsen.se FÖRKLARING BESKRIVNING AV ANLÄGGNING Dokumentet beskriver var anläggningen ligger. Vilka som är ägare, vilka råvaror som tas emot och vad som produceras. Det framgår vilka som är ansvariga och de olika myndigheter som reglerar verksamheten. Eftersom det finns risker med gasproduktion är dessa uppgifter viktiga att påvisa i ett dokument. PROCESSBESKRIVNING Den normala processen vid SBI Lidköping AB sker enligt följande. Hela rötningsprocessen tar 60 dagar. Från mottagningsfickan (MF1) transporteras råvarorna till en mixertank (MIX1) via transportskruvar (SKR1, SKR2). Mixertanken har en toppmonterad omrörare (OM1) där nytt torrt substrat blandas med substrat som varit i rötkammaren. Det blandade substratet pumpas (PU1) till rötkammaren (RK1). Rötkammaren har en toppmonterad omrörare (OM3). En värmeväxlare (VVX1) och substratet sköter värmen i rötkammaren. Gas pumpas (PU3) från rötkammaren till en gasbrännare som förser värmeväxlaren med värme. Genom självtryck förs substrat till efterrötkammare (ERK2). Efterrötkammaren har en toppmonterad omrörare (OM5). Substratet pumpas (PU4) vidare till biogödselbrunnen (BGB) som har fyra omrörare (OM7, 8, 9, 10). Gasen bildas i rötkammaren och med självtryck fortsätter ut i lågtrycksgassystemet och passerar följande punkter innan uppgraderingsanläggningen. Automatisk avstängningsventil (V1) Inertgaspåfyllning/provtagningspunkt (IF/PP). Inertgas används för att få bort metan vid underhållsarbete. Skumavskiljare (SA). Kondensfälla (KF1) med automatisk avtappning. Gasklocka (GKL) för att hålla trycket samt buffra gas. Är utrustad med säkerhetsventil för över- undertrycksskydd (Ö-UTS2). Sida 4

Automatisk avstängningsventil (V2) Tre stycken mätare för tryck (TR1), temperatur (T1) och flöde (F). Provtagningspunkt (PP2). För att mäta mängden metan, koldioxid och svavelföreningar. Automatisk avstängningsventil (V3) Fackla (FA) med flamspärr (FS). Är till för att bränna bort överskotts gas. Försedd med automatiskt tänd och flamövervakningssystem. Automatisk avstängningsventil (V4) Partikelfilter (PF). Automatisk avstängningsventil (V5) Fläkt (FL) för att höja trycket. Gaskylare (GKY) för att sänka temperaturen. Kondensfälla (KF2) med automatisk avtappning. Mätare för tryck (TR2) och temperatur (T2). Automatisk avstängningsventil (V6) Nivå och flödesmätning Nivåer av substrat i rötkammare, efterrötkammare och biogödselbrunn är följande. Av / På Rötkammare Inmatning: 98 % - 100 % Utmatning: 90 % - 85 % Efterrötkammare Inmatning: 99 % - 100 % Utmatning: 99.2 % - 96 % Biogödselbrunn Inmatning: 95 % - 96 % Larmnivå för substrat är lägst 90 % och högst 100 % Larmnivå för temperatur är lägst 36 o och högst 42 o Normal temperatur är 38 o +/- 1 o Larmnivå för tryck är max 12 bar i rötkammare och max 10 bar i efterrötkammaren Sida 5

Kraftförsörjning Anläggningsdelens apparatskåp ELS12 kraft försörjs från lågspänningsställverket ST1. Något reservkraftverk finns inte på anläggningen. Uppstart efter nätavbrott Vid ett nätavbrott ska jourpersonal genast infinna sig på anläggningen. Det finns det manualer med text och bild i pärmar och på data som beskriver hur man gör en uppstart. Viktigt är att kontrollera larmlistan för eventuella utlösta motorskydd, samt kvittera alla utlösta larm. De viktigaste saker att få igång är följande: Kompressorer Fläktar till membrantaken på rötkammare Omrörare Fackla Överordnad datorarbetsplats Anläggningen övervakas och manövreras från kontrollrummet av drifttekniker från det centrala driftövervakningssystemet Cactus. Det är ett system för övervakning och styrning av processer. Personal förser indatasystemet med uppgifter varefter automatiken tar över och levererar det som behövs till processen. De olika processerna körs med kända indata. PLC systemet startar och stänger av olika komponenter och använder olika subrutiner. Om det skulle komma larm informeras personalen via SMS och en signal skickas till PLC - systemet. Lokalt styrsystem I apparatskåp ELS12 finns Siemens styrsystemet som styr och reglerar hela anläggningen. Det kommunicerar med driftövervakningssystemet via fibernätverk. Det finns operatörspaneler ute i anläggningen som man kan sköta övervakning och andra arbetsuppgifter med. 1 FÖRKLARING PROCESSBESKRIVNING Dokumentet beskriver flödet genom anläggningen. Från rötning av råmaterial till rågas och biogödsel. De olika processerna beskrivs. Nivå och flödesmätningen är till för att optimera rötningsprocessen. Detta säkerställs genom reglering av larmnivåer för tryck, temperatur och nivåer i rötkammaren. 1 Samtal med anställda på Lidköpings Biogas. Föreläsningar på skolan i Hallsberg. Sida 6

Eftersom det inte finns något reservkraftverk på anläggningen är det viktigt vid uppstart efter nätavbrott starta upp de viktigaste delarna. LARMLISTA POS KOD AREA TEXT KLASSNING #1 BG_LID_GKL_låg_nivå Gaskl. Låg nivå GKL under 50% A-larm #2 BG_LID_KF-2_hög_nivå KF-2 Kondensfälla hög nivå B-larm #3 BG_LID_OM3-RK1_ej_ OM3-RK1 Omrörare i RK 1 ej i auto C-larm Larmen är graderade i tre klasser. När något avviker från den normala processen kommer det ett larm. Det finns A, B och C-larm. A-larm behöver åtgärdas direkt. B-larm är inte akut men behöver åtgärdas, görs inget så kommer B-larmet uppgraderas till A-larm. C-larm är mest som information att något är fel. En larmlista kan vara upplagd på följande sätt. Area menas var i anläggningen larmet är, text och klassning som kan ha färgskalor. 1 FÖRKLARING LARMLISTA Larmlistan är ett hjälpmedel för driftteknikerna att snabbt få en uppfattning om vad och var behovet av åtgärd eller tillsyn behövs. Allvarlighetsgraden informerar om hur snabb åtgärd eller tillsyn ska utföras. 1 Samtal med anställda på Lidköpings Biogas. Föreläsningar på skolan i Hallsberg. Sida 7

DIMENSIONERING Lidköpings anläggning har tillstånd från Länsstyrelsen enligt miljöbalken enligt beslut (lst:dnr- 116503-20120101) daterat 2012-01-22 Anläggningen får ta emot och behandla ca 60 000 ton vegetabiliska restprodukter från lokala livsmedelsindustrin samt restprodukter från spannmålshantering som de tar emot t.ex. foderrester, ensilage, majs, mjöl, jordnötter per år. Per dygn får 230 ton substrat förvaras. De producerar ca 6 miljoner Nm3 uppgraderad biogas per år och ca 50000 m3 biogödsel per år. Rötkammare 1 rymmer 300 m3 och Rötkammare 2 rymmer 300 m3. Efterrötkammare 1 rymmer 1200 m3 och Efterrötkammare 2 rymmer 1200 m3. Hydraulisk uppehållstid: 60 dygn Drifttemperatur: mesofilt 35-37 gr C. Sida 8

FUNKTIONSBESKRIVNING Objekttyp & dess ändamål Funktionsbeskrivning Inmatningspump till efterrötkammare Excenterskruvpump PU1. Placerad mellan mixertank MIX1 och rötkammare RK1. Pumpen pumpar in substrat i rötkammaren. Frekvensriktare, omkopplare HAND-0-AUTO och säkerhetsbrytare finns för pumpen. Pumpen styrs i automatik av Nivågivare NG2 som anger volymprocent i rötkammaren. Pumpen har kontinuerlig drift och frekvensriktare reglerar pumpens varvtal för att hålla en konstant nivå i rötkammaren (volymprocent 98-100%). Notera att volymprocent ej anger volymen av hela rötkammaren utan endast den önskvärda substratvolymen. Vid hög nivå i rötkammaren, angivet av nivågivare NG2, förreglas PU1. Vid låg vikt i substratlagret, angivet av viktgivare VG1, förreglas PU1. Vid pumpstopp av inpumpningen till rötkammaren med pump PU1 förreglas urpumpningen med pump PU2 från rötkammaren. Vid pumpstopp med PU2 förreglas PU1 I omkopplarläge HAND körs pumpen med kontinuerlig drift. Ventiler ställs då om manuellt efter behov. Frekvensriktare 25-50 Hz reglerar pumpens varvtal för att pumpen ska gå kontinuerligt. Börvärdet ligger mellan 98% och 99% av den önskvärda substratvolymen. Larm: Inställbara/påverkbara parametrar: Börvärde volymprocent rötkammare 98-100% Förreglingsnivå PU1 hög nivå rötkammare 0-20 meter. Förreglingsnivå PU1 låg vikt substratlager 0-1 ton. A-larm: Pump PU1 förreglad -låg substratvikt A-larm: Pump PU1 förreglad -hög nivå rötkammare A-larm: Frekvensfel A-larm: Utlöst nödstopp. Fjärrmanöver: Fjärrinställning Övrigt. A-larm: motorskydd utlöst On/off Larm, förregleringsnivåer och börvärde Pumpens varvtal och tryck ska trendas Sida 9

Objekttyp & dess ändamål Funktionsbeskrivning Propelleromrörare i efterrötkammare Toppmonterad mekanisk omrörare OM1, placerad på rötkammaren RK1. Omrörare har säkerhetsbrytare samt omkopplare med lägen HAND-0-AUTO. Då substratet kan variera är bör det iaktas att material med långa fibrer kan bilda trasor vilka lindas runt omröraraxeln. I automatik styrs omröraren av nivån i rötkammaren, via NG1 som anger volymprocent. Frekvensen regleras av en automatisk signal från NG1 vid angiven volymprocent. Detta sker enligt program i överordnat system? I omkopplarläge HAND körs omröraren med kontinuerlig drift Larm: Fjärrmanöver: Fjärrinställning Övrigt. Omrörare förreglas av en signal beroende av exempelvis manluckan, så att omröraren alltid är i 0 när manluckan är öppen. C-larm: Omrörare i rötkammare 1 ej i Auto. B-larm: Frekvensfel Omrörningshastighet, HAND-0-AUTO Larm och förregleringsnivåer samt börvärde Funktionsbeskrivningen redogör för hur ett objekt normalt fungerar samt för möjliga driftfall som kan förekomma och hur objektet kan påverkas och användas av operatören. Sida 10

OBJEKT & INSTRUMENTERING Innehåll INMATNINGSPUMP TILL EFTERRÖTKAMMARE PU (1)... 2 PROPELLEROMRÖRARE I EFTERRÖTKAMMARE OM(1)... 2 MOTOR & APPARATLISTA 2 PU(1) INMATNINGSPUMP TILL EFTERRÖTKAMMARE... 3 OM(1) PROPELLEROMRÖRARE I EFTERRÖTKAMMARE... 3 MOTOR & APPARATLISTA 3 Motor & Apparatlista Bifogas i separat excelfil FÖRKLARING Objekt och instrumenteringen innehåller separata drift och skötselmanualer för utrustning som finns i anläggningen. Ofta finns en förteckning över innehållet i början så att man lättare kan orientera sig. Den är ofta tudelad så att man dels kan söka på funktion och dels på objektnamn. 2 2 Powerpoint, föreläsning. BG4-DRUN-FL1-20140319 Sida 11

CHECKLISTA UNDERHÅLL Nedan kommer exempel ges på vad som kontrolleras på en biogasanläggning. Dock måste det upprättas en underhållsplan för varje anläggning då alla ser olika ut. Ronderings blanketter är någonting som underlättar tillsynen med att göra en signatur med namn och datum för att fastställa att kontrollen är utförd och vid behov åtgärdat. Daglig kontroll 1. Okulärkontroll av anläggningsdelar. 2. Kontrollera om gasläcka förekommer. 3. Kontroll efter missljud från motorer. 4. Se till att allmän ordning och reda råder. Veckokontroll 1. Kontroll/tömning av kondenskärl 2. Kontroll markytor. Lukt, status 3. Kontroll vattenlås fläkt 4. Kontroll dammen. Lukt, färg, nivå 5. Kontroll dammbrunn. Lukt, nivå 6. Kontroll fastigheter status 7. Kontroll skumbildning RK, ERK, RK3 8. Kontroll lukt, läckage, ljud, RK, ERK, RK3 9. Kontroll staket 10. Kontroll funktion grinden 11. Kontroll vågen 12. Kontroll vattenlås RK, ERK, RK3 13. Kontroll mottagningshall. Lukt, läckage 14. Kontroll växlarrum. Lukt, läckage 15. Kontroll dammfilter 16. Kontroll FecI-dosering är aktiv 17. Nivå spannmålssilo 18. Kontroll spannmålsinmatning aktiv Månadskontroll 1. Okulärkontroll av säkerhetsventiler och kärl. 2. Okulärkontroll av belysning. 3. Okulärkontroll av axeltätningen till omröraren i rötkammaren. 4. Okulärkontroll av gasfläktar och gaskompressorer. 5. Okulärkontroll av gasklocka och gaslager. Sida 12

Kvartalskontroll 1. Funktionskontroll av sektionsventiler med manöverdon. 2. Täthetskontroll av ventilspindlar, gängförband och flänsförband. 3. Okulär-, funktions- och täthetskontroll av slangar och slanganslutningar. 4. Funktionskontroll av gasvarnare och larm till kontrollrum. 5. Okulärkontroll av rörledningar med avseende på korrosion och upphängningar. 6. Okulärkontroll av tryck-, temperatur- och nivåmätningsutrustning. 7. Kontroll av gasanalysutrustning. 8. Funktionskontroll av syrehaltsmätare(deponigasanläggningar). 9. Gasanalys. FÖRKLARING Checklistor för underhåll är vanligen en rutin som genomförs med bestämt tidsintervall. Tiden kan vara kalendermässig, ex varje dag/vecka/månad, eller efter bestämt antal timmar i drift. Checklistans underhåll är ofta grundad i krav från objektet eller anläggningens leverantör & det är inte alltid som underhållet får ske av verksamhetens personal då den kräver särskild utbildning eller behörighet. Sida 13

PROCESS-SCHEMA LÅGTRYCKSYSTEMET Sida 14

PROCESS-SCHEMA LÅGTRYCKSYSTEMET (1) Över & undertrycksskydd Ö/U TS (2) Efterrötkammare ERK (3) Ventil 1 V1 (4) Inertgasfyllning/Provtagningspunkt 1 IF/PP1 (5) Kondensfälla KF1 (6) Gasklocka GKL (7) Ventil 2 V2 (8) Tryckmätare 1 P1 (9) Temperaturmätare 1 T1 (10) Flödesmätare F (11) Ventil 3 V3 (12) Flamspärr FS (13) Fackla FA (14) Ventil 4 V4 (15) Partikelfilter PF (16) Ventil 5 V5 (17) Fläkt FL (18) Gaskylare GKY (19) Kondensfälla KF2 (20) Tryckmätare 2 P2 (21) Temperaturmätare 2 T2 (22) Ventil 6 V6 (23) Provtagningspunkt PP2 FÖRKLARING PROCESS SCHEMA Sida 15

ELDOKUMENTATION Sida 16

Sida 17

Sida 18

Sida 19

Sida 20

FÖRKLARING ELDOKUMENTATION El-dokumentationen berör allt som är av intresse för kraftförsörjning av objekt, manöver av objekt, koppling av objekt samt layout för objekt. I den här rapporten används scheman och ritningar över elanläggningen. DISKUSSION Den här delkursen har onekligen haft ett stort innehåll. Det som varit mest besvärligt har varit att få tag på alla uppgifter då vi har fått tillförlita oss på en enda anläggning för att få fram alla uppgifter, med väldigt lite egna reflektioner. Dock har vi onekligen lärt oss en del med tanke på att de flesta gruppmedlemmarna har haft väldigt lite kunskap om el före kursens start. Att gå från noll kunskap om el till att kunna så här mycket som ( Patrics del) det förväntades av oss har varit väldigt svårt. Men det är u helt individuellt och kanske bara är vi som är mindre lättlärda. Vi har även fått större förståelse för styrsystem, vilka vi varit medvetna om sedan vårt första studiebesök men inte tänkt så mycket på hur de fungerar. Vi spekulerar i det för oss annorlunda arbetssättet att hämta färdiga dokument från en anläggning i stället för att själva hitta på någonting utifrån referenslitteratur. Ovant som det är så är det kanske helt enkelt mer realistiskt och verklighetstroget, men ibland har det känts som att vi hämtat mycket färdiga dokument istället för att göra egna och då lära oss mer. Men kursens tidsaspekt har inte utrymme till det. Sida 21