Проект дегазації полігону ТБВ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

1. Основні технологічні рішення та рішення по дегазації полігону

2. Газовідвідні свердловини

2.1 Розрахунок мережі свердловин

2.2 Конструктивна облаштованість свердловин

3. Загальна характеристика газопроводів

4. Основне технологічне устаткування

4.1 Камера збору конденсату

4.2 Фільтр газовий

4.3 Система подачі біогазу на базі канального вакуумнагнітача «TURBOTRON»

4.4 Електрогенераторна установка ЕГУ GE Jenbacher JGS 320 GS-L.L

5. Заходи з охорони праці

Додатки

Вступ

Полігони твердих побутових відходів (далі по тексту ТБВ) є не тільки джерелами забруднення навколишнього природного середовища, але й поновлюваними газовими родовищами. Природній процес біологічного розкладання органічних відходів у тілі полігона приводить до утвору біогазу зі змістом метану 40-60%. Саме наявність метану є причиною частих загорянь на полігонах, які практично не піддаються гасінню й приводять до викидів в атмосферу великої кількості токсичних речовин. Крім того, метан є газом, парниковий ефект якого в 21-23 рази вище, ніж двоокис вуглецю. Тому в розвинених країнах збір і спалювання біогазу на полігонах ТБВ з корисною утилізацією для виробництва енергії або без такої є обов'язковою вимогою.

Основними джерелами біогазу є харчові відходи, папір, деревина, текстиль. Біогаз є високоякісним паливом, теплотворна здатність його становить 13-15 МДж/м3 або 3100-6000 ккал/м³. При розкладанні 1м³ ТБО виділяється до 1,5 м³/рік біогазу в перші 15-20 років, потім інтенсивність виділення біогазу знижується. Графік емісії та збору біогазу ПТБВ м. Житомир наведено у додатку А, розрахунок газовиділення ТПВ на полігоні ТПВ Житомир наведений у додатку Б.

При нагромадженні біогазу можуть формуватися вибухо- і пожежонебезпечні умови на полігоні ТБВ. Часті пожежі на полігонах в основному є наслідком невиконання ізолюючих захисних шарів при експлуатації полігона. Скупчення біогазу в замкнених обсягах також небезпечно в токсичному відношенні, тому що впливає на навколишню середу.

Викид 1м³ біогазу в атмосферу по своїх згубних впливах на клімат Землі еквівалентний викиду в атмосферу близько 12м³ вуглекислого газу, а викид 1 т метану еквівалентний викиду 21 т вуглекислого газу.

У випадках відсутності на полігонах ТБВ системи збору й утилізації біогазу, він попадає в навколишню середу, заражаючи її шкідливими для людини, тварин і рослин речовинами.

При концентрації біогазу в повітрі понад 15 % він може самозайматися й вибухати.

Для запобігання цих явищ і використання біогазу як джерела енергії, передбачається збір і утилізація біогазу з тіла існуючого полігону ТБВ м. Житомир.

Витяг з тіла полігону ТБВ біогазу, і його утилізація забезпечує поліпшення екологічної ситуації навколо полігона ТБВ й сприяє виконанню Україною своїх міжнародних зобов'язань.

дегазація полігон газопровід фільтр

1. Основні технологічні рішення та рішення по дегазації полігону

Процес відбору звалищного газу (далі біогазу) на полігоні ТБВ забезпечується продуктивними свердловинами.

Збір біогазу, його транспортування, підготовка та утилізація здійснюється в такий спосіб:

- біогаз з кожної свердловини шлейфовими газопроводами, приєднаними до оголовка свердловини, за рахунок декомпресії, що створюється вакуумним нагнітачем, прямує до камери газозбірної гребінки;

- в камері розташовані необхідні прилади для контролю за роботою свердловин . Від камери газозбірної гребінки біогаз прямує до колекторного трубопроводу;

- за допомогою колекторного трубопроводу зібраний газ через фільтр газовий потрапляє до всасуючого патрубка вакмнагнітача. Сконденсована волога, яка виділилась при транспортуванні в колекторі, зливається у камеру збору конденсату.

Далі очищений біогаз за допомогою вакуумнагнітача подається до електрогенераторної установки GE Jenbacher JGC 320 GS-L.L(далі ЕГУ) , яка виготовлена у модульному виконанні, де відбувається його утилізація з одночасним виробленням 1,063 МВт електроенергії.

Категорія виробництва - «Г» у відповідності до НАПБ Б.03.002-2007.

Структурна схема комплексу наведена на рисунку 1.

Продуктивність кожної свердловини і максимальні витрати біогазу налагоджуються одноразово за допомогою пересувної вакуумної установки в ручному режимі поворотними заслінками. При цьому контролюються і повинні витримуватись наступні параметри:

- продуктивність по біогазу 6 - 8 Нм³/год;

- концентрація О₂ не більше 2,0 % об'ємних;

- концентрація СН₄ не менше 40 % об'ємних;

- допустиме розрідження по кожній свердловині не нижче мінус 15 кПА.

Результати фіксуються у робочому журналі.

В подальшому технологічні параметри і робота газозбірної системи і ЕГУ контролюється та підтримується за допомогою автоматичного обладнання, яке встановлено в модулі ЕГУ поставки фірми GT Jenbacher , Австрія.

2. Газовідвідні свердловини

2.1 Розрахунок мережі свердловин

Характер розташування та кількість продуктивних свердловин виконаний згідно з п. 3.85 ДБН В.2.4-2-2005 та «Схеми робочих зон», яка погоджена Замовником і власником полігона ТБВ м. Житомир. Розташування свердловин - кресл. 018-ЖИ/ЛНК-14-ГПЗ, арк.3.

Розташування та кількість продуктивних свердловин в системі збору та утилізації біогазу на полігоні ТПВ спланований виходячи із площі , ресурсу по генерації біогазу, можливості електрогенеруючих потужностей.

За попередніми даними, на полігоні ТБВ щорічно може утворюватися близько 3500 тис. м³ звалищного газу. Практика показує, що ефективність організованих систем відбору газу становить 50-70%.

Таким чином, у конкретному випадку така система зможе зібрати від 400 до 660 м³/год, що задовольняє умовам використання запропонованого модуля ЕГУ. Розрахунок газовиділення ТПВ на полігоні ТПВ Житомир наведений у додатку Б. Робочий радіус впливу свердловин становить до 25 метрів. Оптимальний об'єм відбору біогазу однією свердловиною планується від 6 до 8 м³/годину.

Площа ділянки полігона ТПВ для відбору біогазу становить близько 7,5 га.

Таким чином, на полігоні передбачається мережа відбору біогазу, що включає 100 вертикальних свердловин, що розміщені на відстані 25 м між собою (див. кресл. 018-ЖИ/ЛНК-14-ГПЗ, арк.3). Мережа рівномірно покриває частину площі полігону та забезпечує оптимальні умови для збору біогазу.

2.2 Конструктивна облаштованість свердловин

Конструкцію та облаштування продуктивних свердловин виконано у відповідності до п. 3.86 ДБН В.2.4-2-2005.

Розрахункові глибини свердловин прийняті по вихідним даним замовника ТОВ «ЛНК».

Конструкція продуктивних свердловин визначена виходячи з наступних умов:

- проектна глибина свердловини;

- забезпечення оптимальних умов відбору газу;

- ізоляція робочої ділянки свердловини від доступу навколишнього повітря.

Колона газовідвідної свердловини виконується з поліетиленових труб типу ПЕ100 SDR 17,6 ДСТУ Б В.2.7-151:2008 діаметром 160 мм(свердловини №№1-30) і типу ПЕ100 SDR 17,6 ДСТУ Б В.2.7-151:2008 діаметром 110мм(свердловини №№31-100). Складається з перфорованої та екрануючої ділянок (див. кресл. 018-ЖИ/ЛНК-14-ГПЗ, акр.5 і 6).

Перфорована ділянка виконана круглими отворами діаметром 16-18 мм, у кількості 60ч80 отворів на 1 м висоти.

Колона опускається в підготовлений стовбур свердловини. Довжина трубної ділянки дорівнює глибині свердловини. Нижня частина свердловини засипається щебенем фракції 40-70 мм по ДСТУ Б.В.2.7-30-97. Затрубний простір обсипається щебенем фракції 40-70 мм, по ДСТУ Б.В.2.7-30-97.

Поверхня свердловини герметизується шаром тампонажної глини товщиною не менше1,0 м.

Оголовок свердловини встановлюється після того, як будуть виконані заходи з налагодження свердловини та підготовлені траншеї для укладання шлейфу. Після встановлення оголовка, приєднання шлейфа і укладання його в траншею, вся конструкція засипається шаром вибраних з тіла полігона відходів. Конструкція оголовка див. вузол I, кресл. 018-ЖИ/ЛНК-14-ГПЗ, акр.5 і 6. Після улаштування свердловини складають її паспорт.

3. Загальна характеристика газопроводів

Шлейфові газопроводи від продуктивних свердловин виконано у відповідності до п. 3.87-3.94 ДБН В.2.4-2-2005 з урахуванням вимог ДБН В.2.5-41:2009. « Газопроводи з поліетиленових труб. Частина І. Проектування. Частина II. Будівництво» та СН 550-82 «Инструкция по проектированию технологических трубопроводов из пластмассовых труб».

Технологічна схема підключення, траса колектора газу, розміщення газозбірних камер відображені на кресленнях 018-ЖИ/ЛНК-14-ГПЗ, арк. 2, 3, 4.

Технологічна схема дегазації полігона ТПВ передбачає монтаж газопроводів наступних типів:

- шлейфові;

- колекторні (газозбірні гребінки, основний газовий колектор).

Матеріал труб, фасоних деталей та проточних частин арматури, прийнятий з урахуванням хімічних і фізичних характеристик потоків, що транспортуються. Перетин комунікацій розрахований в системі програмного комплексу «ГазКондНафта», виходячи з умов забезпечення нормального руху потоків.

Технологічні трубопроводи виконані з поліетиленових труб типу ПЕ100 SDR 17,6 ДСТУ Б В.2.7-151:2008, призначених для транспортування горючих газів.

Шлейфові газопроводи діаметром 75 х 4,3 мм забезпечують подачу біогазу від свердловин до газозбірних гребінок, які приєднуються до основного газового колектора.

За допомогою основного газового колектора діаметром 355х20,2 і 400х22,7 мм зосереджує біогаз, відібраний від свердловин і подає його на технологічну ділянку для утилізації в ЕГУ.

Всі трубопроводи прокладаються з ухилом не менш 0,01 у бік організованого дренажу. Дренаж здійснюється у камеру збору конденсату. Видалення конденсату з камери виконують за допомогою пересувного дренажного консольного насосу типу JS 110 в пересувну ємність і далі повертають в тіло полігона.

4.Основне технологічне устаткування

План розміщення основного технологічного обладнання приведено в кресл. марки ГП - 018-ЖИ/ЛНК-14-ГП, арк.2

4.1 Камера збору конденсата

Камера збору конденсата призначена для накопичення об'єму конденсата, що утворюється в системі трубопроводів (шлейфових і колекторних) у процесі охолодження біогазу під час транспортування до входу у вакуумнагнітач. Рівень конденсату утримується на рівні, необхідному для забезпечення гідрозатвора на усмоктувальному трубопроводі вакуумнагнітача. Гідрозахисне облаштування зовнішньої поверхні стінок, днища, швів камери та гільз проходу трубопроводу конденсату запобігають проникненню конденсату за межі камери у ґрунт. Встановлюється 1 шт.

4.2 Фільтр газовий

Фільтр газовий встановлюється на виході основного газового колектора від газозбірних гребінок і призначений для відбиття надлишкової вологи за допомогою закручування газового потоку вздовж внутрішньої поверхні корпуса. Після зменшення швидкості потоку і завдяки відцентровій силі, надлишкова волога стікає на дно фільтра. Зневоложений потік газу через сітчастий фільтруючий елемент виходить зовні до всасуючого патрубку вакуумнагнітача. Фільтруючий елемент розрахований уловлювати частки розміром 20ч50мм. При перевищенні перепаду тиску біогазу між входом і виходом більш ніж 3 кПа виконується заміна фільтруючого елемента. Вхідний та вихідний патрубки фільтра оснащені показуючими приладами вимірювання тиску (тягомір і напоромір) та біметалічним термометром. Волога, яка збирається в нижній частині фільтра, періодично зливають в бак конденсату. Бак кріпиться на опорний стойках фільтра. Встановлюється 1 шт.

4.3 Система подачі біогазу на базі канального вакуумнагнітача «TURBOTRON»

Боковий канальний вакуумнагнітач призначений для перекачування біогазу з полігону ТПВ до електрогенераторної установки і повністю забезпечує працездатність ЕГУ за кількістю, необхідного для роботи агрегату, біогазу . Має газонепроникний корпус виготовлений з алюмінію. Вхідний патрубок оснащений сітчастим фільтром. Конденсат, що утворюється під час роботи, періодично зливають в бак конденсату під фільтром газовим. Електродвигун вакуумнагнітача має вибухозахисне виконання і підготовлений до частотного регулювання. Тип виконання за вибухонебезпекою - ATEX 3G T3. Регулювання роботи вакуумнагнітача виконується за допомогою системи автоматики генераторного агрегату : контроль і регулювання тиску біогазу, контроль температури і контроль якості біогазу на вході в газову магістраль агрегату. Встановлюється 1 шт.

4.4 Електрогенераторна установка GT Jenbacher JGC 320 GS-L.L

Електрогенераторна установка ЕГУ GT Jenbacher JGC 320 GS-L.L є комплектним виробом. Призначений для генерації електроенергії при зпалюванні біогазу. Режим роботи - паралельно з мережею. Агрегат-контейнер представляє собою металевий контейнер, в якому знаходиться двигун-генератор, оснащений електричною шафою автоматики, до складу якої входить система управління двигуном DIA.NE XT 3 (Dialog Network new generation), системою охолодження газогенератора ( 2 контури: повітряний та водяний), газоходом.

Основні технічні показники генераторного агрегат-контейнера

Біогаз по газопроводу від бокового вакуумнагнітача подається на вхід газової магістралі ЕГУ. Газ спалюється в двигуні, який обертає електричний генератор. Димові гази виводяться через глушник, який знаходиться на даху контейнера.

Для керування ЕГУ використовується система, яка забезпечує повністю автоматичну роботу. Система контролює електричні параметри: напруга, струм, частота генератора; напруга, частота мережі. Фазування здійснюється в автоматичному режимі.

Пульт керування знаходиться у відсіку автоматики і керування ЕГУ, який відокремлено від приміщення газогенератора. Встановлюється 1 шт.

5. Заходи по охороні праці

Проектні рішення прийняті з урахуванням заходів по забезпеченню безпечних умов праці обслуговуючого персоналу і виконані згідно з державними нормативними актами, які забезпечують виконання Закону України «Про охорону праці».

Категорія виробництва по вибухопожежній та пожежній небезпеці у відповідності до НАПБ Б.03.002-2007 - «Г».

Розміщення обладнання, прокладка трубопроводів і комунікацій виконані з урахуванням нормативних проходів.

Перед початком робіт у газозбірних камерах повинна проводитися перевірка повітря на загазованість.

Перевірка герметичності газопроводів, арматури й приладів вогнем забороняється.

Перебування сторонніх осіб, а також паління в місцях проведення газонебезпечних робіт і застосування джерел відкритого вогню забороняється.

У газозбірних камерах з не відключеним газопроводом дозволяється одночасне знаходження не більш двох людей, роботи повинні виконуватися в рятувальних поясах, а у випадку виходу газу - у протигазах.

Обладнання, газоходи і трубопроводи з температурою на поверхні більш ніж 45⁰С, в зоні їх обслуговування, теплоізолюються.

Арматура на висоті більше 2-х метрів обслуговується за допомогою стаціонарних і пересувних інвентарних площадок.

Додаток А

Графік емісії та збору біогазу ПТБО м. Житомир

Додаток Б

Зведена таблиця дегазації та виробництва електроенергії ПТВ м. Житомир

Размещено на Allbest.ru