SOLUTII
TEHNOLOGICE DE VALORIFICARE A GAZULUI DE DEPOZIT PRIN UTILIZAREA UNUI
TURBOGENERATOR AERODERIVATIV
-SOLTURB-
Contract INOVARE 20/2007
PREZENTARE PROIECT
Scopul proiectului este de a valorifica
biogazul prin utilizarea lui in motoare provenite de la elicoptere. Se propune
realizarea unei instalatii prototip de ardere a biogazului intr-un
turbogenerator aeroderivativ in scopul producerii energiei electrice.
Instalatia prototip cuprinde echipamentele de stocare, omogenizare si epurare a
biogazului precum si un compresor cu surub ce va ridica presiunea biogazului la
intrarea in motorul termic.
Se stie ca
motoarele de elicopter, au un anumit numar de ore de zbor. Dupa epuizarea
numarului de ore de zbor, motoarele sunt inca functionale, dar din cauza
riscurilor existente (probabilitatii de a se defecta si de a aparea
defectiuni/opriri in timpul zborului), acestea nu se mai folosesc in cadrul
zborurilor. Pentru a da o utilizare economica acestor motoare, care mai au inca
un numar mare de ore de functionare, se
propune prin acest proiect, adaptarea si modificarea lor pentru a putea fi ars
biogazul si a se obtine energie electrica si termica prin utilizarea gazelor de
ardere. In acest proiect se doreste simularea si experimentarea, pe stand, a
functionarii acestor motoare ce utilizeaza biogazul. Principalele componente ale biogazului sunt metanul si dioxidul
de carbon. Compozitia detaliata precum si ponderea elementelor de baza, depinde
de sursa biogazului, dar in general ponderea elementelor este: a) metan
(40-70)%; b) dioxid de carbon (30-60)%; c) hidrogen sulfurat (0-3)%; d)
hidrogen (0-1)%.
Hidrogenul
sulfurat este un compus foarte coroziv si care dauneaza instalatiilor, astfel
incat inainte de arderea biogazului in motor acest compus trebuie eliminat.
Biogazul trebuie curatat, folosind procedee avansate de epurare. In cadrul
acestui proiect motorul aeroderivativ va
fi incercat si experimentat pe stand, iar biogazului utilizat va contine numai
metan si dioxid de carbon. Plecand de la arderea gazului metan se va creste
concentratia de dioxid de carbon si se va determina concentratia minima de
metan ce poate fi continuta de biogaz.
Turbogeneratorul va putea fi folosit
ulterior, in cadrul unor centrale de cogenerare. Cazul este favorabil
cogenerarii, deoarece instalatia asigura simultan si in acelasi loc, atat
combustibilul necesar, cat si consumul de energie electrica si termica.
Epurarea este operaţia de
reţinere a componentelor nedorite în biogaz, înainte ca acesta să fie
utilizat în procesul de combustie. Oricare ar fi modul de valorificare al
biogazului, este puţin probabil ca acesta să fie folosit în stare
brută. Singura componentă valorificabilă este metanul. Pentru a
permite utilizarea biogazului în cogenerare, substanţele care trebuie
eliminate sunt: apa, organo-halogenele, dioxidul de carbon şi sulful.
Cercetările au demonstrat că procedeul cel mai eficient este cel
bazat pe activitatea biologică a unor bacterii capabile să prelucreze
sulfurile. Sistemul de epurare trebuie să permită o curgere
facilă a gazului pentru a reduce la minimum pierderile în reţeaua de
transport, ţinând cont că aceasta se face la presiuni mici.
Datorită duratei
procesului de metanizare, debitul de biogaz obţinut la un depozit de
deseuri nu este constant. Pentru a permite o valorificare energetică,
trebuie să se dispună de un debit uniform. Acesta se realizează
prin stocare, ceea ce permite simultan uniformizarea debitului care alimentează
instalaţiile de ardere a biogazului şi asigurarea unei rezerve, în
cazul unui incident neprevăzut.
Compresorul cu surub va urca
presiunea gazului pentru a fi utilizat in turbomotorul aeroderivativ. Caldura
gazelor de ardere se va putea recupera ulterior si utiliza pentru asigurarea
necesarului de caldura sau/si apa calda menajera.
In cazul valorificarii
biogazului in motoare aeroderivative trebuie utilizate urmatoarele echipamente:
a) Sistem de conducte pentru
transportul combustibilului catre camera de omogenizare; b) Camera de omogenizare si de formare a amestecului compus din
metyan sio dioxid de carbon; c) Dulap de
automatizare, control si reglaj a debitului de combustibil; d) Rezervorul de biogaz, in care se poate
pastra biogazul; e) Compresorul cu surub,
necesar pentru a ridica presiunea biogazului pentru intrarea in turbogenerator;
f) Turbogeneratorul aeroderivativ
care transforma energia chimica continuta de gazul de depozit in energie
mecanica.
Turbogeneratorul TV2 – 117A (turbomotor cu turbină liberă), produs de
partenerul P1 - COMOTI si care functioneaza in prezent pe gaze naturale
va fi adaptat si modificat pentru a functiona pe biogaz.