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控制系統(tǒng)

WAGO自動化組件:從廢棄物中獲取電能

ainet.cn   2015年03月02日

  瑞士s o l - E 能源公司( B K W 集團(tuán)子公司) 已在弗魯?shù)俑鬯幚韽S旁邊投資建設(shè)了新的沼氣系統(tǒng)。該公司首先從污水處理產(chǎn)生的污泥中生產(chǎn)沼氣,然后用于發(fā)電。在有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域,WAGO控制器可始終確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

 

 

  污水經(jīng)處理后,會產(chǎn)生潔凈水和污泥。起初污泥是撒到農(nóng)田中,但自從幾年前禁令頒布后便不再這樣做,而是改為焚化處理。與此同時,人們逐漸引入了另一種處理方法,那就是使這些生物量在進(jìn)一步利用之前預(yù)先發(fā)酵。“污泥中仍蘊(yùn)藏著大量能源,如果焚化就會全部損失掉。因此我們對其進(jìn)行資源化利用,令其產(chǎn)生沼氣,再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能,”Mathias Spicher說道,他是瑞士SwissEcoSystems有限公司CEO,該公司專門從事沼氣工程的建設(shè)。在改造弗魯?shù)俑鬯幚韽S的過程中,他成功建造了基于污泥及其他廢棄物利用的沼氣系統(tǒng)。雖然廢棄物不能完全轉(zhuǎn)化為沼氣,“但有機(jī)生物量減少了約三分之二,”Spicher解釋道。剩余的生物量在圖恩湖旁的污水處理廠被焚化。

  除了污泥,該地區(qū)的其他有機(jī)廢料也在弗魯?shù)俑鬯幚韽S被轉(zhuǎn)化成沼氣。沼氣系統(tǒng)附近的水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)——Troppenhaus提供魚的排泄物。此外,當(dāng)?shù)夭宛^的餐廚垃圾及其他污水處理廠的污泥也會被運(yùn)往沼氣系統(tǒng)。

  ■完美合作

  這樣的項(xiàng)目需要電氣與控制工程、泵送與攪拌技術(shù)、生物以及系統(tǒng)建設(shè)等許多不同學(xué)科之間的合作??刂破髦饕獞?yīng)用于爆炸危險(xiǎn)區(qū)域,這是沼氣處理過程中特別需要注意的地方?!拔覀冋业搅薟AGO這樣簡單而又實(shí)力強(qiáng)大的合作伙伴,”Spicher強(qiáng)調(diào)道?!癢AGO控制器具有模塊化的設(shè)計(jì),我們可以把傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)(PLC)與防爆模塊結(jié)合起來,這樣我們就能連接不同爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的傳感器?!蓖ㄟ^這種方式,能耗就保持在較低的水平。此外,由于模塊的幾何構(gòu)造,外殼厚度較大,使得空氣間隙和爬電距離可以增加,這樣就不會產(chǎn)生火花。氣體管道內(nèi)的壓力傳感器就是通過這種方式連接的。

  裝有發(fā)動機(jī)及整個控制系統(tǒng)的箱體通風(fēng)良好,這樣就排除了此處的安全隱患,從而無需特殊的防護(hù)。工業(yè)PC用來管理數(shù)據(jù)存儲和備份,并負(fù)責(zé)可視化。整個過程都可以呈現(xiàn)在ipad上?!拔覀冞@樣做是為了能隨時隨地地通過網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),”Spicher解釋道。他說:“我可以在辦公室處理系統(tǒng),就好像我在工廠一樣?!彼€可以用ipad對任意故障點(diǎn)進(jìn)行拍照,并通過網(wǎng)絡(luò)直接發(fā)送給SwissEcoSystems公司的維護(hù)人員。Spicher補(bǔ)充道:“通過Skype,運(yùn)營經(jīng)理也可以在有需要時與維護(hù)團(tuán)隊(duì)取得聯(lián)系,他們可以直接在辦公室提供支持?!?/FONT>

 

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  ■為100個家庭供電

  為使系統(tǒng)保持經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行,垃圾數(shù)量至關(guān)重要。每天送達(dá)沼氣系統(tǒng)的垃圾約為12 m3。平均來說,這些生物質(zhì)要在發(fā)酵罐中放置30天。剩余的污泥會順著溢流道流入發(fā)酵罐旁邊的圓形混凝土池中。當(dāng)沒有垃圾供給到系統(tǒng)中時,比如說夜間,這些生物質(zhì)會重新從池中輸送回發(fā)酵罐。如果儲氣罐填充水平達(dá)到90%,發(fā)動機(jī)就會啟動并進(jìn)行發(fā)電。一旦出現(xiàn)故障或發(fā)動機(jī)不能啟動,當(dāng)氣體填充水平達(dá)到95%時,沼氣就會被引燃,直到填充水平降至80%?!跋到y(tǒng)每年會產(chǎn)生大約350,000 kWh的電力,可滿足80至100戶四口之家的用電需求,”Spicher說道。

 

 

  ■來源于農(nóng)業(yè)

  漁業(yè)養(yǎng)殖廢棄物和餐廚垃圾與來自污水處理廠的污泥相混合,隨后濃縮至6%的干固體。然后這些淤泥就會被輸送到發(fā)酵罐中。發(fā)酵罐容量約500立方米,頂蓋是典型的圓頂形狀,有兩層儲氣膜。內(nèi)燃機(jī)將生物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣轉(zhuǎn)換成電能。 Mathias Spicher說:“所得的能量當(dāng)中有大約三分之一是綠色電力,其余的是綠色廢熱?!边@些熱量用來將發(fā)酵罐維持在38℃。其他殘留的熱量都被輸送到污水處理廠的建筑物中,再通過改善保溫效果,這樣以后基本上無需其他燃料便能滿足供熱需求。

  Mathias Spicher及其公司致力于建設(shè)這樣的沼氣系統(tǒng)?!八拇笮〗?jīng)過了特殊設(shè)計(jì),但我們最初開發(fā)系統(tǒng)是用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的。后來我們才確定,它也適用于污水處理廠,”Spicher解釋道,他是這種從有機(jī)廢料中提取能源發(fā)電的沼氣系統(tǒng)的總承建商。

  農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的市場還處于起步階段。自從瑞士實(shí)行上網(wǎng)電價補(bǔ)貼機(jī)制以來,安裝這種系統(tǒng)才有了經(jīng)濟(jì)效益。但目前僅有少數(shù)幾個項(xiàng)目已竣工,許多項(xiàng)目尚處于審批階段。“我們已建設(shè)了3個系統(tǒng),其中一個位于弗魯?shù)俑鬯幚韽S,另外兩個用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),”Spicher補(bǔ)充道。

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