바이오가스 발전기의 흔한 문제점 및 해결 방법

바이오가스 발전기의 가장 흔한 문제 중 하나는 예상보다 낮은 출력 전력입니다. 이는 일반적으로 바이오가스의 질과 엔진 부품 마모로 인해 발생합니다. 바이오가스는 제대로 연소되기 위해 50%에서 70% 사이의 메탄 농도를 유지해야 합니다. 발전용 바이오가스의 메탄 농도가 이 기준치보다 낮은 경우, 대개 바이오가스 소화조 내 온도가 최적화되지 않았거나 원료의 소화 균형이 맞지 않아 소화 효율이 떨어지는 데 기인합니다.

스파크 플러그나 연료 인젝터와 같은 기타 엔진 부품의 마모도 원인이 될 수 있습니다. 엔진에서 연료를 연소시켜 동력을 생성하는 부품들은 불완전 연소로 인해 탄소 찌꺼기가 쌓여 막히게 되고, 이로 인해 연료 효율이 떨어지는 연소가 발생합니다. 이러한 경우 우선 가스 분석기를 사용하여 메탄 함량이 있는지 확인해야 합니다. 만약 메탄이 존재한다면, 소화조의 원료 비율과 중온성 소화를 위한 35°C의 온도를 조정하십시오. 마모된 부품의 경우, 스파크 플러그는 운전 시간 500시간마다 교체하고, 연료 인젝터는 전문 세척제로 청소해야 합니다.

불안정한 작동 및 빈번한 정지

지속적인 전기를 필요로 하는 사람들에게 바이오가스 발전기가 자주 정지하거나 불규칙하게 가동되는 것은 매우 성가신 문제일 수 있습니다. 바이오가스 공급의 불균형이나 결함 있는 압력 조절기로 인해 이러한 현상이 발생할 수 있습니다. 소화조에서 사료 원료를 추가해야 하거나 가스 수집 시스템에 누출이 있는 경우, 바이오가스 생산이 일정하지 않아 생산량이 변동될 수 있습니다. 이에 더해, 가스 압력이 특정 기준치 이하로 떨어지면 엔진 발전기가 갑자기 끊기거나 정지하게 됩니다.

이 문제의 또 다른 원인은 고장난 압력 조절기입니다. 바이오가스 엔진 압력 조절기는 엔진으로 유입되는 바이오가스의 양을 조절하며, 만약 바이오가스 엔진 압력 조절기가 제대로 작동하지 않으면 가스 흐름이 불안정해져 시스템 오작동을 일으킬 수 있습니다. 지속적인 시스템 불안정을 해결하기 위해 가장 먼저 해야 할 일은 가스 수집 시스템의 누출을 수리하고, 원료 공급 과잉을 방지하여 생산 불안정을 줄이기 위해 바이오가스 생산 일정을 관리하는 것입니다. 시스템이 지속적으로 작동할 수 있도록 압력 조절기와 바이오가스 흐름 부품을 점검하여 손상이나 막힘 여부를 확인하세요. 조절기에 손상이 있는 경우, 최적의 지속적인 흐름을 보장하기 위해 고품질의 압력 조절기로 교체하십시오.

높은 배출 수준

바이오가스는 디젤보다 더 깨끗한 연료이지만, 일부 발전기는 여전히 NOx와 CO와 같은 과도한 오염 물질을 배출한다. 노후된 바이오가스 엔진의 미흡한 연소 시스템과 불충분한 공기-연료 혼합이 이러한 문제를 일으킨다. 바이오가스 버너에 공기가 너무 적게 공급되면 불완전 연소로 인해 과도한 CO가 발생한다. 반대로 공기가 지나치게 많으면 연소실 온도가 높아져 NOx가 생성된다.

이 문제에 기여할 수 있는 요인으로는 최신 배출가스 제어 기술이 부족한 오래된 엔진들이 있다. 배출가스 제어는 공기-연료 비율을 최적화함으로써 간단히 달성할 수 있다. 대부분의 바이오가스 발전기는 공기 흡입 밸브를 갖추고 있으므로, 이 밸브를 조정하여 바이오가스 체적 비율이 10:1이 되도록 해야 한다. 배출가스 분석기는 시스템의 정확한 측정값을 제공하며, 배출물이 해당 지역의 규정 기준 이하로 떨어지도록 공기-연료 혼합비를 제어할 수 있다. 오래된 엔진에는 바이오가스 엔진용 촉매 변환기를 설치하여 오염 물질을 줄일 수 있다. 가스상 오염 물질은 무해한 수증기와 CO2로 전환될 수 있다. 또한 엔진 정비 역시 배출가스를 낮추는 데 도움이 되며, 예를 들어 200시간 운전 후 공기 통로를 점검하고 청소하는 것이 포함된다.

발전기 시작의 어려움

날씨가 변하거나 발전기가 장기간 방치된 경우, 사용자들은 종종 바이오가스 발전기를 시동하기 어려워합니다. 낮은 바이오가스 압력, 저온의 엔진, 방전된 배터리가 가장 흔한 원인입니다. 낮은 바이오가스 압력으로 인한 시동 문제는 압력 부족에서 기인합니다. 충분한 압력이 없으면 시스템이 가스를 엔진 연소실로 보내는 데 어려움을 겪게 되며, 점화가 거의 불가능해집니다.

추운 날씨는 연소에 부정적인 영향을 미칩니다. 실제로 바이오가스 엔진의 냉간 시동 시 연소와 비효율적인 제너레이터 시동은 작동 중인 것처럼 들릴 수 있지만 실제로는 연소가 이루어지지 않을 수 있습니다. 발전기가 수주간 사용되지 않은 경우, 점화 플러그 고장이나 배터리 방전도 흔한 원인입니다. 시동 문제는 먼저 바이오가스 시스템 내 문제의 원인을 확인함으로써 해결할 수 있습니다. 압력이 낮은 경우, 소화조가 24~48시간 가동되어야 한다고 가정해야 합니다. 추운 날씨에는 엔진 블록 히터를 사용하여 1~2시간 예열하는 것이 좋습니다. 방전된 배터리의 경우 휴대용 충전기를 4~6시간 동안 충전하고 점화 시스템이 정상 작동하는지 확인하십시오.

연료 시스템 부품 및 부식

파이프나 밸브와 같은 바이오가스 발전기 부품의 부식은 바이오가스 발전기를 서서히 손상시키는 조용한 문제이다. 바이오가스는 소량의 황화수소(H₂S)를 포함하고 있다. 바이오가스와 H₂S가 수분과 함께 밀폐된 시스템 내에 존재하면 화학 반응이 일어나 부식성을 띠게 된다. 초기 단계에서 바이오가스 발전기 부품을 수리하거나 교체하지 않으면, H₂S 누출로 인한 부식 문제가 발생하게 된다. 궁극적으로는 바이오가스 발전기 및 연료 시스템의 작동 문제와 고비용 수리가 초래된다.

부식을 방지하기 위해 우선적으로 바이오가스 배관에 H₂S 제거 시스템을 설치해야 한다. 이 시스템은 바이오가스를 연료로 사용하기 전에 H₂S 농도를 20ppm 이하로 감소시켜야 한다. 연료 내 H₂S로 인한 부식을 정기적으로 점검할 수 있는 시스템을 마련해야 한다. 부식이 진행 중인 연료 시스템 내 수분은 배출되어야 하며, 가속화된 부식이 발생했을 경우 즉시 조치해야 한다. 수분이 포함된 H₂S는 시스템 내에서 바이오가스 부식을 유발할 수 있으므로, 이러한 수분은 반드시 배출하고 건조시켜야 한다.