Typowe problemy generatorów biogazowych i sposoby ich rozwiązywania

W przypadku generatorów biogazowych jednym z najczęstszych problemów jest niższa niż oczekiwana produkcja mocy. Wynika to często z jakości biogazu oraz zużycia części silnika. Biogaz musi zawierać określony poziom metanu – od 50% do 70%, aby mógł się poprawnie spalać. Jeśli zawartość metanu w biogazie używanym do wytwarzania energii jest poniżej tego progu, jest to zwykle spowodowane słabym procesem fermentacji w fermentatorze, wynikającym z nieoptymalnej temperatury lub niezrównoważonego składu substratu.

Wynoszenie innych części silnika, takich jak świeczki zapłonowe lub wtryskiwacze paliwa, może być kolejną przyczyną. Części spalające paliwo w celu wytworzenia mocy w silniku zatykają się osadami węgla z powodu niepełnego spalania, co prowadzi do małej efektywności spalania paliwa. W takim przypadku pierwszym krokiem jest sprawdzenie zawartości metanu za pomocą analizatora gazu. Jeśli występuje, należy dostosować stosunek substratu i temperaturę do 35°C dla beztlenowego procesu mezofilnego. W przypadku zużytych części należy wymieniać świeczki zapłonowe co każde 500 godzin pracy oraz czyścić wtryskiwacze specjalistycznym środkiem czyszczącym.

Niestabilna praca i częste wyłączenia

Posiadanie generatora biogazu, który często się wyłącza i pracuje nieregularnie, może być bardzo irytujące dla osób potrzebujących ciągłego dostępu do energii elektrycznej. Takie zjawisko może być spowodowane niestabilnym dopływem biogazu lub uszkodzonymi regulatorami ciśnienia. W fermentatorze produkcja biogazu może być niestabilna i ulegać wahaniom, jeśli konieczne jest dodawanie surowców, lub gdy występują wycieki w systemie zbierania gazu. Dodatkowo, spadek ciśnienia gazu poniżej określonego poziomu powoduje chwilowe zatrzymanie się i wyłączenie silnika-generatora.

Innym źródłem tego problemu są niesprawne regulatory ciśnienia. Regulator ciśnienia silnika na biogaz kontroluje ilość biogazu dopuszczanego do silnika, a jeśli regulator ciśnienia silnika na biogaz jest uszkodzony, przepływ biogazu staje się niestabilny i może spowodować awarię systemu. Aby wyeliminować trwającą niestabilność systemu, należy najpierw naprawić wycieki w systemie zbierania gazu oraz utrzymywać harmonogram produkcji biogazu, aby wyeliminować zapasy surowców i zapobiec niestabilności produkcji. Należy sprawdzić elementy przepływu biogazu w regulatorach ciśnienia pod kątem uszkodzeń lub zablokowań, aby system mógł działać nieprzerwanie. Jeśli regulator jest uszkodzony, należy go wymienić na wysokiej jakości regulator ciśnienia w systemie biogazowym, aby zapewnić optymalny, ciągły przepływ.

Wysoki poziom emisji

Biogaz to czystszy paliwo niż olej napędowy, ale niektóre generatory wciąż produkują nadmiar zanieczyszczeń, takich jak NOx i CO. Przyczyną tego problemu są niedoskonałe systemy spalania w starszych silnikach na biogaz oraz słabe mieszanie powietrza z paliwem. Jeżeli palniki biogazu otrzymują zbyt mało powietrza, niepełne spalanie prowadzi do nadmiernego powstawania CO. Z kolei zbyt dużo powietrza powoduje powstawanie NOx z powodu wysokich temperatur w komorze spalania.

Wkład w to problem mogą wnosić starsze silniki, które nie są wyposażone w obecne technologie kontroli emisji. Kontrola emisji może być osiągnięta poprzez optymalizację stosunku powietrza do paliwa. Większość generatorów biogazu posiada zawór ssawny — należy go dostosować, aby zapewnić objętościowy stosunek biogazu 10:1. Analizatory emisji mogą zapewnić dokładny pomiar systemu i kontrolować mieszankę powietrza z paliwem tak, aby emisje były poniżej przepisanych norm regionalnych. W konwerterach katalitycznych zaprojektowanych dla silników spalających biogaz można wyposażyć starsze silniki w celu zmniejszenia zanieczyszczeń. Zanieczyszczenia gazowe mogą zostać przekształcone w nieszkodliwą parę wodną i CO2. Konserwacja silnika również utrzyma niską emisję, na przykład poprzez czyszczenie kanałów dopływu powietrza po 200 godzinach pracy.

Trudności z uruchomieniem generatora

W miarę zmiany pogody lub gdy generator stoi przez dłuższy czas, użytkownicy często mają trudności z uruchomieniem generatora biogazowego. Najczęstszymi przyczynami są niskie ciśnienie biogazu, silniki przy niskiej temperaturze oraz rozładowane akumulatory. Problemy z uruchomieniem spowodowane niskim ciśnieniem biogazu wynikają właśnie z niewystarczającego ciśnienia. Bez odpowiedniego ciśnienia system ma problem z doprowadzeniem gazu do komory spalania silnika, co czyni zapłon niemal niemożliwym.

Zimno negatywnie wpływa na spalanie. W rzeczywistości spalanie silnika zimnego biogazu i nieskuteczne uruchamianie generatora mogą sugerować, że działa on mimo braku spalania. Centralne zapłonowe martwe akumulatory są również częstą przyczyną, jeśli generator nie był używany przez kilka tygodni. Problemy ze startem można rozwiązać, najpierw identyfikując źródło problemu w systemie biogazowym. Jeśli ciśnienie jest niskie, załóż, że fermentator musi pracować przez 24 do 48 godzin. W warunkach niskich temperatur wymagane jest 1 do 2 godzin podgrzewania przy użyciu grzałki bloku silnika. W przypadku martwych akumulatorów należy naładować przenośny ładowarkę przez 4 do 6 godzin oraz sprawdzić układ zapłonowy, aby upewnić się, że działa poprawnie.

Składniki systemu paliwowego i korozja

Korozja komponentów generatora biogazu, takich jak rury czy zawory, to ukryty problem, który stopniowo pogarsza działanie generatorów biogazu. Biogaz zawiera niewielki procent siarkowodoru. Gdy biogaz i H₂S znajdują się w zamkniętym systemie z wilgocią, zachodzi reakcja chemiczna prowadząca do korozji. Jeśli uszkodzone komponenty starego generatora biogazu nie zostaną naprawione lub wymienione, skutkuje to występowaniem wycieków korozyjnego H₂S. Ostatecznie powoduje to problemy eksploatacyjne generatora biogazu i układu paliwowego oraz kosztowne naprawy.

W celu wyeliminowania korozji pierwszym krokiem jest zainstalowanie systemów usuwania H₂S z biogazu na rurociągach biogazowych. System ten powinien redukować stężenie gazu H₂S do mniej niż 20 ppm przed wykorzystaniem biogazu jako paliwa. Należy wprowadzić system regularnych kontroli korozji spowodowanej H₂S w paliwie. Słabe układy paliwowe podatne na korozję z powodu wilgoci należy odprowadzać lub są one narażone na przyspieszoną korozję. Obecność gazu H₂S w wilgoci musi być usuwana – korozyjna wilgoć w systemie biogazowym powinna być odprowadzona i osuszona.