Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Kabely firmy Lapp při výrobě bioplynu

Mezi obnovitelnými zdroji energie má ve střední Evropě stále významnější místo bioplyn, který lze použít k výrobě tepla nebo elektrické energie nezávisle na místě produkce. Největší zařízení na výrobu bioplynu v Evropě stojí ve Schwandorfu v Horním Falcku (Německo). Firma Schmack Biogas AG tam od roku 2008 provozuje zařízení vyrábějící surový bioplyn, který je dále upravován tak, aby měl stejné vlastnosti jako zemní plyn a mohl být dodáván do rozvodné sítě. Všechny komponenty použité v tomto provozu musí odolávat náročným podmínkám – působení olejů, tuků, vosků a emulzí a teplotě okolo 40 °C. V tomto prostředí se osvědčily ovládací, výkonové a napájecí kabely firmy Lapp, jejichž plášť dobře odolává uvedeným nepříznivým vlivům.
 

Postup výroby bioplynu

Zařízení firmy Schmack Biogas AG (obr. 1) zpracovává ročně přibližně 80 000 tun kukuřice, trávy a dalších přírodních materiálů. Ty dodávají přibližně dvě stovky zemědělců z okolí Schwandorfu. Vstupní suroviny jsou nakládány do čtyř průtokových proudových fermentorů, každý s objemem 1 000 m3. Šetrným promícháváním a rovnoměrným zahříváním se zajistí optimální stabilní kvasný proces. Fermentor je opatřen snímači teploty a výšky hladiny a přímo ve fermentoru se poprvé analyzuje vznikající bioplyn.
 
Hmota je dále vedena do dokvašovacího kruhového fermentoru, který je vybaven vytápěním ve stěnách s automatickým dávkováním vzduchu. Náplň je promíchávána vyhřívanými míchadly (obr. 2) a plyn se hromadí nad dřevěnou střechou v jímce, opatřené rounem pro biologické odsíření. Ze čtyř jímek lze podle aktuálního stavu techniky získat asi 16 mil. m3 bioplynu.
 
Po oddělení plynné a pevné frakce se získá surový plyn znečištěný vodou, sirovodíkem a oxidem uhličitým. Po stlačení na 0,5 MPa se plyn suší, odsiřuje a dále upravuje. Po přimíchání zkapalněného ropného plynu LPG (Liquefied Petroleum Gas) lze plyn dodávat do sítě zemního plynu.
 

Sledování procesu

V průběhu výroby se provádí mnoho biologických analýz. U vstupních hmot je zjišťován výnos plynu, předpokládaný průběh kvasného procesu, obsahy živin a škodlivin. V procesu je pravidelně analyzováno celé spektrum mastných kyselin, hodnoty pH atd. Analyzují se také škodlivé látky a živiny vykvašeného zbytku, který se používá jako zemědělské hnojivo. K nepřetržitému dozoru je určeno řídicí centrum Euvis, které zajišťuje vizualizaci všech podstatných procesních veličin. Zobrazuje hodnoty analýzy plynu, teploty a tlaku plynu a jeho množství. Sledovány jsou provozní doby míchadel, čerpadel a jiných zařízení, stavy naplnění fermentorů a rovněž vlastní spotřeba elektrického proudu.
 
O optimální životní podmínky bakterií v kvasných zásobnících se stará stanice Biowatch, která na základě informací z procesu automaticky dávkuje živiny pro bakterie.
 

Kabely firmy Lapp

 
V provozu výroby bioplynu byly nainstalovány kabely firmy Lapp o délce přibližně 10 km, které jsou vedeny různými oblastmi. Ovládací, výkonové a napájecí kabely jsou položeny odděleně v kabelovém příkopu, který vede kabely do provozní místnosti a rozvodné skříně. Kabely nutné pro provoz míchadel a měřicích míst jsou položeny volně a musí odolávat povětrnostním podmínkám, jako je led, sníh i UV záření. Mezi jednotlivými technologickými úseky jsou kabely položeny v oddělených kabelových žlabech. Pro toto pevné uložení i pro přímou pokládku do země byly zvoleny kabely Ölflex® Classic 110 Black. Jsou odolné proti plameni, UV záření a povětrnostním vlivům.
 
Na tzv. zavážecím zařízení, které se při plnění a vyprazdňování pohybuje, na separátoru, který při provozu vibruje, nebo v prostorách, kde je vyžadována chemická odolnost při možném úniku plynu, byly rovněž použity kabely Ölflex® Classic 110 Black. Jsou ideální pro příležitostné flexibilní použití a pro běžné mechanické namáhání.
 
Ještě mnohem vyšší jsou požadavky na kabely v samotném zásobníku kejdy (obr. 3). Jako přívodní kabely ponorného motorového míchadla jsou použity speciální kabely Ölflex® Robust – kabely s výbornou mechanickou a chemickou odolností. Oleje, tuky, vosky na rostlinné, živočišné nebo syntetické bázi nebo jejich emulze, stejně jako teploty v zásobníku kejdy přibližně 40 °C mu nemohou nijak ublížit. Kabely vedoucí ke spínačům, zásuvkám a svítidlům, které firma Schmack použila, jsou kabely NYM, a jako napájecí kabely o velkém průřezu (120 až 240 mm²) jsou instalovány zemní kabely NYY. Pro přenos dat byly naproti tomu zvoleny profibusové sběrnicové kabely Unitronic® Bus L2/Yv a datové kabely Unitronic® Li2YCYv (TP).
(ev)
 
Obr. 1. Pohled na fermentory na výrobu bioplynu firmy Schmack Biogas AG (foto: Schmack Biogas AG)
Obr. 2. Uvnitř kruhového dokvašovacího fermentoru jsou vidět účinná míchadla a dřevěná střecha, nad kterou je jímka pro generovaný bioplyn (foto: Schmack Biogas AG)
Obr. 3. Zavážení kejdy do zásobníku, odkud je dopravována do průtokového fermentoru