Біогазова промисловість передбачає виробництво біогазу шляхом анаеробного зброджування органічних матеріалів, таких як відходи сільського господарства чи тваринництва. Біогаз і біометан вважаються формами біоенергетики, що найбільш швидко ростуть. За даними Міжнародного енергетичного агентства, їхня сукупна ринкова частка в загальному попиті, як очікується, складе від 12 до 20% до 2040 року.

Установки з виробництва біогазу дуже корисні, оскільки вони можуть заповнити прогалини в енергосистемі та миттєво забезпечити електроенергію, коли це необхідно. З іншого боку, оскільки вони зазвичай встановлюються децентралізовано поруч із фермами, активувати їх набагато простіше, порівняно з централізованими газовими турбінами чи електростанціями, які працюють на вугіллі.

Пропонуємо розглянути біогаз, як зростаюче джерело енергії, а також системи та кабелі, необхідні для безперебійної роботи біогазових електростанцій.

Що таке біогаз і як його виробляють?

Біогаз в основному складається з метану (CH4) і вуглекислого газу (CO2), а також невеликих кількостей інших газів, таких як сірководень (H2S). Метановий компонент робить біогаз цінним відновлюваним джерелом енергії, оскільки після очищення його можна використовувати для опалення, виробництва електроенергії або як паливо для транспортних засобів.

Технологія виробництва біогазу передбачає використання органічних матеріалів, таких як сільськогосподарські відходи, гній, побутові відходи, рослинний матеріал, стічні води або харчові відходи, які закачують в анаеробні варильні котли, де в безкисневих умовах починається ферментація. Після завершення ферментації матеріал відправляють на очищення газу для отримання біогазу. В результаті цього процесу також утворюється багатий поживними речовинами побічний продукт, званий дигестатом, який можна використовувати як добрива. Анаеробне зброджування - це не тільки ефективний спосіб виробництва відновлюваної енергії, але також допомога в утилізації відходів та скороченні викидів парникових газів з органічних відходів.

Яке обладнання та кабелі використовується при виробництві біогазу?

Виробництво біогазу включає ряд процесів і, отже, вимагає різних типів обладнання та техніки. Кожна одиниця обладнання має особливі вимоги до кабелів для електроживлення, керування та передачі даних. Нижче наведено таблицю, в якій узагальнено використовуване обладнання та відповідні кабелі.

Які аспекти слід враховувати під час роботи на біогазовій установці?

Залежно від ділянки підприємства чи конкретного застосування кабелі піддаватимуться різним механічним навантаженням чи впливам довкілля. Декілька аспектів, які слід враховувати:

• Хімічна стійкість. Враховуючи вплив різних хімікатів та агресивних речовин, кабелі мають бути стійкими до хімічних речовин. Для ізоляції та оболонки часто використовуються такі матеріали, як поліетилен або фторполімери.

• Волога та гідроізоляція: на біогазових установках необхідний високий ступінь пило- та вологозахисту (IP) для точок введення кабелю в обладнання.

• Механічна міцність: кабелі повинні витримувати механічні навантаження, такі як стирання, тиск або вигин. Це особливо важливо в зонах присутності важкої техніки або там, де кабелі можуть часто переміщатися.

• Температурна стійкість: Технологія електричних з'єднань повинна витримувати коливання температури, яким вони піддаються. Це особливо важливо для зон поруч із варильними котлами або двигунами, де температура може бути високою.

• Електромагнітна сумісність (ЕМС). У міру того, як системи стають більш автоматизованими, для передачі енергії та даних використовуватиметься все більше кабелів. Кабелі повинні бути належним чином екрановані оплеткою, фольгою або їх комбінацією, щоб вони не випромінювали надмірних електромагнітних перешкод і були несприйнятливими до зовнішніх перешкод, що має вирішальне значення для точної передачі даних.

• Номінальні значення напруги та струму. Кабелі повинні витримувати різні напруги та струми, залежно від застосування, наприклад, для моніторингу потужності двигуна або температури без перегріву або погіршення характеристик кабелю.

Чому надійність компонентів та мінімізація простоїв важливі для біогазових установок?

Як і на будь-якому виробництві, відмова устаткування не приносить користі підприємству. Через умови виробництва, такі як неприємні запахи або необхідність територіального розташування поряд із сировиною, багато заводів будуються у віддалених районах, де важко швидко отримати легкий доступ до запасних частин. Це означає, що машини та компоненти повинні витримувати суворі умови виробництва, щоб оптимізувати свій термін служби. При виборі кабелів і проводів для установки дуже важливо знати, в яких умовах кабель в першу чергу працюватиме, щоб забезпечити вибір правильних з'єднань оболонки та ізоляційних матеріалів. Наприклад, кабелі, що подають потужність до двигунів обладнання, а також кабелі, що передають потужність до генераторів, часто зазнають сильних вібрацій, які з часом можуть зношувати оболонки кабелів. У подібних випадках кабелі з поліуретановою оболонкою, як правило, використовуються частіше, ніж стандартний ПВХ, оскільки вони мають високу стійкість до стирання, а також сильні характеристики стійкості до хімічної та рідинної дії.

Яким стандартам безпеки повинні відповідати кабелі живлення та передачі даних на заводі з переробки біогазу?

На заводі з переробки біогазу кабелі живлення та передачі даних повинні відповідати безлічі стандартів безпеки, гарантуючи безпечну та ефективну роботу в цьому унікальному та потенційно небезпечному середовищі. Ці стандарти зазвичай стосуються таких питань, як вогнестійкість, хімічна стійкість, механічна довговічність та електричні характеристики. Декілька ключових аспектів включають:

• Вибухозахист. За наявності метану та інших горючих газів кабелі повинні відповідати стандартам вибухозахисту, таким як NEC Class I, Division 2 у США або ATEX у Європі. Ці стандарти гарантують, що кабелі можуть безпечно працювати в середовищах, де можуть бути вибухонебезпечні гази.

• Вогнестійкість: Кабелі повинні бути вогнестійкими, щоб запобігти розповсюдженню вогню. Такі стандарти, як Міжнародна електротехнічна комісія (IEC) 60331, Underwriters Laboratories (UL) 94 та Канадська асоціація стандартів (CSA) FT4 оцінюють кабелі залежно від їхньої стійкості до впливу вогню.

• Відповідність місцевим та національним нормам. Нарешті, всі кабелі повинні відповідати місцевим та національним електротехнічним нормам, таким як UL 758 (AWM), 1277 або 2277, NFPA 79 або CSA C22.2 № 230 або 239. Ці норми гарантують, що встановлення та використовувані матеріали відповідають особливим критеріям.