Politechnika Śląska w Gliwicach

English version


Jesteś naszym 558816 gościem

Laboratorium Podstaw Telekomunikacji

Katedra Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki
Aktualności / Studenci IX semestru KSS na nowoczesnym i ekologicznym wysypisku śmieci w Gliwicach


Studenci IX semestru KSS na nowoczesnym i ekologicznym wysypisku śmieci w Gliwicach


W piątek 28.10.2006 r. studenci IX semestru specjalności KSS (26 osób) odwiedzili wysypisko śmieci znajdujące się na terenie Gliwic przy ulicy Rybnickiej między lotniskiem a autostradą A4. Wycieczka ta została zorganizowana w ramach przedmiotu "Niekonwencjonalne źródła energii" prowadzonego przez dr inż. Andrzeja Latko. Celem naszego spotkania było poznanie technologii składowania odpadów i eksploatacji wysypiska w taki sposób, by stanowiło ono źródło biogazu oraz urządzeń stosowanych przy przetwarzaniu biogazu na energie elektryczną.

Wycieczka rozpoczęła się o 10:30. Pracownik wysypiska przedstawił poszczególne elementy całego systemu, w którego skład wchodzą odpowiednio przygotowane komory składowania odpadów z ujęciem biogazu i agregaty kogeneracyjne wytwarzające energię elektryczną.

Początek wycieczki
Początek wycieczki
W tle najstarsza komora wysypiska
W tle najstarsza komora wysypiska

Najpierw prowadzący omówił budowę wysypiska śmieci. Wysypisko składa się z kilku komór. Najstarsza, największa komora nie była przygotowywana do odsysania biogazu. Nie ma informacji o rodzajach i sposobie składowania w niej odpadów. Jej adaptacja do odzysku biogazu polegała na wykonaniu wierzchniej, glinianej warstwy uszczelniającej, odwierceniu 68 studni, połączeniu studni gazociągami z kolektorem zbiorczym, połączeniu kolektora ze stacją ssaw i doprowadzeniu dalej biogazu do silników biogazowych. Rurociąg zbiorczy posiada dodatkowo dwie studnie odwadniające. Komora ta charakteryzuje się duża różnorodnością stężenia biogazu w poszczególnych studniach.

Schemat poglądowy aktywnego odgazowania składowiska odpadów
Schemat poglądowy aktywnego odgazowania składowiska odpadów
1-studnia gazowa, 2-rurociąg gazowy, 3-armatura regulacyjno-odcinająca, 4-kolektor, 5-odwadniacz, 6-ssawa gazowa, 7-pochodnia, 8-silnik gazowy, 9-generator, 10-transformator, 11-sieć energetyczna, 12-studnia odcieków, 13-uszczelnienie, 14-złoża odpadów, 15-warstwa rekultywacyjno- uszczelniająca. [rys. autorstwa OBREM Łódź]

Nowa, zamknięta komora, z której od początku planowano odsysać biogaz, ma 24 studnie o wyrównanym stężeniu biogazu.
Miejsce składowania śmieci i wytwarzania biogazu Miejsce składowania śmieci i wytwarzania biogazu
Miejsca składowania śmieci i wytwarzania biogazu

Nowe komory budowane są w następujący sposób (w uproszczeniu):

  • Wykonanie wykopu,
  • Wykonanie drenowania z ujęciem odcieków, co pozwala na monitorowanie szczelności komory,
  • Wykonanie szczelnego podłoża przy pomocy grubych foli,
  • Zainicjowanie obsypywanych studni wykonanych w postaci pionowych rur z kielichowym łączeniem stopniowo przedłużanych w trakcie zasypywania komory,
  • Warstwowe układanie równomiernie rozdrobnionych i walcowanych odpadów,
  • Stosowanie warstw obojętnych (np. gruz budowlany),
  • Stopniowe wykonywanie wokół komory skarpy uszczelniającej i wzmacniającej,
  • Uszczelnienie zamkniętej komory wierzchnią warstwą glinianą,
  • Wykonanie ujęć biogazu i połączenie z kolektorem zbiorczym,
  • Połączenie kolektora zbiorczego ze stacją ssaw.

Źródło biogazu, którym jest wysypisko, jest czułe na warunki atmosferyczne, szczególnie gwałtowne skoki ciśnienia. Dodatkowo instalacja odsysania jest wrażliwa na ekstremalne temperatury. W przypadku niskich temperatur może dochodzić do zamarzania rurociągów wskutek przenoszenia wilgoci. W przypadku bardzo wysokich temperatur istnieje problem z odprowadzaniem ciepła.

Cała instalacja wykonana jest w systemie przeciwwybuchowym, wszelkiego rodzaju nieszczelności i wydobywanie się metanu powodują natychmiastowe odcięcie gazu.

Produkcja biogazu z istniejących ujęć jest na poziomie 1400-1700 m3/h.

Ważne jest, żeby produkcja biogazu odbywała się na możliwie stałym poziomie, aby nie niszczyć złoża i utrzymywać stężenie CH4 w biogazie na możliwie stałym poziomie (39-43%).

Kontenery agregatów kogeneracyjnych
Kontenery agregatów kogeneracyjnych
Budynki stacji transformatorowych i rozdzielni
Budynki stacji transformatorowych i rozdzielni

Biogaz z wysypiska jest przetwarzany w dwóch agregatach kogeneracyjnych o mocy znamionowej po 300kW każdy, umieszczonych w dwóch wygłuszonych kontenerach. Jednostka kogeneracyjna składa się z silnika spalinowego na biogaz i z generatora synchronicznego połączonego z silnikiem wspólnym wałem. Generator pracuje równolegle z siecią elektroenergetyczną SN poprzez transformatory 400kVA. Agregaty pracują z mocą około 200kW, 24h na dobę, w związku z koniecznością utrzymania stałego stężenia metanu w dostarczanym biogazie. Odpowiednie ciśnienie biogazu na zasilaniu silników zapewnia stacja ssaw. Sprzężenie zwrotne od ciśnienia biogazu jest sygnałem zadanym w obwodzie regulacji prędkości obrotowej napędu ssawy. Napęd ssawy stanowi silnik indukcyjny zasilany z przemiennika częstotliwości. W przypadku postoju agregatów (serwis), żeby nie dopuścić do emisji szkodliwego biogazu, jest on spalany w pochodni. Dodatkowo pozwala to na uniknięcie wahań w produkcji biogazu.

Stacja ssaw
Stacja ssaw
Silnik biogazowy
Silnik biogazowy
Szafy sterowania
Szafy sterowania

Wszystkie procesy sterowania i kontroli przetwarzania odbywają się w sposób automatyczny przy wykorzystaniu dedykowanego sterownika znajdującego się w szafie sterowniczej w wydzielonej części kontenera jednego z agregatów. Jeden układ sterowania zarządza jednym agregatem. Na panelu operatorskim dostępne są aktualne parametry pracy (temperatura cylindrów, temperatura w wybranych miejscach układu chłodzenia, ciśnienie oleju, parametry biogazu, parametry elektryczne produkowanej energii, moce, napięcia i prądy, czas pracy i postojów) i informacje o stanach awaryjnych i ich przyczynach. Operator ma możliwość sterowania układem z miejsca oraz zdalnie za pomocą komputera i łącza modemowego.

Przyłącze sieciowe i rozdzielnie znajdują się w osobnych budynkach. Lokalny dystrybutor sieci ma możliwość zdalnego podglądu stanu łączników i produkcji energii elektrycznej przy pomocy łącza radiowego.

Przy okazji tej wizyty studenci - przyszli inżynierowie mogli się przekonać, że do prac związanych z opracowaniem układu zasilania, sterowania oraz przy bieżącej obsłudze tego typu obiektu konieczne jest posiadanie umiejętności interdyscyplinarnych z szeregu dziedzin wiedzy, takich jak technologia procesu (fizyka, chemia i biologia), automatyka sterowania, telekomunikacja, napęd elektryczny i energoelektronika.

Na koniec pragniemy podziękować władzom Wysypiska za udostępnienie i przedstawienie obiektu.


Andrzej Latko i studenci KSS sem. IX



 © 2002 - 2017 Politechnika Śląska, Wydział Elektryczny, KENER    Webmaster: