Francouzská bioplynová stanice využívá pro manipulaci s horkými abrazivními kašemi hadicová čerpadla Bredel

• Tři čerpadla Bredel 65 podporují procesy digesce ve velké bioplynové stanici
• Čerpadla jsou záměrně dimenzována tak, aby se minimalizovaly odstávky a maximalizovala návratnost investice
• Nízké nároky na údržbu mají u bioplynových stanic zásadní význam

Nedávno byla uvedena do provozu jedna z největších francouzských bioplynových stanic se třemi hadicovými čerpadly Bredel 65 společnosti Watson-Marlow Fluid Technology Group (WMFTG) ve svém technologickém jádru. Čerpadla se využívají k přenosu homogenní abrazivní kaše ve třech procesních fázích nezbytných pro udržitelné dodávky energie v regionu.

Nová bioplynová stanice, která byla navržena, postavena a uvedena do provozu v roce 2017, má produkovat 2,2 milionu m³ biometanu ročně, dodávat do rozvodné sítě GRDF (Gaz Réseau Distribution France) a poskytovat energii 10 % místního obyvatelstva. Téměř 50 % digestované směsi organického odpadu zpracovávaného v nové stanici tvoří kejda z chovu skotu a drůbeže. Zbytek dodávají místní konzervárny ryb a jatka. 

V kroku předúpravy v této stanici jsou různé toky odpadu před digescí smíchány do homogenní organické suspenze bez inertního materiálu. Stanice využívá specifický proces (mezofilní digesce), který vyžaduje, aby odpad zůstal ve fermentoru po dobu 50 dnů (namísto obvyklých 17–21 dnů), a to nejen kvůli nižším procesním teplotám, ale také kvůli tomu, že 20 % objemu představuje rostlinná hmota s delší dobou vyhnívání. Kvůli obsahu této rostlinné hmoty je rovněž snížení objemu po digesci pouze 20 % namísto 50 %, což je obvyklejší míra snížení objemu odpadu v bioplynových stanicích.

Konstrukční návrh a plánování

Čerpadla Bredel 65 ve francouzské bioplynové stanici slouží ve třech hlavních aplikacích procesních přenosů: od vstupu vyrovnávací nádrže přes tepelné výměníky do vyrovnávací nádrže, od vstupu vyrovnávací nádrže přes pasterizátory do vyrovnávací nádrže a od vyrovnávací nádrže přes tepelné výměníky do fermentoru.

Instalace čerpadel vyžadovala zvážení potrubního systému od vstupu vyrovnávací nádrže do pět metrů vysoké vyrovnávací nádrže (přes tepelné výměníky), přes značné délky výtlačného potrubí a ohyby. Dopad zpětného tlaku v důsledku dlouhého vedení potrubí může negativně ovlivnit mnoho jiných typů čerpadel. Čerpadla Bredel však udržují konstantní průtok proti tlaku po celou dobu životnosti hadice.

V této výrobně biometanu běží čerpadla Bredel 65 při relativně nízkých otáčkách 14 ot./min a generují průtok 4 m3/h. V první části procesu má kaše teplotu kolem 30 °C, viskozitu 500 cPs a obsah sušiny 9–12 %, ačkoliv ten může dosahovat až 60 %, což vede k velmi vysoké abrazi. Tato teplota v druhé fázi fermentace stoupne na 40 až 55 °C, ale s následným snížením viskozity. Po pasterizaci se teplota opět zvýší na 70 °C. 

Francouzská bioplynová stanice

Čerpadla Bredel přenášejí viskózní a abrazivní kaše a kaly s obsahem až 80 % pevných látek v suspenzi. Výkon čerpadla je zcela nezávislý na parametrech sání a výtlaku a volba hadice z přírodní pryže v této aplikaci umožňuje čerpání kapalin o teplotách až 80 °C. Hadice mají měkký vnitřní povrch, který tlumí velké a abrazivní částice, zatímco několik výztužných vrstev nylonu a houževnatá pryž na vnějším povrchu poskytují hadici vynikající výkon a dlouhou životnost. 

Nízké celkové náklady na vlastnictvíRelativně nízké provozní otáčky čerpadla Bredel 14 ot./min v této aplikaci souvisí s požadavky na provozuschopnost a TCO (celkové náklady na vlastnictví). Nízké nároky na údržbu mají zásadní význam u bioplynových stanic, které jsou vysoce automatizované s malým počtem zaměstnanců. Například tato stanice má jen tři pracovníky. 

U vřetenových čerpadel existuje vysoká pravděpodobnost nutnosti opakované údržby. Například stator se zničí během několika sekund, pokud čerpadlo nedopatřením poběží na sucho. Také faktory, jako je tlak, obsah abrazivních částic a teplota, mohou negativně ovlivnit výkon vřetenového čerpadla. 

Naproti tomu čerpadlo Bredel je tak odolné vůči chybám, že je prakticky nemožné udělat nějakou chybu, jako je běh na sucho. Kromě toho má jen jednu opotřebitelnou součást – hadici – jejíž výměna (na místě) trvá jen asi 30 minut a nevyžaduje odborný personál. Důležité je, že životnost hadice je spolehlivým parametrem, což znamená, že bioplynové stanice mohou odpovídajícím způsobem plánovat preventivní údržbu. 

Digestát z francouzské bioplynové stanice se nakonec používá jako přírodní organické hnojivo pro 20 000 hektarů okolní zemědělské půdy, což eliminuje nutnost nákupu 60 tun chemických hnojiv a představuje pro každého ze 17 sousedních zemědělců roční úsporu nákladů až 15 000 eur. Proces digesce navíc snižuje emise skleníkových plynů o 4 222 tun CO2.

1.Evropská bioplynová asociace

Bredel hadicová čerpadla