DE102013107621A1 - Central modular pumping and crushing unit of biogas system comprises number of fluid- and/or substrate lines, intercommunicating reaction- and/or storage container and conveying devices or pump - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine zentrale, modulare Pump- und Zerkleinerungseinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, die Teil einer Biogasanlage ist, welche mehrere über Fluidleitungen miteinander in Verbindung stehende Reaktions- und/oder Lagerbehälter sowie Fördereinrichtungen bzw. Pumpen aufweist. The invention relates to a central, modular pumping and comminuting unit with the features of independent claim 1, which is part of a biogas plant, which has a plurality of reaction lines and / or storage tanks connected to one another via fluid lines, as well as conveying devices or pumps.
Herkömmliche Biogasanlagen, die der Gewinnung von brennbaren Gasen und/oder elektrischer Energie durch Vergären von organischen Stoffen und durch Nutzung der Gase als Brenngas in einem Blockheizkraftwerk o. dgl. dienen, umfassen mehrere über Fluidleitungen miteinander in Verbindung stehende Reaktions- und/oder Lagerbehälter sowie Fördereinrichtungen bzw. Pumpen zwischen den Behältern, der der Flüssigkeits- und Substratförderung während des Betriebes der Biogasanlage dienen. Die Herstellung und Inbetriebnahme einer solchen Biogasanlage erfordert zunächst die Aufstellung der größeren Behälter, nachdem Fundamente hierfür vorbereitet wurden. Sobald die Behälter aufgebaut und mit den erforderlichen Leitungsanschlüssen bzw. Flanschen versehen sind, können die Leitungsverbindungen zu den übrigen Behältern, zu Pumpen, zu Anschlussstellen etc. installiert werden, ebenso wie Sensor- und Steuerleitungen, die eine Verbindung zu einer Steuerzentrale herstellen. Die Installation der Biogasanlage bis zur Fertigstellung und möglichen Inbetriebnahme erfordert einen hohen Zeit- und Arbeitsaufwand, der nur in geringem Umfang reduzierbar ist, da jede Biogasanlage ihr individuelles Layout aufweisen kann, was eine Vormontage oder die Vorbereitung von Baugruppen zur schnelleren Montage erschwert. Conventional biogas plants, which serve the extraction of combustible gases and / or electrical energy by fermenting organic matter and by using the gases as fuel gas in a combined heat and power plant o. The like., Include a plurality of fluid lines with each other related reaction and / or storage containers and Conveying devices or pumps between the containers, which serve the liquid and substrate promotion during operation of the biogas plant. The production and commissioning of such a biogas plant initially requires the installation of larger containers, after foundations have been prepared for this. Once the containers have been assembled and provided with the necessary line connections or flanges, the line connections to the remaining containers, to pumps, to connection points, etc., can be installed, as well as sensor and control lines connecting to a control center. The installation of the biogas plant to completion and possible commissioning requires a lot of time and effort, which can be reduced only to a small extent, since each biogas plant can have their individual layout, which makes pre-assembly or the preparation of assemblies for faster assembly difficult.
Die
Das vorrangige Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einzelne oder mehrere dieser peripheren Einrichtungen wie Pumpen, Verbindungsleitungen etc. in modularer und/oder vormontierter Form aufzubauen und zur Verfügung zu stellen, um auf diese Weise eine schnellere und einfachere Montage beim Aufbauen und bei der Installation der Biogasanlage und ihrer Komponenten zu ermöglichen. The primary object of the present invention is to construct and provide single or multiple of these peripheral devices, such as pumps, interconnections, etc., in modular and / or preassembled form, to thereby provide faster and easier assembly during installation and installation the biogas plant and its components.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. So schlägt die Erfindung zur Erreichung des genannten Ziels eine zentrale, modulare Pump- und Zerkleinerungseinheit einer Biogasanlage vor, die eine Pumpe oder mehrere Pumpen, ggf. eine Zerkleinerungseinheit, Ventile, Schieber, Leitungsabschnitte und ggf. Flanschanschlüsse in einer gemeinsamen Baugruppe umfasst, wobei die gesamte modulare Einheit die über auftrennbare Anschluss-Schnittstellen bzw. Leitungsanschlüsse mit den übrigen Komponenten der Biogasanlage verbunden werden kann und dadurch einen zentralen Teil der fertig installierten Biogasanlage bilden kann. Die zentrale und modulare Pump- und Zerkleinerungseinheit kann zudem an eine zentrale Steuerung der Biogasanlage angeschlossen sein, die bspw. in einem Schaltschrank untergebracht sein kann. Eine solche Biogasanlage dient der Gewinnung von brennbaren Gasen und/oder von elektrischer Energie durch Vergären von organischen Stoffen. Das Brenngas kann zum Betreiben von Blockheizkraftwerken, zur Wärmeerzeugung und/oder zum Betrieb von anderen Energiewandlungseinheiten genutzt werden, so dass eine autarke Energieversorgungseinheit gebildet ist. Die erfindungsgemäße zentrale und modular aufgebaute Pump- und Zerkleinerungseinheit bildet einen Knotenpunkt für mehrere über Fluid- bzw. Substratleitungen miteinander in Verbindung stehende Reaktions- und/oder Lagerbehälter der Biogasanlage und weist zu diesem Zweck Fördereinrichtungen bzw. Pumpen auf. This object of the invention is achieved with the subject matter of independent claim 1. Features of advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims. Thus, in order to achieve the stated aim, the invention proposes a central, modular pumping and comminution unit of a biogas plant, which comprises a pump or a plurality of pumps, optionally a comminution unit, valves, slides, line sections and optionally flange connections in a common assembly, wherein the Entire modular unit which can be connected via separable connection interfaces or line connections with the other components of the biogas plant and thereby form a central part of the fully installed biogas plant. The central and modular pumping and shredding unit can also be connected to a central control of the biogas plant, which can be accommodated, for example, in a control cabinet. Such a biogas plant is used to obtain combustible gases and / or electrical energy by fermenting organic matter. The fuel gas can be used to operate cogeneration plants, for heat generation and / or for the operation of other energy conversion units, so that a self-sufficient power supply unit is formed. The central and modular pumping and comminution unit according to the invention forms a junction point for a plurality of reaction and / or storage vessels of the biogas plant which are connected to one another via fluid or substrate lines and has conveyors or pumps for this purpose.
Normalerweise umfasst das Modul mindestens zwei Pumpen sowie eine Flüssig-Zerkleinerungseinheit. Darüber hinaus umfasst sie Ventile und/oder Schieber sowie ggf. Sensoren und/oder Messeinheiten und fasst diese in einer kompakten, vormontierten Baugruppe zusammen, die nicht nur vormontiert, sondern auch als Ganzes installiert und angeschlossen werden kann, was die Montagezeit und den Montageaufwand beim Aufbau und bei der Inbetriebnahme der Biogasanlage erheblich reduzieren kann. Auch können dadurch die Gesamtqualität der Modulausführung sowie seiner Funktion besser überwacht und gewährleistet werden, bspw. durch zuverlässigere Anfertigung und Qualitätsprüfung und Überwachung der Schweißnahtqualität o. dgl. Normally, the module comprises at least two pumps as well as a liquid comminution unit. In addition, it includes valves and / or slide and possibly sensors and / or measuring units and summarizes them in a compact, preassembled assembly that not only preassembled, but can also be installed and connected as a whole, what the assembly time and installation costs Construction and commissioning of the biogas plant can significantly reduce. Also, the overall quality of the module design and its function can be better monitored and ensured, for example by more reliable production and quality inspection and monitoring of weld quality o. The like.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Pump- und Zerkleinerungseinheit besteht darin, dass sie als geschlossenes Modul an einem zentralen Einbauort der Biogasanlage platziert werden kann. Ihr Einbauort kann auf Kriterien wie minimale Leitungswege ausgerichtet sein, wobei bereits bei der Konzeption und beim Bau des Moduls die Anschlüsse entsprechend der jeweiligen Behälterstandorte platziert werden können. Die Pump- und Zerkleinerungseinheit kann zunächst getrennt von der Biogasanlage weitgehend vormontiert und erst zu einem späteren Zeitpunkt nachträglich an ihrem vorgesehenen Einbauort platziert und angeschlossen werden. Unabhängig von der Größe und vom Gewicht des Moduls ist diese Montierbarkeit ermöglicht, was ggf. eine Kranmontage erfordern kann. Auch eine solche Kranmontage kann jedoch angesichts der deutlich reduzierbaren Bau- und Montagezeit problemlos in Kauf genommen werden. The particular advantage of the pumping and comminution unit according to the invention is that it can be placed as a closed module at a central installation location of the biogas plant. Their installation location can be based on criteria such as minimum cable routes, whereby the connections can be placed according to the respective container locations already during the design and construction of the module. The pumping and crushing unit can initially largely separated from the biogas plant pre-assembled and only to be later placed and connected at their intended location later. Regardless of the size and weight of the module this mountability is possible, which may possibly require a crane installation. However, such a crane assembly can be easily taken into account given the significantly reduced construction and assembly time.
Die erfindungsgemäße Pump- und Zerkleinerungseinheit weist vorzugsweise ein gekapseltes, insbesondere ein gegen Witterungs- und/oder Medieneinflüsse abgeschirmtes Gehäuse auf, das zur Außenmontage geeignet ist. Wahlweise kann das Modul in einem geschlossenen Pumpenhaus oder auch in einem anderen Behältnis wie bspw. in einem Container o. dgl. eingebaut werden, wo es gekapselt und vor Witterungseinflüssen geschützt betrieben werden kann. So kann die erfindungsgemäße Pump- und Zerkleinerungseinheit bspw. einen flachen Bodenabschnitt mit rechteckförmiger Grundfläche und einen annähernd quaderförmigen Aufbau aufweisen, dessen Abmessungen auf den zwischen den Behältern, Einzelteilen und/oder Aggregaten der Biogasanlage verfügbaren Platz abgestimmt ist. Normalerweise wird das Modul auf einem Einheitsrahmen aufgebaut und die Platzierung und Dimensionierung der Komponenten auf die Größe und die Abmessungen dieses Einheitsrahmens abgestimmt. The pumping and comminution unit according to the invention preferably has an encapsulated housing, in particular a housing which is shielded against weather and / or media influences and which is suitable for outdoor installation. Optionally, the module can be installed in a closed pump house or in another container such as. In a container o. The like., Where it can be operated encapsulated and protected from the weather. For example, the pumping and comminution unit according to the invention can have, for example, a flat bottom section with a rectangular base surface and an approximately parallelepiped configuration whose dimensions are matched to the space available between the containers, individual parts and / or units of the biogas plant. Normally, the module is built on a unitary frame and the placement and sizing of the components are matched to the size and dimensions of this unitary frame.
Unabhängig von der jeweiligen Einbausituation kann das Geräte- und/oder Leitungslayout des Moduls nach den Kriterien einer minimalen Baugröße und/oder günstig angeordneten Leitungsanschlüssen bzw. Anschluss-Schnittstellen optimiert werden. Zudem können alle Leitungsanschlüsse bzw. Anschluss-Schnittstellen jeweils Flanschverbindungen zur schnellen Montage nach der Platzierung des Moduls am vorgesehenen Einbauort aufweisen. Regardless of the particular installation situation, the device and / or line layout of the module can be optimized according to the criteria of a minimum size and / or conveniently arranged line connections or connection interfaces. In addition, all line connections or connection interfaces can each have flange connections for quick installation after placement of the module at the intended installation location.
Weiterhin können innerhalb einzelner Leitungen Durchflusssensoren mit elektrischen Signalausgängen angeordnet sein. Dies können bspw. digitale Mengen-Durchflussmesser o. dgl. sein. Furthermore, flow sensors with electrical signal outputs can be arranged within individual lines. These may be, for example, digital flow meters or the like.
Die beschriebene Anlage weist eine hohe Flexibilität auf, was u.a. daran liegt, dass grundsätzlich manuell oder auch fernsteuerbar Substrat und/oder Flüssigkeit von jedem vorhandenen Behälter durch verschiedene Schieber- oder Ventilstellungen in jeden anderen vorhandenen Behälter gepumpt werden kann. Zudem ist auch problemlos eine redundante Auslegung des Moduls realisierbar, da im Modul bspw. zwei Pumpen eingebaut sind, so dass bei Ausfall einer der Pumpen die jeweils zweite Pumpe aktiviert werden kann. D.h., im Notfall kann die zweite Pumpe überbrückungsweise die Aufgabe der ausgefallenen oder defekten Pumpe übernehmen. The system described has a high flexibility, what u.a. This is because, in principle, manually or remotely controllable substrate and / or liquid can be pumped from any existing container by different slide or valve positions in any other existing container. In addition, a redundant design of the module is also easily feasible because in the module, for example, two pumps are installed, so that in case of failure of one of the pumps each second pump can be activated. In other words, in an emergency, the second pump can take over the task of the failed or defective pump.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren illustrieren und verdeutlichen nicht einschränkend zu verstehende Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in ihren Details und Funktionen. The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the accompanying drawings. The figures illustrate and illustrate non-limiting embodiments of the present invention in their details and functions.
Die schematische Darstellung der
Wichtig für die vorliegende Erfindung ist der modulare Aufbau der Einheit
Das schematische Blockdiagramm der
Die schematische Perspektivdarstellung der
Die
Wie die schematische Darstellung der
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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