La gestione della complessità nella costruzione e conduzione di un impianto di biogas Sami Shams Eddin
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1 Terzo Forum STAR*AgroEnergy BIOGAS E BIOMETANO PER LE AREE AGRICOLE DEL MEDITTERANEO Venerdì 3 Maggio Ore 9,30 64a Fiera dell Agricoltura e della Zootecnica Foggia La gestione della complessità nella costruzione e conduzione di un impianto di biogas Sami Shams Eddin Azienda Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.
2 L impianto a biogas Potenza elettrica: 999 kw Tipologia di impianto: C.S.T.R. (Completamente miscelato e riscaldato), condizioni mesofile Dimensioni: 15000m3 (8200m3 ferm, 7800m3 stocc), 150d HRT Alimentazione: insilato di mais + effluenti zootecnici + sottoprodotti agro-industriali 2
3 Principali opere edili realizzate Area impianto: 3 ha Volumi vasche: 2 primari (2.300 m3 x 2) 1 secondario (3.300 m3) 2 stoccaggi (3.300 m3 x 2) prevasca carico liquami: 300 m3 vasca scarico: 300 m3 vasca acque prima pioggia: 50 m3 Sili orizzontali per trinciato mais: m2 x 3, H=4,25 Superficie collettamento acque piovane: m2 3
4 I parametri operativi Silomais utilizzato t/anno Carico organico volumetrico kgsv/m3digestore/g iorno 1,98 Tempo ritenzione idraulica digestori primario+ secondario giorni 160 Tempo ritenzione idraulica digestori + stoccaggio giorni 297 Produzione di biogas m3/anno Contenuto metano % 51,5 Resa specifica Nm3biogas/tSV 690 Nm3metano/tSV 356 Nm3metano/t tq 219 Nm3biogas/m3/gior no 1,37 4
5 I parametri operativi (media di 3,6 anni di operatività) Potenza elettrica media kw 969 Produzione di energia elettrica kwh/anno Autoconsumi ausiliari % della produzione 3,7 Autoconsumi digestore % della produzione 5,4 Produzione di energia elettrica vendibile kwh/anno
6 Diagramma Fishbone Leve di influenza Macchinari Personale Processo caricatori miscelatori coperture pompe specializzazione formazione interno/esterno dedicato/generalista biologico variabilità influenze esterne riscaldamenti EFFETTO controllo filiera traffico autorizzazioni varietà stoccaggio cost. approvv. qualità odore impatto visivo rumore popolazione attenzione impatti ext. controllo efficienza imp. controllo processo procedure precise Materiali Ambiente Gestione 6
7 La gestione: manutenzione ordinaria Piano manutentivo, 140 operazioni quotidiane (tot 3,5h) gestite con una ronda manutentiva ordinaria affidata a operatore professionalmente istruito 7
8 La gestione: manutenzione straordinaria Coperture Collasso pallone per peso della neve (intervento interno, no perdita produzione) Bloccaggio ventole per gonfiaggio teli per congelamento acqua gocciolante dai teli per scioglimento brina sulle cupole (intervento interno, no perdita produzione) Sostituzione teli per cedimento saldature con nuovi di colore chiaro ad alta riflettanza (intervento esterno, perdita produzione) Disassamento coperture durante la stagione calda (intervento esterno, no perdita produzione) 8
9 La gestione: manutenzione straordinaria Alimentatori -Compattazione della biomassa nei caricatori (intervento interno, no perdita produzione) - Rottura pistone idraulico (intervento esterno, no perdita produzione) - Sostituzione mozzi e motoriduttori dei trasportatori a coclea (intervento esterno, no perdita produzione) - Rottura coclee di trasporto carico biomasse solide da tramoggia a digestori per fine vita (intervento esterno, calo produttivo - rifacimento rivestimenti interni tramoggia (fondo e pareti) per usura (intervento esterno, calo produttivo) 9
10 La gestione: manutenzione straordinaria Cogeneratore Rottura generatore Stanford (intervento esterno, perdita produzione) Aggiunta condizionatore sala quadri (intervento esterno, no perdita produzione) Sottodimensionamento sistema di raffreddamento biogas (intervento esterno, perdita produzione) Modifiche sistema di ventilazione sala macchine (intervento esterno, perdita produzione) Installazione filtri aria ventilazione sala macchine (intervento esterno, perdita produzione) 10
11 La gestione: manutenzione straordinaria Cogeneratore Modifiche sistema di insonorizzazione (intervento esterno, no perdita produzione) Rottura gruppo turbocompressore (intervento esterno, perdita produzione) Manutenzione cogeneratore h (4,5 giorni fermo produzione) Formazione professionale specialistica per manutenzione (corso casa madre fornitore motore) 11
12 La gestione: manutenzione ogni h - revisione su 13 agitatori - revisione su 2 caricatori - revisione su 5 cupole - revisione motore - revisione 4 motoriduttori - revisione 1 pompa - revisione 1 compressori aria - revisione 5 soffianti - revisione 5 valvole di sicurezza - revisione 2 compressori per desolforazione - revisione 3 circolatori acqua calda - pulizia e controllo quadro elettrico - pulizia e controllo cabine elettriche - pulizia scarichi fognari -(possibilità funzionamento parziale) - 12
13 Indicatori di disponibilità MTTR: Mean Time To Repair, tempo medio per riparare il guasto MTBF: Mean Time Between Failure, tempo medio fra due guasti consecutivi MTTC: Mean Time To Check, tempo medio di reazione per ispezione guasto 13
14 Key Process Indicators (KPI s) CHP e DA (3,6 anni di operatività) 729 avviamenti Efficienza: 98,5% ore CHP a pieno carico Efficacia: 94,9% ore disponibili a pieno carico MTTR CHP: 2,87 h MTBF CHP: 446 h MTBF DA: 4,08 h Produzione lorda: MWh Ore accensione CHP: h 14
15 Key Process Indicators (KPI s) Evento MTTR MTBF Work Center MTTC Mixer interni 15gg 10mesi Fornitore DA 2 gg PC software 2gg 4a Fornitore DA 1 h PLC caricatore 7mesi 4a Fornitore DA 7 mesi PC hardware 7gg 2a Fornitore DA 1 h Tramoggia struttura 12h 3mesi Carpenteria metallica 2 h Danno elettrico 6h 2mesi Elettrostrumentale 6 h CHP 18h 1mesi GE 1 h Telescopico 7gg 28gg Meccanico mezzi agricoli 2 gg Spazzatrice 15gg 21gg Meccanico mezzi agricoli 2 gg Teli 7gg 6mesi Fornitore DA 1 gg cabine 3gg 2a Elettrostrumentale 3 gg Coclee carico 1gg 4mesi Carpenteria metallica 3 h 15
16 Analisi criticità Possibility of events high medium low Impact on Biogas Plant Reliability high medium low X3 X4 X25 X13 X7 X8 X9 X14 X15 X5 X10 X11 X1 X2 X6 X12 X16 X17 X18 X19 X20 X21 X22 X23 X24 X25 X1 stocc trincee X2 prevasca X3 fortis 1 X4 fortis 2 X5 pc X6 pompa ferm X7 ferm 1 X8 ferm 2 X9 post ferm X10 sr1 X11 sr2 X12 staz scarico digest X13 chp X14 trafo X15 cab elettrica X16 afs X17 vasca 1 p X18 torcia X19 laboratorio X20 pesa X21 disinf mezzi X22 magazz X23 recinz X24 allarme vid X25 manitou X26 spazzatr/daily/tagliaerba 16
17 Costi di manutenzione e servizi (OPEX) Servizi generali Digestione anaerobica CHP Totale Totale per vita impianto 229, , , , Totale per anno 63, , , , % 28.1% 40.2% 100.0% Importo per MWh generato Percentuale del fatturato 2.97% 2.62% 3.75% 9.33% 17
18 Grazie per l attenzione! Sami Shams Eddin Terzo Forum STAR*AgroEnergy BIOGAS E BIOMETANO PER LE AREE AGRICOLE DEL MEDITTERANEO Venerdì 3 Maggio Ore 9,30 64a Fiera dell Agricoltura e della Zootecnica Foggia Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.
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