Sono state scorporate le opere civili, il gruppo di cogenerazione, e le opere di trasformazione e connessione elettrica..

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1 Data Offerta n Spett.le OGGETTO: OFFERTA PER FORNITURA IN OPERA DI IMPIANTO 'BOVIGAS' PER LA PRODUZIONE E L UTILIZZO DI BIOGAS DA REFLUI ZOOTECNICI E BIOMASSE VEGETALI CON POTENZA ELETTRICA DI 299 kw. Con la presente inviamo la ns. offerta definitiva per la realizzazione di un impianto per la produzione e l utilizzo di biogas con produzione di energia elettrica da 299 kw. Sono state scorporate le opere civili, il gruppo di cogenerazione, e le opere di trasformazione e connessione elettrica.. Nelle pagine seguenti sono riportate le caratteristiche tecniche dell impianto e le voci riguardanti la nostra fornitura definitiva. Restiamo a disposizione per eventuali chiarimenti. Cordiali saluti. IDROENGINEERING Divisione di Idrodepurazione srl 1

2 SOMMARIO 1. PREMESSA SCHEMA DI PROCESSO RICEZIONE E STOCCAGGIO BIOMASSE PRETRATTAMENTO BIOMASSE DIGESTIONE ANAEROBICA PRODUZIONE BIOGAS GRUPPO DI COGENERAZIONE SEPARAZIONE E STOCCAGGIO DIGESTATO SOLIDO E LIQUIDO COMANDO, CONTROLLO DEL PROCESSO E SISTEMA DI SUPERVISIONE ELENCO INDICATIVO OPERE CIVILI A CURA DEL CLIENTE CONDIZIONI CONTRATTUALI

3 1. PREMESSA L impianto BOVIGAS (Figura 01) è stato studiato per utilizzare il potenziale energetico di reflui zootecnici e biomasse vegetali con un processo di digestione anaerobica per la produzione di biogas e relativo recupero energetico. Figura 01 - Schema di processo impianto BOVIGAS 2. SCHEMA DI PROCESSO L' impianto proposto è stato studiato per utilizzare il potenziale energetico di reflui zootecnici con utilizzo della digestione anaerobica per la produzione di biogas e relativo recupero energetico. Lo schema di processo prevede la preparazione della miscela in una fase idrolitica con dissoluzione e solubilizzazione delle biomasse in ingresso in fase acquosa prima dell avvio alla digestione anaerobica così da renderle immediatamente disponibili e facilmente utilizzabili dai batteri nel processo di digestione. In questo modo si migliora il processo e si incrementa la produzione di biogas. L impianto, progettato e dimensionato sulla base dei dati ingresso precedentemente riportati, sarà in grado di utilizzare il potenziale energetico delle materie suddette, tramite processo di digestione anaerobica e recupero del biogas, sino a raggiungere una potenzialità del cogeneratore pari a: Potenzialità attuale Unità di Misura Valore Potenza elettrica motore di cogenerazione kw 299 3

4 3. RICEZIONE E STOCCAGGIO BIOMASSE Reflui liquidi da stalla secondaria Si prevede il sollevamento dei liquami della stalla secondaria fino a quota strada e collettamento in tubazione fino al lato ovest della proprietà. Il liquame verrà quindi conferito in apposito pozzetto di raccolta e convogliato al sistema fognario dell insediamento con tubazione a gravità (da realizzare a cura del committente). Reflui liquidi Si mantiene il conferimento dei liquami alla vasca di accumulo esistente che verrà dotata di apposito mixer di miscelazione. Dalla vasca i liquami verranno alimentati nell arco della giornata all impianto secondo il programma di alimentazione predisposto dal sistema di controllo del quadro di comando. L alimentazione verrà effettuata mediante nuova elettropompa con misuratore di portata. Biomasse solide Si prevede l'installazione di una unità dosatrice automatica (container alimentatore, figura 02) per la biomassa solida, di volume pari alla necessità giornaliera, da caricare una volta al giorno. Di volume utile pari a 20 mc, il container sarà realizzato rivestito con uno strato di acciaio inossidabile allo scopo di proteggerlo dalla corrosione e da una coclea miscelatrice dotata di coltelli per ridurre la pezzatura della fibra ed evitare problemi di intasamento dell'impianto. Il container sarà dotato di sistema di pesatura in modo da poter monitorare le quantità di biomassa introdotte. Figura 02 - Coclea miscelatrice dotata di coltelli 4

5 4. PRETRATTAMENTO BIOMASSE La sezione più importante dell impianto ai fini della produzione di biogas è la sezione di pretrattamento. In questa sezione il materiale, tramite una pompa alimentatrice miscelatrice (Figura 03), viene sottoposto ad una preventiva miscelazione, dissoluzione e solubilizzazione in acqua. Figura 03 - Pompa alimentatrice miscelatrice Lo scopo della sezione è quello di macerare il materiale, dissolverlo il più possibile nel liquido e realizzarne un ottimale concentrazione in secco e miscelazione in modo da inviare alla sezione di digestione un materiale omogeneo immediatamente utilizzabile dai batteri, di facile decomposizione. Per massimizzare la regolare produzione di biogas è necessario infatti introdurre nei digestori un materiale già disciolto nel liquido, sfibrato e omogeneo così da favorirne l immediata decomposizione da parte delle colonie batteriche presenti nel digestore 5

6 5. DIGESTIONE ANAEROBICA La miscela omogenea in uscita dalla sezione di premiscelazione viene inviata ad una sezione di digestione anaerobica controllata ad alto rendimento. Per garantire la migliore garanzia funzionale e la necessaria flessibilità dell impianto viene prevista una digestione anaerobica con processo di tipo mesofilo. Nella digestione anaerobica avviene, in condizioni di miscelazione e temperatura controllate, la degradazione della sostanza organica e la produzione di biogas. Il biogas prodotto, contenente circa il 55-65% di metano, viene accumulato in un gasometro polmone sovrastante il digestore (Figura 04), e da qui conferito alla macchina di produzione di energia elettrica e termica. Figura 04 - Cupola gasometrica a doppia membrana Il digestore, da realizzare in cemento armato, dovrà essere dotato di coibentazione per ridurre le dispersioni termiche, realizzata mediante rivestimento della platea con pannelli di isolamento in polistirene e della parte cilindrica verticale della struttura in cemento armato con pannelli di isolamento in polistirene e finitura esterna in lamiera zincata preverniciata. (K<0,30 kcal/mq.h. C). 6

7 La miscelazione del fango nel digestore è assicurata da appositi agitatori a pale appositamente dimensionati per garantire una adeguata movimentazione della massa liquida anche in presenza di concentrazioni elevate. Gli'agitatori, temporizzabili, hanno funzione sia di miscelazione ed agitazione (per tenere in sospensione il particolato solido), sia di rottura della crosta galleggiante superficiale. Per il riscaldamento degli scambiatori del digestore è previsto l utilizzo dell acqua di raffreddamento dei motori a combustione interna del gruppo di cogenerazione (temperatura 80 C). Apposite pompe ricircolano l acqua calda in scambiatori che garantiscono il riscaldamento del digestore. Gli scambiatori scelti sono del tipo tubolare, con installazione interna al digestore, il che consente di ottenere efficienti risultati senza possibilità di occlusione o intasamento. Inoltre viene prevista una adatta strumentazione di controllo delle condizioni di processo. Il digestore è stato quindi progettato con le seguenti caratteristiche dimensionali: Digestore anaerobico Unità di Misura Valore Numero unità n. 1 Diametro interno m 25,00 Altezza utile parte cilindrica m 5,00 Volume utile unitario mc

8 6. PRODUZIONE BIOGAS Desolforazione biogas Il digestore é dotato di un sistema di desolforazione biologica realizzato all interno mediante controllo e regolazione della concentrazione di ossigeno e specifici supporti di attecchimento dei batteri (Figura 05) e precipitazione dello zolfo. Figura 05 - Supporto di attecchimento batteri desolforazione In particolare l impianto è dotato di un sistema di desolforazione biologica del biogas ottenuto mediante strumentazione di controllo della concentrazione di ossigeno nel digestore ed immissione tarata di ossigeno (aria) di processo. Si prevede l'installazione di un'unità di analisi biogas fissa con gestione in automatico della desolforazione biologica; tale sistema permette una gestione in automatico del processo. La soffiante, infatti, viene azionata direttamente dal gruppo di analisi biogas quando la concentrazione di idrogeno solforato nel biogas supera il valore di guardia. Inoltre prima dell alimentazione al gruppo di cogenerazione il biogas viene filtrato ed essiccato in modo da poter essere utilizzato in condizioni ottimali. 8

9 Produzione, accumulo del biogas e combustione in torcia delle quantità eccedenti gli utilizzi Il biogas viene prodotto all interno del digestore e si accumula nella cupola gasometrica sovrastante il digestore. Da qui tramite apposita soffiante viene alimentato al motore di cogenerazione. L eventuale eccesso di biogas sarà avviato ad una torcia automatica di combustione di sicurezza. L eventuale fermo motore per alcune ore non crea quindi problemi di spreco di biogas con combustione in torcia, grazie alla capacità di accumulo del gasometro. Riutilizzo del biogas e gruppi di cogenerazione Il gas prodotto, prelevato dal gasometro, viene inviato ad un gruppo di cogenerazione per il recupero combinato di energia elettrica e termica. Il biogas deriva dalla sezione di trattamento di desolforazione biologica, come precedentemente descritto; oltre a questo il biogas prima della cogenerazione viene inviato ad una batteria di essiccazione per raffreddamento, composta da uno scambiatore di calore e da un gruppo di raffreddamento a ciclo frigorifero. Tale sistema consente un ulteriore abbattimento dell idrogeno solforato ed un miglioramento delle condizioni operative del motore di cogenerazione. La potenza termica recuperabile deriva dal ciclo di raffreddamento del motore e mediamente il 60-70% viene utilizzata per il riscaldamento del digestore, mentre la rimanente rimane a disposizione per altri utilizzi. Il motore é direttamente accoppiato ad un generatore elettrico. I circuiti di raffreddamento del motore ed il recuperatore fumi alimentano uno scambiatore ad acqua calda: quest'acqua calda viene utilizzata per il riscaldamento dei fanghi nel digestore. Per l avviamento si prevede l utilizzo di una caldaia di riscaldamento, da utilizzare in parallelo al circuito del motore. 7. GRUPPO DI COGENERAZIONE Per la produzione di energia elettrica dal biogas viene previsto l utilizzo di un gruppo di cogenerazione di cui qui di seguito sono riportate le caratteristiche di produttività: Cogenerazione Unità di Misura Valore Potenza elettrica kw(e) 299 Ore di funzionamento possibili h/d 24 Ore di funzionamento anno h/anno Produzione totale annua kwh/anno

10 8. SEPARAZIONE E STOCCAGGIO DIGESTATO SOLIDO E LIQUIDO Il prodotto in uscita dal digestore (detto digestato) viene inviato tramite pompaggio ad una fase di separazione della frazione solida dalla liquida da cui si ottiene una frazione solida con un contenuto di umidità dell ordine dell'80%. La sezione è costituita da un separatore a coclea/griglia (Figura 06) da installare su apposita struttura di supporto con scarico del digestato solido su platea di accumulo ed invio del digestato liquido al successivo stoccaggio. Figura 06 - Separatore solido/liquido Lo stoccaggio del digestato è stato quindi progettato con le seguenti caratteristiche dimensionali: Digestore anaerobico Unità di Misura Valore Numero unità n. 1 Diametro interno m 30,00 Altezza utile parte cilindrica m 5,00 Volume utile unitario mc

11 9. COMANDO, CONTROLLO DEL PROCESSO E SISTEMA DI SUPERVISIONE L impianto viene dotato di elevata automazione sia per quanto riguarda le operazioni di preparazione della miscela organica che per la produzione di biogas. È quindi prevista l installazione di un quadro elettrico centralizzato con sistema di supervisione e controllo di processo automatizzato (Figura 07) in modo da poter sorvegliare a distanza i parametri operativi della varie sezioni ed in particolare del ricevimento, alimentazione e digestione anaerobica. Figura 07 - PLC Il sistema di controllo e relativa componentistica necessaria per la regolazione in automatico della gestione corrente consente, tramite specifico software, di programmare le operazioni giornaliere di caricamento e di rilevare, in tempo reale, tutta una serie di parametri di processo utili per ottimizzare la gestione stessa. Uno specifico programma di ottimizzazione regola le fasi di caricamento in funzione dei dati di produzione biogas in modo da correlare il consumo di biomassa alle effettive necessità di produzione biogas. 11

12 In particolare si acquisiranno i segnali provenienti: dalla sonda di temperatura presente nel digestore; dalle sonde di livello sia per la misura del livello liquido, sia di sicurezza; dai misuratori di portata del biogas e dei liquidi; dal quadro del/dei cogeneratore/i relativi al funzionamento del motore, alla produzione di energia elettrica e dei consumi; dal quadro generale relativi a tutti i parametri elettrici (potenza ed energia assorbita e ceduta, cosɸ, tensione, frequenza) oltre agli stati ed agli allarmi provenienti dalla centralina di controllo della temperatura del trasformatore. Tutti questi parametri saranno disponibili su sistema di telecontrollo che consentirà pure di intervenire a distanza (tramite linea ADSL) sul programma di carico, sul controllo dell impianto e sulle operazioni gestionali di routine. Il software consentirà la memorizzazione e la elaborazione dei vari dati per fornire utile supporto alle scelte gestionali. 12

13 10. ELENCO INDICATIVO OPERE CIVILI A CURA DEL CLIENTE Scavi per posa tubazione di collegamento con la stalla secondaria e relativa fognatura 1 Scavi per posa tubazione di collegamento tra vasca di sollevamento e digesto con posa relativo cavidotto 1 Platea pretrattamenti 1 Digestore anaerobico Ø 25 m H 6 m realizzato in cemento armato, coibentato con pannelli isolanti e completo di rivestimento in lamiera grecata preverniciata. 1 Locale comando 1 Vasca stoccaggio digestato Ø 30 m H 6 m realizzata in cemento armato. 1 Opere civili per di collegamento elettrico e idraulico (scavi, cavidotti etc) 1 Platea gruppo di cogenerazione 1 Cabina di trasformazione 1 Platea torcia 1 13

14 11. CONDIZIONI CONTRATTUALI LIMITI DI FORNITURA OPERE ELETTROMECCANICHE - Linea alimentazione biomasse: a lato sezione di pretrattamento; - Linea biogas: completa fino alla flangia di ingresso lato cogeneratore; - Linea acqua: completa fino alla flangia di ingresso acqua di rete lato locale tecnico; - Linea elettrica: completa fino ai morsetti dei quadri elettrici forniti, escluso collegamenti al cogeneratore e alla cella MT. ESCLUSIONI FORNITURA IDROENGINEERING - Eventuali opere di consolidamento del terreno (palificazione ecc) - Scavi di sbancamento e opere di sottofondazione; - Platea di accumulo digestato solido; - Opere civili come descritto al paragrafo Cabina di trasformazione BT/MT; - Collegamenti elettrici BT dal quadro elettrico locale comando al gruppo di cogenerazione; - Collegamenti elettrici MT dal gruppo di cogenerazione alla cabina di consegna; - Collegamenti idraulici alle utenze termiche del cliente (eventuali); - Opere civili accessorie (viabilità, fognature, sistemazione a verde, illuminazione esterna, recinzione etc.) - Linee dati analogica e linea dati ADSL (o equivalente) con banda 2MB, per monitoraggio remoto; - Utilities di cantiere; - IVA; - Tutto quanto non espressamente citato. 14