Молниезащита комплекса биогазовой установки (биореакторов и газгольдеров)

Животноводство - важнейшая сфера сельскохозяйственной деятельности, связанная по естественным причинам с возникновением большого количества продуктов жизнедеятельности животных. Биогазовые установки - это специальные комплексы с оборудованием, осуществляющие переработку отходов (навоз, силос или бытовые отходы) в биогаз (метан) и органические удобрения, позволяющие получить ряд экономических, экологических и технологических преимуществ.

Стандартные биогазовые комплексы для фермерских хозяйств позволяют перерабатывать в сутки до 700 кг биомассы и получать около 80м3. биогаза. Промышленные биогазовые установки позволяют перерабатывать до 70 т. сырья в сутки, выдавая при этом до 1500м3 биогаза. Получаемый биогаз может использоваться для выработки тепловой или электрической энергии для обеспечения нужд не только самого хозяйства, но и близлежащих домов, школ, больниц, других учреждений.

Установки для получения биогаза в зависимости от масштаба и сложности проекта обычно включают биореакторы, газгольдеры, циркуляционные насосы, ленты загрузки, перемешивающие механизмы, тепловые устройства, насосные станции выгрузки, очистные установки, резервуары для хранения, автоматику, щиты электрического управления и другие комплектующие.

Биогазовые комплексы сопряжены с высокими рисками возгорания и взрыва в связи с пожаро-и взрывоопасностью производимого метана. А электрооборудование со сложной автоматикой подвержено рискам повреждения вследствие заноса сильного электрического потенциала. Поэтому обязательным элементом безопасной работы комплекса является организация его эффективной молниезащиты.

Согласно п.3 таблицы 1 РД 34.21.122-87 для объектов комплекса биогазовой установки (биореакторов и газгольдеров) требуется молниезащита второй категории.

Она может быть реализована как молниеприемниками, размещаемыми на крышах самих реакторов и зданий, так и с помощью отдельностоящих стержневых молниеприемников типа МОТ или МОГК, выполненных на базе стальных опор (молниеотводы до 20м) и мачт МОГК (высотой до 50м). Применение мачт ВГМ или ВГН позволяет совместить функции молниезащиты и освещения территории животноводческих комплексов. Высота и тип молниеотвода, их количество и расположение на территории объекта определяется по результатам расчетов, проведенных в рамках проекта молниезащиты конкретного биогазового комплекса с учетом расположения и высоты защищаемых объектов, ветровых нагрузок региона, климатических особенностей, специфики грунта и ряда других факторов. В проекте рассчитывается зона покрытия одного молниеотвода, или зоны покрытия нескольких молниеотводов, работающих в системе. Применение двух и более молниеотводов обеспечивают большую эффективность молниезащиты при уменьшении высоты каждого используемого молниеотвода. А наибольшую эффективность можно получить при использовании четырех тросовых молниеотводов.

К преимуществам молниеотводов МОГК, реализованных на базе стальных граненых опор и мачт можно отнести:

• быстрые сроки изготовления и поставки;
• легкость конструкции, что обеспечивает удобство транспортировки, хранения, перегрузки и установки;
• относительно невысокая цена (в сравнении с трубчатыми молниеотводами, активными молниеприемниками или издержками от попадания разряда молнии и соответствующим ущербом);
• компактность размещения на объекте и рациональное использование его территории;
• длительные сроки эксплуатации без необходимости обслуживания (до 40 и более лет);
• эстетичный внешний вид;
• высокая эффективность молниезащиты как от прямых попаданий разрядов молний, так и от заноса вторичных потенциалов (при оптимальном выборе высоты, размещении, надлежащей организации защитного заземления).

В качестве примера разберем типовой проект организации молниезащиты комплекса оборудования для ускоренной переработки органических остатков жизнедеятельности сельхозпредприятия (животноводческой фермы).

Газгольдеры (2 шт, горизонтально лежащие, высотой 2м, площадь 200м3) и котельная (площадь 18м3, высота 3м) защищаются от прямых ударов молнии. Молниезащита газгольдеров представлена двумя отдельно-стоящими металлическими молниеотводами типа МОГК-15, реализованными на базе стальных граненых опор с надставкой-молниеприемником. Котельная защищена одиночным стержневым молниеотводом типа МОГК-9. Каждый молниеотвод присоединяется к заземляющему устройству, выполненному из стальной полосы 40х5мм проложенной горизонтально в земле на глубине 0.5м и двух вертикальных заземлителей из стального уголка 50х50х5мм. длиной 3м. Защита от заноса высокого потенциала осуществляется путем присоединения к наружному заземляющему устройству всех внешних коммуникаций, входящих в здание.

Контур заземления располагается на расстоянии не менее 1м от фундамента здания на глубине 0,7м. Контур заземления совмещает функции повторного заземления PEN проводника на вводе в здание и заземлителя молниезащиты. Защита от заноса высокого потенциала по подземным и наземным осуществляется присоединением их на вводе в здание в систему уравнивания потенциалов здания. Присоединение открытых проводящих частей оборудования и конструкций к внутреннему контуру должно выполняться при помощи отдельных ответвлений, выполненных при помощи проводников основной системы уравнивания потенциалов (кабель желто-зеленый ПуВ1х25). Присоединение наружного контура заземления к ГЗШ осуществляется с помощью двух проводников основной системы уравнивания потенциалов в разных местах. Главная заземляющая шина на обоих концах должна быть обозначена продольными или поперечными полосами желто-зеленого цвета одинаковой ширины. Изолированные проводники уравнивания потенциалов должны иметь изоляцию, обозначенную желто-зелеными полосами. У мест ввода заземляющих проводников в здание должен быть предусмотрен опознавательный знак заземления.