(3)超压和负压状态下的保护措施。当废气燃烧器和沼气紧急释放装置在系统压力不断升高时出现故障或不能阻止压力进一步升高时,为防止系统超压对构筑物和设备可能造成的破坏性影响,在消化池和气柜顶部都设置了真空压力安全阀。同时,在污泥或沼气从消化池或气柜过快地排出而可能引起构筑物内部的真空状态的时候,真空压力安全阀还会动作使空气进入构筑物,起到最终防护的作用。因为真空压力安全阀安装在沼气系统与外界大气连通的部位,也需要与消焰器同步安装,以避免外部的火源进入沼气系统。在真空压力安全阀和消焰器与消化池连接处设置了常开的阀门,便于检修设备。不同位置的压力安全阀的设定应在系统工作压力的基本值上根据各构筑物间的管路损失设定相应值。操作人员同样需要定期清理超压排气口和真空进气口的密封面。在沼气压缩机和脱硫装置的入口处安装了负压防止阀,防止阀门前部系统沼气量不够的情况下,后部沼气利用系统依然继续抽吸气体。
    　　2．2．3　沼气安全利用与贮气柜连接的后续系统有沼气搅拌系统、沼气利用系统和废气燃烧系统。
    　　(1)沼气搅拌系统。沼气搅拌系统是指沼气由沼气压缩机送回消化池用以对消化污泥进行搅拌。消化池搅拌还可以采用机械搅拌,省去了沼气压缩机系统及可能附带的冷却水循环系统,使系统更加简单。如果消化池采用溢流排泥,搅拌采用机械搅拌,就可以降低沼气系统压力出现大的波动的概率。
    　　(2)沼气利用系统。沼气利用系统一般有:
    　　①使用沼气锅炉直接为消化池或其他建筑物提供热能;
    　　②使用沼气发电机发电供处理厂内部使用,余热还可为消化池或其他建筑物提供热能;
    　　③直接作为可燃气体利用等。可根据具体情况进行分析和选择。
    　　(3)废气燃烧系统。当沼气利用设备不能完全消耗消化池产生的沼气时,为防止沼气量不断增加致使系统压力超出正常范围,多余的沼气将被废气燃烧器烧掉。废气燃烧器一般在支状管线的末端,使用频率相对沼气利用设施低,运行时会发现由于长期积存在管线末端的气体成分不理想,难于使用沼气完成点火过程(也与废气燃烧器点火方式有关),所以还可以考虑在废气燃烧器旁设置备用点火源(如小的液化石油气罐)。沼气系统压力设计及构筑物、设备间的连锁控制沼气系统的硬件设施完成后,接下来需要完成系统安全操作的软件部分,即整个系统压力的设定及各构筑物、设备之间的连锁控制。
    　　3．1　系统工作压力的设定整个沼气系统工作压力的设定需要综合考虑以下几个因素:
    　　①沼气系统保证在正压情况下运行;
    　　②贮气柜自重情况下的静压;
    　　③综合考虑从消化池至贮气柜最终到沼气利用设备的管路损失,保证正常工况下,气体至沼气利用设备增压机或废气燃烧器入口处压力满足设备要求;
    　　④消化池中气相压力尽可能低,使沼气能够最大量地从污泥中释放出来。综合上面的限定可以得到消化池正常工作压力。运行时,一般通过改变贮气柜顶部的配重来设定和调节消化池的工作压力(即系统压力)。系统基本运行压力确定后,可以按如前所述的原则完成紧急排放、超压和负压情况下安全设施的设定工作。
    3．2　构筑物及设备自身系统的压力保护消化池、贮气柜、沼气压缩机及各种沼气利用设备 的工作压力在系统正常工作值的基础上压力会有波动,各设备及构筑物自身系统也应有一定的控制和安全装置,以保证其异常运行时也不致影响整个系统。
    　　(1)沼气压缩机将沼气送入消化池进行污泥搅拌。沼气压缩机自身系统应具有保护功能:进气压力低到一定设定值时报警,继续降低时,停机;出气压力高过一定设定值时报警,继续升高时,停机。压缩机自身系统的这些设置可以避免在系统压力低于正常值时过分抽吸沼气造成负压,或使后部系统压力超过允许值。
    　　(2)沼气锅炉、沼气发电机、沼气发动机等设备进气端也有相同的保护设置。
    　　(3)消化池、贮气柜顶部安装了真空压力安全阀,防止过高压力破坏构筑物的气密性及负压可能对结构造成的毁坏。
    　　(4)高压系统中使用的球罐顶部同样需要安装过压排气阀。
    　　3．3　系统中设备、构筑物之间的连锁控制
    　　沼气系统中构筑物及设备之间有管线连通,使之不是彼此孤立而是可以连锁控制的。
    　　沼气系统也正是通过各部分之间的连锁控制从而形成一个整体,使安全性得到整体提高。低压系统的总气量体现在贮气柜高度值变化上,贮气柜对整个系统具有气量调蓄和稳压的作用,系统内部可以互相补气以平衡压力。同时,贮气柜的高度值可以传送到中控,既便于监视,又用来对系统中各设备开停进行连锁控制。
    　　下面是基于博茨瓦纳污水处理厂工程中采用的低压沼气利用系统提出的连锁控制方案:
    　　(1)贮气柜高度在总高度的5%～90%之间为正常运行区域。
    　　(2)贮气柜高度低于总高度的5%时,停止沼气压缩机,停止沼气使用设备如锅炉、发电机、发动机。如果系统控制出现故障,压力降低到真空安全阀的设定值时,真空安全阀动作,防止负压可能对结构造成的毁坏。
    　　(3)贮气柜高度高于总高度的90%时,启动废气燃烧器。由于废气燃烧器的使用,贮气柜高度将开始降低,当贮气柜高度低于总高度的80%时,停止废气燃烧器。
    　　(4)如果废气燃烧器出现故障,贮气柜高度继续升高到93%时,气柜顶部设置机械排气阀排气。
    　　(5)贮气柜高度高于95%时报警,并在中控室显示报警信号。
    　　(6)贮气柜高度依然继续升高到顶点,系统压力开始升高,到达压力安全阀的设定开启值时,压力安全阀动作以保护构筑物免受毁坏。压力安全阀的动作压力值必须低于贮气柜气密性保护的最高压力值。如果难以通过沼气气柜的高度值传入中控系统以控制设备运行时,也可以通过在线仪表采集压力值就地或远程控制沼气设备的开停。
    　　综上,沼气统各构筑物和设备之间只有通过连锁控制,才能真正联合成一个整体系统,使各部分安全设置及设备的作用发挥出来,更进一步确保了沼气系统的安全运行。
    　　4　结论
    　　(1)沼气利用首先要去除沼气中的冷凝水、硫化氢和杂质,然后可以按照正常运行压力、防止超压的紧急释放、超压和负压状态下的三个保护层次设置沼气安全装置和设定运行压力值。
    　　(2)沼气系统中安全装置的设置和压力设定应该和各构筑物、设备之间形成连锁控制,气柜高度的变化反映了系统中沼气量和压力的变化,可以作为各构筑物设备之间形成连锁控制的纽带,也可以直接通过沼气管路中压力的变化进行控制。