超聲波流量計在熱電廠沼氣供應(yīng)測量的應(yīng)用
- arabern污水處理廠生產(chǎn)的甲烷氣體
- 具有高二氧化碳含量的沼氣的超聲波流量測量
- 從消化塔到儲氣能量傳輸?shù)臏y量，無壓力損失
1. 背景
Arabern公司在瑞士擁有一家污水處理廠。該工廠也被用來生產(chǎn)可再生能源。該公司從生物垃圾和污泥中提取二氧化碳-中性沼氣（甲烷）。通過熱電聯(lián)產(chǎn)電廠（CHP），運營商可以將一部分沼氣轉(zhuǎn)化成電能，這將滿足生產(chǎn)線24%的電力需求。在這過程中釋放的熱量用來產(chǎn)生熱能。另一部分沼氣在處理廠中被轉(zhuǎn)化成天然氣以便注入公共氣體管網(wǎng)。
2. 測量要求
為了產(chǎn)生沼氣，arabern公司將初級處理階段和生物凈化階段的污泥輸送到消化塔，使其在消化塔中加熱至35℃的條件下循環(huán)25天。在這個過程中釋放的沼氣混合物含有甲烷（65％體積量）。其他成分包括二氧化碳（> 25％體積量）和水（5-7％體積量）。生產(chǎn)出的沼氣通過各種過濾器，在24℃的管道中輸送到儲氣，然后供給熱電聯(lián)產(chǎn)電廠的氣體馬達(dá)以提供能量。對于從消化塔到儲氣罐沼氣流量的測量，arabern公司需要技術(shù)解決方案，當(dāng)氣流中含大量水分及非常低的壓力下（約35毫巴）提供可靠和準(zhǔn)確的沼氣體積的測量（0-2000 Nm3/h）。該應(yīng)用過程中需無壓力損失并且具備ATEX（1區(qū)）的防爆能力。
3. 科隆解決方案
為了測量沼氣，科隆推薦了OPTISONIC 7300 F。當(dāng)安裝超聲波流量計時，我們將不銹鋼管道的管徑從DN200/8”下降到了DN 150/6” 以增加沼氣混合物的流速。空的測量管意味著無壓力損失。該儀器還配備了符合ATEX的防爆認(rèn)證。
OPTISONIC 7300利用時差法原理來測量沼氣的流量。氣體聲速也在同一時間得以測量。在此基礎(chǔ)上，通過輸入的氣體溫度，絕熱指數(shù)和氣體摩爾常數(shù)，信號轉(zhuǎn)換器計算出氣體摩爾質(zhì)量，從而確定的甲烷含量，精度可達(dá)2%。
OPTISONIC 7300對科隆GFM 700超聲波設(shè)備進(jìn)行了補充，后者已使用多年并仍應(yīng)用于旁路測量。另一臺GFM700安裝在火炬煙囪之前，當(dāng)熱電聯(lián)產(chǎn)電廠關(guān)閉時，用來測量火炬里燃燒掉的甲烷氣體流量。
4. 客戶利益
OPTISONIC 7300提供給arabern公司沼氣生產(chǎn)現(xiàn)場精確的流量測量。沼氣中甲烷含量的計算使運營商可以準(zhǔn)確地確定污水處理廠產(chǎn)能量。對于arabern公司來說，知道在最小的甲烷含量下熱電聯(lián)產(chǎn)電廠的發(fā)動機可以順利運行是十分重要的。
Arabern公司受益于超聲波設(shè)備的靈活性，因為它在壓敏環(huán)境中提供可靠的測量，且不受氣體組份的影響。當(dāng)由于低壓無法使用機械式測量裝置，或由于高二氧化碳含量和潮濕氣體影響了其他超聲波設(shè)備的測量穩(wěn)定性時，
OPTISONIC 7300和其鈦傳感器提供了良好的信號強度從而擁有很高的測量精度。此測量設(shè)備是免維護(hù)的，且擁有長期穩(wěn)定性。
5. 使用產(chǎn)品
- 氣體超聲波流量計
- 集成了計算標(biāo)準(zhǔn)體積和甲烷含量的功能
- 測量時無壓力損失
- 符合ATEX的防爆區(qū)域認(rèn)證
- 適用于管徑從DN50（2“）至DN600（24“）
- 長期穩(wěn)定性和精度
- 低投資，低運行費用
