Национальные регулирующие органы и зарубежные агентства по охране окружающей среды разрабатывают меры по сокращению выбросов в атмосферу парниковых газов — одной из главных причин глобального потепления. Нефтяная, газовая и химическая промышленности в ответ на новые правила и требования вынуждены уделять больше внимания точному измерению факельных газов, которые являются побочным продуктом добычи, переработки, хранения и распределения продукции.
Измерение расхода факельного газа — сложная задача, которая требует высококлассного оборудования для учёта и контроля выбросов в суровых условиях эксплуатации: наличие влаги, взвесей и грязи, коррозийности. Основным инструментом для оповещения об аномально резких изменениях процесса и раннего обнаружения утечек является расходомер. Он предоставляет данные по измерению расхода, которые промышленные предприятия используют в отчетах для природоохранных органов.
При выборе технологии измерения и модели расходомера инженеры, технологи и приборостроители сталкиваются с рядом трудностей.
Малые и большие расходы
Чувствительность расходомера к малым расходам требуется для обнаружения утечки клапанов, запорно-регулирующей арматуры и измерения низкого расхода, связанного с ходом технологического процесса. Возможность измерять высокие расходы необходима в условиях аварийного сброса. Эти обстоятельства накладывают требования на процесс измерения расхода в широком динамическом диапазоне.
Особенности калибровки
Для высокой точности измерения расходомер должен быть откалиброван в лаборатории, где были воспроизведены условия технологического процесса (расход, давление, температура) и использована газовая смесь, аналогичная реальной. Даже если это сложная углеводородная взрывоопасная смесь. Результатом отсутствия калибровки будет низкая точность работы прибора
в условиях реального применения.
Большие размеры трубопровода
Чем больше размер трубопровода, тем больше конструкция расходомера (применимо к большинству методов измерения). При этом увеличение размера прибора требует увеличения количества материалов для его производства, что логично ведет к удорожанию расходомера.
Отсутствие прямолинейных участков
Для получения максимально достоверных показаний все технологии, основанные на измерении скорости, предъявляют требования к прямолинейности трубопровода выше и ниже по потоку от места установки расходомера. Эти требования часто трудновыполнимы на больших производственных площадках.
Соответствие экологическим нормам
Практически в каждом применении расходомер должен соответствовать требованиям по производительности, быть откалиброванным и поверенным, как это установлено местными и федеральными надзорными органами.
Отсутствие свободного пространства
и возможности остановить технологический процесс
Доступ к трубам для установки, технического обслуживания или ремонта часто затруднен. Например, расходомеры с проточной частью (фланцевым монтажом) требуют длительных остановок технологического процесса и значительных трудозатрат. При этом расходомеры с погружным зондом легко устанавливаются и извлекаются без остановки процесса посредством обжимного соединения и запорной арматуры.
Сертификаты
При эксплуатации в среде с потенциально опасными газами (Ex) прибор измерения расхода должен иметь сертификат, подтверждающий соответствие ТРТС 012.
Существует три технологии, которые чаще всего рассматриваются в задачах измерения расхода факельного газа:
Хотя все технологии обладают преимуществами и недостатками, в ряде задач одни приборы имеют ряд важных достоинств перед другими.
Ультразвуковые расходомеры основаны на эффекте Доплера. Они позволяют измерять объемный расход. В таких расходомерах преобразователь излучает ультразвуковой луч, который улавливается приёмником. Частота передаваемого излучения линейно изменяется с появлением потока частиц. Сдвиг частот между передатчиком и приемником преобразуется в сигнал, пропорциональный скорости потока.
Оптические расходомеры основаны на лазерном излучении, улавливаемом фотодетекторами. Эта технология требует присутствия мельчайших капель или конденсата, смазочных материалов, пыли и других частиц в газовом потоке. Эти частицы рассеивают световой луч, и время, которое требуется им для перехода от одного лазерного луча к другому, можно использовать для расчета скорости газа и объемного расхода.
Термально-массовые расходомеры позволяют проводить измерение массового расхода и идеально подходят для контроля расхода факельного газа. В качестве датчика — два зонда с платиновыми термометрами сопротивления. Один зонд нагревается, другой измеряет температуру процесса. Разница температур между двумя зондами пропорциональна массовому расходу за счёт эффекта охлаждения средой, поэтому не требуется дополнительная компенсация по давлению и температуре, а также математические модули для пересчёта.
Независимо от размера факельной линии и зонда установки, термально-массовые расходомеры обеспечивают минимальные затраты на монтаж и обслуживание в течение всего жизненного цикла. Эти приборы предлагают точное, надежное и долговечное решение для учёта как самых малых потоков газа от 0,08 м/с, так и больших расходов со скоростями потока до 305 м/с при аварийном сбросе.
В качестве примера рассмотрим термально-массовый расходомер серии ST100 производства компании FCI. Он состоит из легко устанавливаемого погружного зонда и электронного блока. ST100 калибруется на реальном газе и с воспроизведением условий эксплуатации. Расходомер обладает широким динамическим диапазоном до 1:1000 и различными цифровыми протоколами передачи данных для простой интеграции с существующими системами. Всё это делает ST100 отличным решением для учёта факельных газов.
Калибровка с двумя поддиапазонами
Многие предприятия нефтегазовой отрасли, нефтеперерабатывающие и химические заводы имеют дело с факельными установками, которые работают в двух режимах:
В этом случае для соблюдения экологических норм предприятиям нужно средство измерения, которое обеспечит погрешность во всём диапазоне не более ± 5% от показаний. Функция калибровки с двумя поддиапазонами позволяет применять расходомер в разных режимах и обеспечивает требуемые метрологические характеристики.
Расходомеры с двумя зондами
Чтобы повысить точность измерения расхода в трубах диаметром более 400 мм, согласно газодинамическим расчетам, необходимо использовать расходомеры с возможностью усреднения по двум зондам. Приборы с двумя зондами подключаются к системе управления так же, как и односенсорные.
Поверка и калибровка
В соответствии с ФЗ-102 «Об обеспечении единства измерений» и экологическими нормами, требующими регулярную поверку и калибровку расходомеров, компания FCI разработала простое решение:
Важность задач, связанных с экологией, возрастает на глазах. Государство стремится сократить негативное воздействие промышленных предприятий на окружающий нас мир. Это неизбежно ведёт к увеличению количества измерительных систем на производствах, которые осуществляют мониторинг выбросов. Вместе с этим возрастает важность правильного выбора прибора измерения расхода. Важно отметить, что речь идёт о точке коммерческого учёта, и именно по показаниям расходомеров предприятие выплачивает компенсацию за нанесённый природе урон.
Если Вы ищете опробованное решение, которое будет проводить точное измерение, то обратите внимание на термально-массовые расходомеры компании FCI. Прямое измерение массового расхода, простота монтажа и демонтажа без остановки процесса, поверка также без остановки процесса и снятия прибора с линии, МПИ 5 лет — все эти преимущества позволят сократить время простоя во время плановых и внеплановых ремонтов, затраты на обслуживание, снизить воздействие на окружающую среду и сократить экологические сборы.
Свяжитесь с нами по телефону +7 (717) 264-05-13 или почте info@kazpitek.kz, и мы расскажем больше про термально-массовые расходомеры FCI и подберем оптимальное решение Вашей задачи.
Заполните поля формы и наши специалисты вернуться к вам с обратной связью в самое ближайшее время
