超聲波流量計(jì)在熱電廠沼氣供應(yīng)測量的應(yīng)用

●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

一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(yùn)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，該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(gè)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(jì)時(shí)，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(shí)差法原理來測量沼氣的流量。氣體聲速也在同一時(shí)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(jì)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(bǔ)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(shí)，用來測量火炬里燃燒掉的甲烷氣體流量。

4.客戶利益

OPTISONIC 7300提供給該公司沼氣生產(chǎn)現(xiàn)場精確的流量測量。沼氣中甲烷含量的計(jì)算使運(yùn)營商可以準(zhǔn)確地確定污水處理廠產(chǎn)能量。對于該公司來說，知道在最小的甲烷含量下熱電聯(lián)產(chǎn)電廠的發(fā)動(dòng)機(jī)可以順利運(yùn)行是十分重要的。

該公司受益于超聲波設(shè)備的靈活性，因?yàn)樗趬好舡h(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(jī)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(shí)，OPTISONIC 7300和其鈦傳感器提供了良好的信號強(qiáng)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

OPTISONIC 7300

●氣體超聲波流量計(jì)

●集成了計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)體積和甲烷含量的功能

●測量時(shí)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(yùn)行費(fèi)用