El diseño y uso de un sistema de muestreo de flujo completo (FFS) para la cuantificación de las emisiones de metano

El objetivo general de esta metodología es proporcionar una cuantificación robusta y precisa de los gases con fugas, específicamente el metano, un potente gas de efecto invernadero utilizando nuevas tecnologías. La principal ventaja de esta técnica es que ofrece una mayor precisión en comparación con otros sistemas de cuantificación disponibles. No es sensible a las emisiones de hidrocarburos no metano.

La primera vez que tuvimos la idea de esta tecnología y método fue cuando se nos encomendó la tarea de cuantificar las emisiones de metano relacionadas con los equipos y las estaciones de carga de gas natural. Después de una revisión de las tecnologías y técnicas actuales y utilizadas anteriormente, determinamos que el desarrollo de nuestro propio sistema y métodos garantizaría una mayor precisión. Luego modificamos nuestros métodos de muestreo de automóviles entre las emisiones que desarrollaron el sistema de muestreo de flujo completo.

A continuación, empleamos una variedad de campañas de medición para cuantificar con precisión las fugas en las emisiones de metano perdidas. Antes de trabajar en el campo, asegúrese de calibrar correctamente el sensor de flujo de masa de aire y el analizador de gases de efecto invernadero. Estos son procedimientos relativamente fáciles pero importantes de llevar a cabo correctamente.

Por lo tanto, se describen en detalle en el protocolo de texto. El protocolo de texto también explica cómo realizar una prueba de recuperación completa del sistema. Este video muestra cómo buscar fugas de gases de efecto invernadero.

Y evaluarlos como una fuente potencial de emisiones fugitivas. Antes de empezar, crea un nuevo fichero de inventario en el ordenador de campo. Ingrese todos los detalles en el sitio.

Los campos de datos para la fecha, la hora y la ubicación GPS se rellenan automáticamente. A continuación, documente las fuentes inaccesibles o agregadas. Por ejemplo, una tubería de ventilación a la que no se puede acceder de manera segura.

Un grupo agregado de fuentes puede incluir múltiples accesorios y posibles fuentes, como la carcasa de un compresor. Si se pueden examinar varias fuentes en su conjunto, agréguelas utilizando un recinto compuesto de un material no permeable con al menos una entrada y una salida diseñadas para capturar el gas que fluye. Mida y registre periódicamente la concentración de metano de fondo.

Tome siempre varias lecturas de fondo en la misma región. Para comprobar si hay una fuga con el detector de metano portátil, primero póngala a cero en el aire ambiente. El detector es sensible a los gases cinco partes por millón por encima del fondo.

A continuación, compruebe todas las interfaces accesibles que puedan tener emisiones fugitivas. Coloque la muestra de la sonda emular o descongelar una fuga a la superficie para minimizar la solución. A continuación, mueva la sonda a lo largo de la periferia de la interfaz mientras observa la lectura del instrumento.

Vaya despacio porque el tiempo de respuesta del instrumento se retrasa. Cuando se observe un aumento en la lectura del medidor, muestree lentamente la región hasta obtener la lectura máxima del medidor. Deje el emulado de la sonda en esta ubicación de lectura máxima durante unos 20 segundos.

Si la lectura del medidor es superior a 500 partes por millón, registre el resultado e infórmelo tomando una imagen de fuga. Para buscar fugas utilizando un dispositivo de imágenes infrarrojas, estas cámaras pueden encontrar fugas más rápido que un detector de mano. Si se detecta una fuga, grabe un video o tome una imagen con fines de informe.

Si se encuentra una fuga pero la ubicación exacta es difícil de precisar, intente usar una solución detectora de fugas. Sostenga la botella en posición vertical y aplique suficiente solución para cubrir la interfaz con la fuga punitiva. Luego espere de cinco a 10 segundos para que se formen burbujas.

Cuantifique las fugas a medida que se encuentran o después de hacer un inventario completo de todas las fugas. Antes de acercarse a la fuga con la manguera de muestra, asegúrese de que la correa de conexión a tierra esté en contacto con el suelo. A continuación, conecte la pinza de tierra del muestreador a la fuente de fugas.

Ahora verifique varios puntos alrededor del área de la fuente de fuga. A continuación, abra el conducto Iris en la entrada del soplador para aumentar el flujo volumétrico. Por lo tanto, la concentración máxima de metano está dentro del 10 por ciento del valor calibrado más alto o es al menos dos partes por millón más alta que el nivel de fondo.

Ahora, para cuantificar la fuga, presione el nuevo botón de fuga. A continuación, seleccione la opción de fondo local y si hay otras fugas en el área. De lo contrario, seleccione la opción de fondo global.

Ahora mantenga la manguera quieta mientras se muestrea el fondo local mientras el dispositivo está en la posición de muestreo de fugas. Después de leer los antecedentes, cuantifique la fuga tres veces desde la misma posición. El sistema analizará las tres mediciones e informará de la varianza.

Si la varianza es superior al 10 por ciento, siga muestreando hasta que la varianza sea aceptable. De lo contrario, clasifique la fuga como variable y registre la causa sospechada. Al cuantificar el gas en un recinto, alerte al sistema mediante la pestaña de envolvente.

Espere una lectura constante antes de cuantificar el gas. El tiempo que tome esto dependerá del tamaño del recinto. Para tomar una muestra de bolsa para examinarla fuera del sitio, simplemente recoja el gas de la salida del sensor de gases de efecto invernadero.

Al hacer esto, registre el número de identificación de la muestra en el software y llene la bolsa con el temporizador en pantalla. Antes de su uso en el campo, el sistema de muestreo de flujo completo se verificó con un gas estándar. El caudal del sistema se ajustó a 140 SCFM y el gas fluyó al sistema a 20 o 30 litros estándar por minuto.

Los valores medidos estuvieron dentro del 4,4 por ciento esperado. El sensor se calibró utilizando una concentración conocida de metano. Después de aplicar una corrección externa, la desviación media de la concentración conocida fue del 0,7 por ciento, mientras que las mediciones individuales nunca se desviaron más del 1,9 por ciento.

Ahora se midió una fuga continua de gas en el campo. Primero se determinaron los antecedentes. A medida que el sensor se acercaba a la fuga, aumentaban las mediciones de la concentración de metano.

En el momento de la fuga, se tomó la medición máxima. A medida que el sensor se alejaba de la fuga, se registraban mediciones más bajas. Con una cámara de infrarrojos, se evidenció una columna de humo de la fuga.

Con el muestreador en uso, la cámara ya no podía capturar el penacho. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo usar el sistema de muestreo de flujo completo para cuantificar con precisión la tasa de emisiones de metano de una fuga. Las mediciones precisas basadas en la masa son fundamentales para determinar las emisiones totales de metano, crear y actualizar inventarios de gases de efecto invernadero y desarrollar factores de emisión a nivel de componentes.