메탄 배출량의 정량화를위한​​ 설계 및 전체 흐름 샘플링 시스템 (FFS)의 사용

본 방법론의 전반적인 목표는 새로운 기술을 사용하여 누출 가스, 특히 강력한 온실가스인 메탄을 견고하고 정확하게 정량화하는 것입니다. 이 기술의 주요 장점은 기존의 다른 정량화 시스템에 비해 향상된 정확도를 제공한다는 점입니다. 또한 비메탄 탄화수소 배출에는 영향을 받지 않습니다.

우리는 천연가스 연료 공급 장비 및 충전소와 관련된 메탄 배출량을 정량화하는 과제를 수행하던 중 이 기술과 방법의 아이디어를 처음 얻게 되었습니다. 현재 및 이전에 사용된 기술과 기법들을 검토한 결과, 자체적인 시스템과 방법을 개발하는 것이 정확도를 향상시킬 수 있음을 확인했습니다. 이후 우리는 전유량 샘플링 시스템을 개발하며 배출물 중 자동차 샘플링 방법을 수정하였습니다.

그 후, 우리는 누출된 메탄 배출량을 정확하게 정량화하기 위해 다양한 측정 캠페인을 실시했습니다. 현장 작업을 시작하기 전에 질량 공기 유량 센서와 온실가스 분석기를 정확하게 교정해야 합니다. 이는 비교적 간단하지만 정확하게 수행하는 것이 중요한 절차입니다.

따라서 텍스트 프로토콜에 상세히 설명되어 있습니다. 또한 텍스트 프로토콜에는 전체 시스템 복구 테스트를 수행하는 방법이 설명되어 있습니다. 이 영상에서는 온실가스 누출 지점을 찾는 방법을 보여줍니다.

그리고 잠재적인 휘발성 배출원(fugitive emissions)에서 이를 평가하십시오. 시작하기 전에 현장 컴퓨터에 새로운 인벤토리 파일을 생성하십시오. 현장에 관한 모든 세부 사항을 입력하십시오.

날짜, 시간 및 GPS 위치 데이터 필드는 자동으로 입력됩니다. 다음으로, 접근 불가능한 소스 또는 통합 소스를 기록하십시오. 예를 들어, 안전하게 접근할 수 없는 통기 파이프 등이 이에 해당합니다.

집합된 소스 그룹에는 여러 개의 피팅 및 컴프레서 하우징과 같은 잠재적 소스가 포함될 수 있습니다. 여러 소스를 전체적으로 검사할 수 있는 경우, 최소 하나 이상의 입구와 유출 가스를 포집하도록 설계된 출구를 갖춘 비투과성 재질의 인클로저를 사용하여 소스들을 집합시키십시오. 주기적으로 배경 메탄 농도를 측정하고 기록하십시오.

동일한 영역에서 항상 여러 번의 배경 측정값을 측정하십시오. 휴대용 메탄 검출기를 사용하여 누출 여부를 확인하려면, 먼저 주변 공기 중에서 영점 조절을 수행하십시오. 검출기는 배경 값보다 5 ppm 높은 가스에 반응합니다.

그 다음, 휘발성 배출이 발생할 수 있는 모든 접근 가능한 인터페이스를 점검하십시오. 용액의 유출을 최소화하기 위해 프로브 샘플 에뮬레이터 또는 해동 장치를 리크 표면에 배치하십시오. 그런 다음 기기의 판독값을 관찰하면서 인터페이스 주변을 따라 프로브를 이동시키십시오.

기기의 응답 시간이 지연되므로 천천히 진행하십시오. 측정값이 증가하는 것이 관찰되면, 최대 측정값이 얻어질 때까지 해당 영역을 천천히 샘플링하십시오. 최대 측정값이 나타나는 이 위치에서 프로브를 약 20초 동안 유지하십시오.

측정값이 500 ppm보다 높으면 해당 결과를 기록하고 누설 이미지를 촬영하여 보고하십시오. 적외선 이미징 장치를 사용하여 누설을 스캔하는 경우, 이러한 카메라는 휴대용 검출기보다 더 빠르게 누설 부위를 찾을 수 있습니다. 누설이 감지되면 보고 목적으로 비디오를 녹화하거나 이미지를 촬영하십시오.

누출이 발견되었으나 정확한 위치를 찾기 어려운 경우, 누출 검출액을 사용하십시오. 병을 수직으로 세워 누출이 의심되는 접합부에 용액이 충분히 덮이도록 도포합니다. 그 다음 기포가 형성될 때까지 5~10초 동안 기다립니다.

누출이 발견될 때마다 정량화하거나, 모든 누출 부위에 대한 전체 목록을 작성한 후 정량화하십시오. 샘플 호스로 누출 부위에 접근하기 전에 접지 스트랩이 지면과 접촉하고 있는지 확인하십시오. 그런 다음 샘플러 접지 클램프를 누출원에 부착하십시오.

이제 누출원 주변의 여러 지점을 확인하십시오. 다음으로, 부피 유량을 늘리기 위해 블로워 흡입구의 아이리스 덕트(Iris duct)를 엽니다. 이를 통해 메탄의 정점 농도가 최고 교정 값의 10% 이내가 되거나, 배경 농도보다 최소 2 ppm 더 높게 유지되도록 합니다.

이제 누출량을 정량화하려면 새로운 leak 버튼을 누르십시오. 다음으로, 해당 영역에 다른 누출 부위가 있는 경우 local background 옵션을 선택하십시오. 그렇지 않은 경우에는 global background 옵션을 선택하십시오.

장치가 누출 샘플링 위치에 있을 때 국소 배경값을 샘플링하는 동안 호스를 가만히 유지하십시오. 배경값을 읽은 후, 동일한 위치에서 누출량을 3회 정량하십시오. 시스템이 세 번의 측정값을 분석하여 분산을 보고합니다.

분산이 10%를 초과하는 경우, 분산이 허용 가능한 수준이 될 때까지 샘플링을 계속하십시오. 그렇지 않은 경우 누출을 가변적으로 분류하고 의심되는 원인을 기록하십시오. 밀폐 공간 내의 가스를 정량화할 때는 밀폐 탭을 사용하여 시스템에 알리십시오.

가스를 정량화하기 전에 수치가 안정될 때까지 기다리십시오. 소요 시간은 밀폐 용기의 크기에 따라 달라집니다. 외부 검사를 위해 백 샘플을 채취하려면, 온실가스 센서의 배출구에서 가스를 수집하기만 하면 됩니다.

이 작업을 수행할 때, 소프트웨어에 시료 식별 번호를 기록하고 화면의 타이머를 사용하여 백을 채우십시오. 현장 사용 전, 표준 가스로 전체 유량 샘플링 시스템을 점검하였습니다. 시스템 유량은 140 SCFM으로 설정되었으며, 가스는 분당 20 또는 30 표준 리터의 속도로 시스템에 흐르게 하였습니다.

측정값은 예상 범위인 4.4% 이내였습니다. 센서는 기지의 메탄 농도를 사용하여 보정되었습니다. 외부 보정을 적용한 후, 기지 농도로부터의 평균 편차는 0.7%였으며 개별 측정값의 편차는 1.9%를 초과하지 않았습니다.

이제 현장에서 지속적인 가스 누출을 측정하였습니다. 먼저 배경 농도를 결정하였습니다. 센서가 누출 지점에 접근함에 따라 메탄 농도 측정값이 증가하였습니다.

누출 지점에서 최대 측정값이 기록되었습니다. 센서가 누출 지점에서 멀어짐에 따라 더 낮은 측정값이 기록되었습니다. IR 카메라를 통해 누출로 인한 플룸이 명확하게 확인되었습니다.

샘플러를 사용하게 되면 카메라가 더 이상 플룸을 캡처할 수 없습니다. 이 영상을 시청한 후에는 전체 유량 샘플링 시스템을 사용하여 누출되는 메탄 배출률을 정확하게 정량화하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 정확한 질량 기반 측정은 총 메탄 배출량을 결정하고, 온실가스 인벤토리를 생성 및 업데이트하며, 부품 수준의 배출 계수를 개발하는 데 있어 매우 중요합니다.