Разработка и применение системы Full Flow сэмплирования (FFS) для определения объема выбросов метана

Общая цель данной методики заключается в обеспечении надежного и точного количественного определения утечек газов, в частности метана — мощного парникового газа, с использованием новых технологий. Основным преимуществом данного метода является более высокая точность по сравнению с другими доступными системами количественного анализа. Он не чувствителен к выбросам углеводородов, отличных от метана.

Идея этой технологии и метода впервые возникла у нас, когда перед нами была поставлена задача количественного определения выбросов метана, связанных с оборудованием и станциями заправки природным газом. После анализа текущих и использовавшихся ранее технологий и методов мы определили, что разработка собственной системы и методик обеспечит более высокую точность. Затем мы модифицировали наши методы отбора проб с автотранспорта среди источников выбросов, в результате чего была разработана система отбора проб с полным потоком.

Затем мы провели серию измерительных кампаний для точного количественного определения утечек метана. Перед началом полевых работ обязательно правильно откалибруйте датчик массового расхода воздуха и анализатор парниковых газов. Эти процедуры относительно просты, но их правильное выполнение имеет важное значение.

Таким образом, они подробно описаны в текстовом протоколе. В текстовом протоколе также объясняется, как провести полную проверку восстановления системы. В данном видео демонстрируется способ поиска утечек парниковых газов.

И оцените их в потенциальном источнике неорганизованных выбросов. Перед началом работы создайте новый файл инвентаризации в полевом компьютере. Введите все данные об объекте.

Поля данных для даты, времени и GPS-координат заполняются автоматически. Далее задокументируйте любые недоступные или агрегированные источники. Например, вентиляционную трубу, доступ к которой небезопасен.

Агрегированная группа источников может включать несколько соединений и потенциальных источников, таких как корпус компрессора. Если несколько источников можно исследовать как единое целое, объедините их с помощью кожуха из непроницаемого материала, имеющего как минимум один вход и выход, предназначенный для улавливания выходящего газа. Периодически измеряйте и регистрируйте фоновую концентрацию метана.

Всегда проводите несколько фоновых измерений в одной и той же области. Чтобы проверить наличие утечки с помощью ручного детектора метана, сначала установите нулевое значение в окружающем воздухе. Детектор реагирует на газы, концентрация которых превышает фоновую на пять частей на миллион.

Затем проверьте все доступные интерфейсы, в которых могут быть утечки. Расположите зонд так, чтобы имитировать или обнаружить утечку на поверхности для минимизации раствора. Затем перемещайте зонд вдоль периферии интерфейса, наблюдая за показаниями прибора.

Двигайтесь медленно, так как время отклика прибора имеет задержку. При увеличении показаний прибора медленно сканируйте область до получения максимального значения. Оставьте зонд в точке максимального показания примерно на 20 секунд.

Если показания прибора превышают 500 ppm, зафиксируйте результат и сообщите о нем, сделав снимок утечки. Для поиска утечек можно использовать инфракрасный тепловизор, так как такие камеры находят утечки быстрее, чем ручной детектор. При обнаружении утечки запишите видео или сделайте снимок для последующего отчета.

Если утечка обнаружена, но ее точное местоположение трудно определить, попробуйте использовать раствор для поиска утечек. Держите флакон вертикально и нанесите достаточное количество раствора, чтобы покрыть интерфейс в месте предполагаемой утечки. Затем подождите от 5 до 10 секунд до появления пузырьков.

Количественно оцените утечки по мере их обнаружения или после проведения полной инвентаризации всех мест утечек. Перед тем как поднести пробоотборный шланг к месту утечки, убедитесь, что заземляющий ремень соприкасается с землей. Затем прикрепите заземляющий зажим пробоотборника к источнику утечки.

Теперь проверьте несколько точек вокруг области источника утечки. Далее откройте ирисовую диафрагму на входе нагнетателя для увеличения объемного расхода. Таким образом, пиковая концентрация метана должна находиться в пределах 10% от самого высокого калиброванного значения или быть как минимум на две части на миллион выше фонового уровня.

Теперь для количественной оценки утечки нажмите новую кнопку утечки. Затем выберите опцию локального фона, если в данной области присутствуют другие утечки. В противном случае выберите опцию глобального фона.

Теперь зафиксируйте шланг, чтобы устройство в положении для отбора проб утечки могло замерить локальный фон. После измерения фона трижды количественно определите утечку из того же положения. Система проанализирует три измерения и определит величину отклонения.

Если дисперсия превышает 10%, продолжайте отбор проб до достижения приемлемого значения дисперсии. В противном случае классифицируйте утечку как переменную и зафиксируйте предполагаемую причину. При количественном определении газа в замкнутом пространстве оповестите систему, используя вкладку «Замкнутое пространство».

Дождитесь стабилизации показаний перед количественным определением газа. Время стабилизации зависит от размера камеры. Чтобы отобрать пробу газа в пакет для последующего анализа в лаборатории, просто соберите газ из выходного отверстия датчика парниковых газов.

При выполнении этой операции запишите идентификационный номер образца в программном обеспечении и наполните пакет, используя экранный таймер. Перед использованием в полевых условиях систему отбора проб с полным потоком проверили с помощью стандартного газа. Скорость потока системы была установлена на 140 SCFM, при этом газ подавался в систему со скоростью 20 или 30 стандартных литров в минуту.

Измеренные значения находились в пределах ожидаемых 4.4 процента. Калибровка датчика проводилась с использованием известной концентрации метана. После применения внешней коррекции среднее отклонение от известной концентрации составило 0.7 процента, при этом отдельные измерения никогда не отклонялись более чем на 1.9 процента.

Далее в полевых условиях было проведено измерение непрерывной утечки газа. Сначала был определен фоновый уровень. По мере приближения датчика к месту утечки показатели концентрации метана увеличивались.

В месте утечки было зафиксировано максимальное значение. По мере удаления датчика от места утечки регистрировались более низкие показатели. С помощью ИК-камеры был отчетливо виден шлейф утечки.

При использовании пробоотборника камера больше не могла фиксировать шлейф. После просмотра этого видео вы должны получить четкое представление о том, как использовать систему полнопоточного отбора проб для точного количественного определения скорости выбросов метана при утечке. Точные измерения на основе массы имеют решающее значение для определения общего объема выбросов метана, создания и обновления инвентаризационных описей парниковых газов, а также разработки коэффициентов выбросов на уровне отдельных компонентов.