超声波流量计在热电厂沼气供应测量的应用
- arabern污水处理厂生产的甲烷气体
- 具有高二氧化碳含量的沼气的超声波流量测量
- 从消化塔到储气能量传输的测量，无压力损失
1. 背景
Arabern公司在瑞士拥有一家污水处理厂。该工厂也被用来生产可再生能源。该公司从生物垃圾和污泥中提取二氧化碳-中性沼气（甲烷）。通过热电联产电厂（CHP），运营商可以将一部分沼气转化成电能，这将满足生产线24%的电力需求。在这过程中释放的热量用来产生热能。另一部分沼气在处理厂中被转化成天然气以便注入公共气体管网。
2. 测量要求
为了产生沼气，arabern公司将初级处理阶段和生物净化阶段的污泥输送到消化塔，使其在消化塔中加热至35℃的条件下循环25天。在这个过程中释放的沼气混合物含有甲烷（65％体积量）。其他成分包括二氧化碳（> 25％体积量）和水（5-7％体积量）。生产出的沼气通过各种过滤器，在24℃的管道中输送到储气，然后供给热电联产电厂的气体马达以提供能量。对于从消化塔到储气罐沼气流量的测量，arabern公司需要技术解决方案，当气流中含大量水分及非常低的压力下（约35毫巴）提供可靠和准确的沼气体积的测量（0-2000 Nm3/h）。该应用过程中需无压力损失并且具备ATEX（1区）的防爆能力。
3. 科隆解决方案
为了测量沼气，科隆推荐了OPTISONIC 7300 F。当安装超声波流量计时，我们将不锈钢管道的管径从DN200/8”下降到了DN 150/6” 以增加沼气混合物的流速。空的测量管意味着无压力损失。该仪器还配备了符合ATEX的防爆认证。
OPTISONIC 7300利用时差法原理来测量沼气的流量。气体声速也在同一时间得以测量。在此基础上，通过输入的气体温度，绝热指数和气体摩尔常数，信号转换器计算出气体摩尔质量，从而确定的甲烷含量，精度可达2%。
OPTISONIC 7300对科隆GFM 700超声波设备进行了补充，后者已使用多年并仍应用于旁路测量。另一台GFM700安装在火炬烟囱之前，当热电联产电厂关闭时，用来测量火炬里燃烧掉的甲烷气体流量。
4. 客户利益
OPTISONIC 7300提供给arabern公司沼气生产现场精确的流量测量。沼气中甲烷含量的计算使运营商可以准确地确定污水处理厂产能量。对于arabern公司来说，知道在最小的甲烷含量下热电联产电厂的发动机可以顺利运行是十分重要的。
Arabern公司受益于超声波设备的灵活性，因为它在压敏环境中提供可靠的测量，且不受气体组份的影响。当由于低压无法使用机械式测量装置，或由于高二氧化碳含量和潮湿气体影响了其他超声波设备的测量稳定性时，
OPTISONIC 7300和其钛传感器提供了良好的信号强度从而拥有很高的测量精度。此测量设备是免维护的，且拥有长期稳定性。
5. 使用产品
- 气体超声波流量计
- 集成了计算标准体积和甲烷含量的功能
- 测量时无压力损失
- 符合ATEX的防爆区域认证
- 适用于管径从DN50（2“）至DN600（24“）
- 长期稳定性和精度
- 低投资，低运行费用
