位于丹麥歐登塞的 Fangel Bioenergy，是一家沼氣和生物甲烷的生產(chǎn)商和供應(yīng)商。該公司利用附近農(nóng)場(chǎng)的牲畜排泄物與當(dāng)?shù)厥称飞a(chǎn)商的有機(jī)殘余物，每年生產(chǎn)約 20,000,000 m³ 的沼氣。

這些沼氣主要用于并入電網(wǎng)的沼氣發(fā)電機(jī)，并為接入當(dāng)?shù)貐^(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)的消費(fèi)者提供熱能。該公司計(jì)劃未來主要向國(guó)家電網(wǎng)供應(yīng)生物甲烷，使其現(xiàn)有的沼氣發(fā)電機(jī)成為國(guó)家備用發(fā)電能力的一部分，以便在太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電不足時(shí)幫助平衡電力市場(chǎng)。

鑒于其生產(chǎn)能力，該公司通過一根 DN300 的大口徑鋼管，將沼氣從消化池輸送至沼氣凈化裝置。在消化池出口處，沼氣通常由 65% 的甲烷和 35% 的 CO2 組成，且處于水蒸氣完全飽和狀態(tài)。其工作壓力較低，約為 100 mbar，過程溫度范圍為 +20…40°C。由于管道敷設(shè)在室外，沼氣在流動(dòng)過程中會(huì)冷卻，導(dǎo)致管道內(nèi)部產(chǎn)生大量冷凝水。

這家沼氣生產(chǎn)商需要一款可靠且長(zhǎng)期穩(wěn)定的流量測(cè)量解決方案。由于濕度高、氣體成分多變、CO2  含量高、壓力低以及管徑相對(duì)較大 — 對(duì)絕大多數(shù)流量計(jì)而言，這都是一項(xiàng)頗具挑戰(zhàn)的應(yīng)用，從而摒除了多種測(cè)量原理的可用性。此前使用渦街流量計(jì)所進(jìn)行的測(cè)試，未能取得令人滿意的結(jié)果。

圖：測(cè)量高 CO2 含量的濕沼氣流量

在考量并測(cè)試了其他流量測(cè)量方法后，該沼氣生產(chǎn)商最終選擇了超聲波流量計(jì) — 因?yàn)槭聦?shí)證明，該原理適用于這種嚴(yán)苛的應(yīng)用場(chǎng)景。市面上現(xiàn)有的沼氣超聲波流量計(jì)僅限于最大 DN200 口徑的管道，但科隆為此應(yīng)用提供了 DN300 的 OPTISONIC 7300 Biogas 流量計(jì)。

圖：科隆超聲波流量計(jì)，安裝在一條通往沼氣凈化裝置的 DN300 沼氣管道中

這款沼氣超聲波流量計(jì)專為應(yīng)對(duì)多變的氣體成分而設(shè)計(jì)，且不會(huì)對(duì)介質(zhì)流動(dòng)造成任何阻礙。作為一款全通徑流量計(jì)，它在測(cè)量過程中不會(huì)產(chǎn)生任何壓力損失。其精密的電子元件能夠高效地處理在管道中傳輸?shù)某暡ㄐ盘?hào)，而這些信號(hào)通常會(huì)因?yàn)?CO? 含量和冷凝水的影響而顯著衰減。為此，OPTISONIC 7300 Biogas 流量計(jì)配備了相匹配的換能器，以優(yōu)化在高濕度和高 CO? 含量的苛刻工況下的信號(hào)強(qiáng)度。為了增強(qiáng)耐用性并抵御硫化氫（H2S）的腐蝕，換能器采用鈦材制成，不含任何塑料部件。安裝流量計(jì)時(shí)設(shè)置了微小的傾斜度，以便冷凝水能排離換能器，從而防止其對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生任何負(fù)面影響。

圖：集成溫壓測(cè)量的 OPTISONIC 7300 Biogas 流量計(jì)

為了補(bǔ)償溫度和壓力波動(dòng)對(duì)氣體體積流量的影響，該流量計(jì)還集成了壓力和溫度傳感器。因此可以輸出標(biāo)況體積流量和標(biāo)況體積累積量。此外，該流量計(jì)還能根據(jù)溫度和測(cè)得的聲速來估算甲烷含量，這反映了氣體成分的變化以及組成氣體的不同摩爾質(zhì)量。

客戶受益于這款特有的、可以測(cè)量超過 DN200 大型沼氣管道的超聲波流量計(jì)。盡管面臨管徑大、CO2 含量高和冷凝嚴(yán)重等嚴(yán)苛的工藝參數(shù)，OPTISONIC 7300 Biogas 流量計(jì)仍能提供可靠的、經(jīng)溫度和壓力補(bǔ)償?shù)牧髁繙y(cè)量，而無需額外的溫壓測(cè)量?jī)x表。

這一性能得益于先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)與特制的鈦合金換能器設(shè)計(jì)，這顯著減少了 CO2 對(duì)超聲波信號(hào)的影響。OPTISONIC 7300 Biogas 流量計(jì)運(yùn)行時(shí)無壓損，具有寬泛的量程比，且不受到氣體成分影響。此外，這款超聲波流量計(jì)本質(zhì)上無漂移，幾乎無需維護(hù)。

客戶還受益于集成的甲烷含量測(cè)量功能。這為客戶提供了沼氣中生物甲烷產(chǎn)量的趨勢(shì)指示，從而無需在現(xiàn)場(chǎng)安裝昂貴且維護(hù)工作量大、但精度較高的采樣式分析儀。

科隆 OPTISONIC 7300 Biogas 適配 DN300 大口徑濕沼氣工況，抗冷凝、耐硫化氫腐蝕，集成溫壓補(bǔ)償與甲烷估算，低運(yùn)維助力沼氣項(xiàng)目高效穩(wěn)定計(jì)量，歡迎咨詢。