Giải pháp đo lưu lượng khí BIOGAS

Hiện nay, trên thế giới cũng như tại các tỉnh thành tại Việt Nam, việc sử dụng nguồn năng lượng sạch làm khí đốt cùng các mô hình sử dụng khí sinh học (Biogas) để chạy máy phát điện sản xuất điện năng nhằm phục vụ cho các mục đích sản xuất trong công nghiệp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giải pháp đo lưu lượng khí BIOGAS Giải pháp đo lưu lượng khí BIOGASHiện nay, trên thế giới cũng như tại các tỉnh thành tại Việt Nam, việc sử dụng nguồnnăng lượng sạch làm khí đốt cùng các mô hình sử dụng khí sinh học (Biogas) để chạymáy phát điện sản xuất điện năng nhằm phục vụ cho các mục đích sản xuất trong côngnghiệp và nông nghiệp đang ngày càng trở nên phổ biến.Vấn đề đặt raHiện nay, trên Thế giới cũng như tại các tỉnh thành tại Việt Nam, việc sử dụng nguồnnăng lượng sạch làm khí đốt cùng các mô hình sử dụng khí sinh học (Biogas) để chạymáy phát điện sản xuất điện năng nhằm phục vụ cho các mục đích sản xuất trong côngnghiệp và nông nghiệp đang ngày càng trở nên phổ biến.Vấn đề đặt ra ở đây là cần có các thiết bị chuyên dụng để có thể đo lường chính xác lưulượng khí biogas (với nhiều thành phần khí khác nhau) được thu hồi từ các hầm chứa gashay cung cấp cho các dây chuyền công nghệ trong các mục đích khác nhau đang là vấnđề được rất nhiều nhà quản lý, kỹ sư, cán bộ kỹ thuật quan tâm.Nhằm đáp ứng các nhu cầu này, Ban đo lường - điều khiển - tự động hóa của Công ty Cổphần Kỹ thuật Năng lượng và Môi trường EEC (EEC Group) cùng các chuyên gia/ kỹ sưnhiều tâm huyết của Hãng FCI- Mỹ đã dành nhiều thời gian nghiên cứu và tìm hiều vềcác thiết bị đo để có thể nhanh chóng chuyển giao các công nghệ tiên tiến trên Thế giớihiện nay vào tình hình thực tế tại Việt Nam, mời độc giả cùng nghiên cứu và tham khảobài viết chi tiết dưới đây.Biogas hay khí sinh học là nguồn năng lượng tái sinh chứa methane (CH4) và khícarbonic (CO2) được sinh ra từ sự phân huỷ kỵ khí hay sự lên men của chất hữu cơ củachất thải gia súc... trong điều kiện thiếu không khí.Thành phần chính của Biogas là CH4 (50¸60%) và CO2 (~30%) còn lại là các chất khácnhư hơi nước N2, O2, H2S, CO … được thuỷ phân trong môi trường yếm khí, xúc tác nhờnhiệt độ từ 20 đến 40oC, Nhiệt trị thấp của CH4 là 1012 Btu/ft3 (37,71.103KJ/m3) do đócó thể sử dụng biogas làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong. Để sử dụng biogas làm nhiênliệu thì phải xử lý biogas trước khi sử dụng.TÍCH HỢP HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG - KIỂM SOÁT KHÍ BIOGASĐối với các nhà máy công nghiệp sản xuất hay thu hồi biogas, bio-ethanol,…từ nguyênliệu sắn, rác thải hữu cơ, v..v..Việc đo lường khí trong và ngoài hầm chứa khí có thể thựchiện bởi một đồng hồ đo lưu lượng (Flow-meter) được kết nối với một bộ điều khiển lậptrình (PLC). Đồng hồ này và PLC với khả năng xử lý thời gian thực, tính toán các thôngsố về lượng khí biogas sinh ra từ hầm khí. Bộ PLC sau đó kết nối và truyền các dữ liệuđến hệ thống điều khiển phân tán (DCS) để đưa ra các lệnh điều khiển dựa trên lượng khítrên.Toàn bộ lượng khí biogas sản xuất hay thu hồi được theo các đường ống dẫn sẽ đượcdùng làm nhiên liệu để chạy động cơ máy phát điện, phục vụ nhu cầu sản xuất. Trongtrường hợp khí biogas sinh ra quá nhiều (chủ yếu là khí CH4), một hệ thống cảnh báo sẽthông báo đến các nhân viên vận hành và truyền tín hiệu cảnh báo đến bộ PLC để xử lývà ra lệnh điều khiển cho các thiết bị trường bằng một trong các cách sau:  Tăng tải cho một động cơ máy phát điện chạy online  Khởi động thêm động cơ máy phát điện thứ hai.  Tăng tải đồng thời cả hai động cơ máy phát điện.  Chuyển toàn bộ lượng khí dư thừa này ra ống khí thải và đốt.Vấn đề gặp phảiHiệu suất làm việc của hệ thống thu hồi khí biogas từ hầm chứa khí và hệ thống máy phátđiện này cao hay không phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác và khả năng lặp đọc củathiết bị đo biogas. Ví dụ loại đồng hồ đo lưu lượng dựa trên công nghệ Vortex được sửdụng trước đây đã thường xuyên bị tắc (clogged) và phải ngừng hoạt động liên tục trongmôi trường hệ thống chứa các khí biogas bẩn. Tình trạng này có thể dẫn tới việc hìnhthành nhiều các khí dư thừa, từ đó có thể dẫn đến việc hoạt động không an toàn và cácđiều kiện môi trường không mong muốn. Các động cơ máy phát điện cũng hoạt độngkém hiệu quả hơn và việc bảo trì các đồng hồ Vortex thường xuyên cũng làm tiêu tốnnhiều thời gian và chi phí của doanh nghiệp hơn.Các đồng hồ đo lưu lượng cho các hầm chứa khí cần hoạt động trên một dải lưu lượngrộng từ 1.64 đến 1640 SF/s (0.5 đến 500 Nm3/s) và tại áp suất từ 0.8 đến 17.6 psig [0.05đến 1.12 bar(g)]. Việc chọn lựa công nghệ đo lưu lượng là rất quan trọng với yêu cầu bảotrì thấp đủ để hoạt động tốt trong điều kiện môi trường khí biogas, nơi mà điều kiện khícó thể là ẩm ướt (chứa hơi nước) và có thể chứa các tạp chất hạt rắn (particulates). Chínhcác thành phần môi chất khí biogas cũng chính là một bài toán rất phức tạp, các đồng hồđo thông thường chỉ calib chính xác cho một thành phần khí cụ thể. Ví dụ, có thể là mộtkhí duy nhất như không khí, hydro, oxy, .v.v hoặc một thành phần như khí tự nhiên(Mêtan và Etan). Nếu thành phần này thay đổi, giá trị đọc hiển thị thường sẽ vẫn lặp lạinhưng nó sẽ không còn được chính xác như mong muốn. Nhất là trong điều kiện thời tiếtthường xuyên ...