conanghamchoi_31292
New Member
Download miễn phí Giải pháp đo lưu lượng khí BIOGAS
Toàn bộ lượng khí biogas sản xuất hay thu hồi được theo các đường ống dẫn sẽ được
dùng làm nhiên liệu để chạy động cơ máy phát điện, phục vụ nhu cầu sản xuất. Trong
trường hợp khí biogas sinh ra quá nhiều (chủ yếu là khí CH4), một hệ thống cảnh báo sẽ
thông báo đến các nhân viên vận hành và truyền tín hiệu cảnh báo đến bộ PLC để xử lý
và 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.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Giải pháp đo lưu lượng khí BIOGASHiện 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 và nông nghiệp đang ngày càng trở nên phổ biến.
Vấn đề đặt ra
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 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 lưu
lượng khí biogas (với nhiều thành phần khí khác nhau) được thu hồi từ các hầm chứa gas
hay cung cấp cho các dây chuyền công nghệ trong các mục đích khác nhau đang là vấn
đề 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 Cổ
phần Kỹ thuật Năng lượng và Môi trường EEC (EEC Group) cùng các chuyên gia/ kỹ sư
nhiều tâm huyết của Hãng FCI- Mỹ đã dành nhiều thời gian nghiên cứu và tìm hiều về
các thiết bị đo để có thể nhanh chóng chuyển giao các công nghệ tiên tiến trên Thế giới
hiện nay vào tình hình thực tế tại Việt Nam, mời độc giả cùng nghiên cứu và tham khảo
bài viết chi tiết dưới đây.
Biogas hay khí sinh học là nguồn năng lượng tái sinh chứa methane (CH4) và khí
carbonic (CO2) được sinh ra từ sự phân huỷ kỵ khí hay sự lên men của chất hữu cơ của
chất 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 khác
như hơi nước N2, O2, H2S, CO … được thuỷ phân trong môi trường yếm khí, xúc tác nhờ
nhiệt độ từ 20 đến 40oC, Nhiệt trị thấp của CH4 là 1012 Btu/ft3 (37,71.103KJ/m3) do đó
có thể sử dụng biogas làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong. Để sử dụng biogas làm nhiên
liệu thì phải xử lý biogas trước khi sử dụng.
TÍCH HỢP HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG - KIỂM SOÁT KHÍ BIOGAS
Đối với các nhà máy công nghiệp sản xuất hay thu hồi biogas, bio-ethanol,…từ nguyên
liệu sắn, rác thải hữu cơ, v..v..Việc đo lường khí trong và ngoài hầm chứa khí có thể thực
hiện bởi một đồng hồ đo lưu lượng (Flow-meter) được kết nối với một bộ điều khiển lập
trình (PLC). Đồng hồ này và PLC với khả năng xử lý thời gian thực, tính toán các thông
số về lượng khí biogas sinh ra từ hầm khí. Bộ PLC sau đó kết nối và truyền các dữ liệu
đến hệ thống điều khiển phân tán (DCS) để đưa ra các lệnh điều khiển dựa trên lượng khí
trên.
Toàn bộ lượng khí biogas sản xuất hay thu hồi được theo các đường ống dẫn sẽ được
dùng làm nhiên liệu để chạy động cơ máy phát điện, phục vụ nhu cầu sản xuất. Trong
trường hợp khí biogas sinh ra quá nhiều (chủ yếu là khí CH4), một hệ thống thông báo sẽ
thông báo đến các nhân viên vận hành và truyền tín hiệu thông báo đến bộ PLC để xử lý
và 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 phải
Hiệu suất làm việc của hệ thống thu hồi khí biogas từ hầm chứa khí và hệ thống máy phát
điện này cao hay không phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác và khả năng lặp đọc của
thiết bị đo biogas. Ví dụ loại đồng hồ đo lưu lượng dựa trên công nghệ Vortex được sử
dụng trước đây đã thường xuyên bị tắc (clogged) và phải ngừng hoạt động liên tục trong
môi trường hệ thống chứa các khí biogas bẩn. Tình trạng này có thể dẫn tới việc hình
thành nhiều các khí dư thừa, từ đó có thể dẫn đến việc hoạt động không an toàn và các
điều kiện môi trường không mong muốn. Các động cơ máy phát điện cũng hoạt động
kém hiệu quả hơn và việc bảo trì các đồng hồ Vortex thường xuyên cũng làm tiêu tốn
nhiều 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 lượng
rộng từ 1.64 đến 1640 SF/s (0.5 đến 500 Nm3/s) và tại áp suất từ 0.8 đến 17.6 psig [0.05
đến 1.12 bar(g)]. Việc chọn lựa công nghệ đo lưu lượng là rất quan trọng với yêu cầu bảo
trì thấp đủ để hoạt động tốt trong điều kiện môi trường khí biogas, nơi mà điều kiện khí
có thể là ẩm ướt (chứa hơi nước) và có thể chứa các tạp chất hạt rắn (particulates). Chính
các thành phần môi chất khí biogas cũng chính là một bài toán rất phức tạp, các đồng hồ
đo thông thường chỉ calib chính xác cho một thành phần khí cụ thể. Ví dụ, có thể là một
khí duy nhất như không khí, hydro, oxy, .v.v hay 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 lại
nhưng nó sẽ không còn được chính xác như mong muốn. Nhất là trong điều kiện thời tiết
thường xuyên thay đổi như Việt Nam hiện nay, dẫn đến các thành phần trong khí biogas
không còn như cấu hình ban đầu, cộng thêm sự pha lẫn thêm một số tạp chất, bụi bẩn, hơi
nước cũng làm cho các công nghệ đo truyền thống gặp phải rất nhiều khó khăn. Gây sai
số lớn trong các phép đo. Thậm chí với những hệ thống thu hồi biogas, lưu lượng đôi khi
hạ xuống cực thấp làm cho các đồng hồ đo truyền thống gần như không thể phát hiện
được dòng khí chảy qua.
Giải pháp
Để giải quyết vấn đề này, Hãng Fluid Components International (FCI) đã nghiên cứu,
thiết kế và cho ra đời các thiết bị chuyên dụng cho việc đo lưu lượng khí biogas với các
model như GF90, ST98, ST75, ST51,..với công nghệ ưu việt: Công nghệ phân tán
nhiệt.
Công nghệ phân tán nhiệt (Thermal Dispersion Technology) theo nguyên lý đẳng
dòng
Một công nghệ hiện đại được sử dụng trong các ứng dụng đo lưu lượng khí/ biogas hiện
nay là công nghệ phân tán nhiệt (Thermal Dispersion). Nó cũng có thể được gọi là công
nghệ chênh nhiệt (∆T) hay đơn giản là công nghệ nhiệt. Với công nghệ này người ta
dùng một dòng cố định để cung cấp nhiệt lượng cho đầu đo nhiệt chủ động (Active
RTD) còn đầu đo tham chiếu sẽ đo nhiệt độ của dòng môi chất làm giá trị tham chiếu.
Khi tốc độ dòng môi chất tăng lên thì đầu đo nhiệt chủ động sẽ được làm mát và do đó
dẫn đến sẽ giảm kéo theo và đầu ra sẽ giảm đi theo, từ đó sẽ tính toán ra được lưu lượng
của khí biogas.
Nguyên lý này được thể hiện trên hình 3.
Hình vẽ này sẽ cung cấp các thông tin cơ bản về nguyên lý hoạt động của công nghệ phân
tán nhiệt. Đây là công nghệ rất ưu việt, bởi vì nó đã được tích hợp sẵn việc tính toán các
thông số liên quan của môi chất như tỷ trọng (density), độ nhớt tuyệt đối (absolute
viscosity), hệ số dẫn nhiệt (thermal conductivity) và nhiệt...