Maakaasuputkien vuotojen tunnistaminen turvallisella etäisyydellä

Maakaasun, jonka päätekijä on metaani, käyttö lisääntyy maailmanlaajuisesti. Sillä on myös monia teollisia käyttötarkoituksia, kuten kemikaalien, kuten ammoniakin, metanolin, butaanin, etaanin, propaanin ja etikkahapon valmistus; Se on myös ainesosa niinkin erilaisissa tuotteissa kuin lannoite, pakkasneste, muovit, lääkkeet ja kankaat.

Maakaasua kuljetetaan useilla tavoilla: kaasumaisessa muodossa olevan putkiston kautta; nesteytettynä maakaasuna (LNG) tai paineistettuna maakaasuna( CNG). LNG on normaali tapa kuljettaa kaasua hyvin pitkiä matkoja, kuten valtamerten yli, kun taas CNG:tä kuljetetaan yleensä säiliöautoilla lyhyillä matkoja. Putkistot ovat ensisijainen kuljetusvalinta pitkille etäisyyksille maalla (ja joskus merellä), kuten Venäjän ja Keski-Euroopan välillä. Paikalliset jakeluyhtiöt toimittavat maakaasua myös kaupallisille ja kotimaisille käyttäjille yleishyödyllisissä verkoissa maissa, alueilla ja kunnissa.

Kaasunjakelujärjestelmien säännöllinen ylläpito on välttämätöntä. Kaasuvuotojen tunnistaminen ja korjaaminen on myös olennainen osa mitä tahansa huolto-ohjelmaa, mutta se on tunnetusti vaikeaa monissa kaupunki- ja teollisuusympäristöissä, koska kaasuputket voivat sijaita maan alla, yläpuolella, katoissa, seinien ja laipioiden takana tai muuten saavuttamattomissa paikoissa, kuten lukituissa rakennuksissa. Viime aikoihin asti näiden putkistojen epäillyt vuodot voivat johtaa kokonaisten alueiden eristämiseen, kunnes vuotopaikka löytyy.

Juuri siksi, että perinteiset kaasuilmaisimet – kuten katalyyttistä palamista, liekki-ionisaatiota tai puolijohdeteknologiaa hyödyntävät – eivät kykene havaitsemaan kaasua etäältä eivätkä näin ollen pysty havaitsemaan kaasuvuotoja vaikeapääsyisissä putkistoissa, metaanikaasun etähavainnointitapoja on tutkittu viime aikoina paljon.

Etätunnistus

Nyt on tulossa huipputeknologiaa, joka mahdollistaa vuotojen etätunnistuksen ja tunnistamisen tarkasti. Esimerkiksi käsikäyttöiset yksiköt voivat nyt havaita metaanin jopa 100 metrin etäisyydellä, kun taas lentokoneisiin asennetut järjestelmät tunnistavat vuodot puolen kilometrin päästä. Nämä uudet teknologiat muuttavat tapaa, jolla maakaasuvuodot havaitaan ja käsitellään.

Kaukokartoitus saavutetaan infrapunalaserin absorptiospektroskopialla. Koska metaani absorboi tietyn infrapunavalon aallonpituus, nämä instrumentit lähettävät infrapunalasereja. Lasersäde ohjataan sinne, missä vuotoa epäillään, kuten kaasuputkeen tai kattoon. Koska metaani absorboi osan valosta, takaisin vastaanotettu valo mittaa kaasun imeytymistä. Näiden järjestelmien hyödyllinen piirre on se, että lasersäde voi tunkeutua läpinäkyviin pintoja, kuten lasiin tai perspexiin, joten suljettu tila voidaan ehkä testata ennen sen saapumista. Ilmaisimet mittaavat keskimääräisen metaanikaasutiheyden ilmaisimen ja kohteen välillä. Käsikäyttöisten yksiköiden lukemat annetaan ppm-m:nä (metaanipilven (ppm) pitoisuuden ja reitin pituuden (m) tuote). Näin metaanivuodot voidaan nopeasti vahvistaa osoittamalla lasersädettä esimerkiksi epäiltyä vuotoa kohti tai katsastustieta pitkin.

Merkittävä ero uuden teknologian ja tavanomaisten metaaninilmaisimien välillä on se, että uudet järjestelmät mittaavat metaanin keskimääräistä pitoisuutta sen sijaan, että ne havaitsisivat metaania yhdessä kohdassa – tämä antaa tarkemman kuvan vuodon vakavuudesta.

Käsilaitteita voidaan sovelluksia:

  • Pipeline-selvitykset
  • Kaasulaitos
  • Teollis- ja liikekiinteistötutkimukset
  • Hätäkutsu
  • Kaatopaikkakaasun valvonta
  • Tienpinnan kartoitin

Kunnalliset jakeluverkot

Etäteknologian hyödyt putkistojen seurannassa kaupunkiympäristössä toteutuvat nyt.

Etätunnistuslaitteiden kyky seurata kaasuvuotoja etäältä tekee niistä erittäin hyödyllisiä työkaluja hätätilanteissa. Käyttäjät voivat pysyä poissa mahdollisesti vaarallisista vuotolähteistä tarkastaessaan kaasun esiintymistä suljetuissa tiloissa tai ahtaissa tiloissa, koska teknologian avulla ne voivat seurata tilannetta saamatta pääsyä. Tämä prosessi ei ole vain helpompi ja nopeampi, vaan se on myös turvallinen. Muut ilmakehässä olevat kaasut eivät myöskään vaikuta siihen, koska ilmaisimet on kalibroitu havaitsemaan vain metaania – siksi ei ole vaaraa saada vääriä signaaleja, mikä on tärkeää hätätilanteissa.

Etätunnistusperiaatetta sovelletaan myös nousijoita tarkasteltaessa (maanpäällisissä putkissa, jotka kuljettavat kaasua asiakkaiden tiloihin ja toimivat normaalisti rakennusta pitkin seinien ulkopuolella). Tässä tapauksessa käyttäjät osoitavat laitteen putkeen sen jälkeen, kun se on reittinsä varrella; ne voivat tehdä tämän maanpinnan tasolta ilman tikkaita tai pääsyä asiakkaiden kiinteistöihin.

Vaaralliset alueet

Kunnallisten jakeluverkkojen kaasuvuotojen havaitsemisen lisäksi räjähdyssuojattua ATEX-hyväksyttyjä laitteita voidaan käyttää vyöhykkeen 1 vaarallisilla alueilla, kuten petrokemian laitoksissa, öljynjalostamoissa, LNG-terminaaleissa ja aluksissa sekä tietyissä kaivossovelluksissa.

Esimerkiksi LNG/LPG-maanalaisen säiliön tarkastuksessa tarvittaisi räjähdyssuojattu laite 7,5 metrin säteellä itse säiliöstä ja metrin päässä varoventtiilistä. Toiminnanharjoittajien on sen vuoksi oltava täysin tietoisia näistä rajoituksista ja varustettava asianmukaisella laitetyypillä.

GPS-koordinointi

Joidenkin välineiden avulla voidaan nyt ottaa pistemetaanilukemia eri puolilla työmaata – kuten LNG-terminaalissa – ja tuottaa automaattisesti GPS-paikannusta mittauslukemista ja -paikoista. Tämä tekee lisätutkimuksiin suuntautuvien paluumatkojen tehostamisesta paljon tehokkaampaa ja tarjoaa samalla vilpittömän kertomuksen vahvistetusta tarkastustoiminnasta – joka on usein edellytys säännösten noudattamiselle.

Ilmahavainto

Käsikäyttöisten laitteiden lisäksi on myös etämetaaniilmaisimia, jotka voidaan asentaa lentokoneisiin ja jotka havaitsevat satojen kilometrien kaasuputkien vuodot. Näillä järjestelmillä voidaan havaita metaanipitoisuudet niinkin pieninä kuin 0,5 ppm:n pitoisuuksina jopa 500 metrin päässä, ja niihin sisältyy reaaliaikainen liikkuva kartta kaasupitoisuuksista tutkimuksen aikana.

Näiden järjestelmien toiminta on suhteellisen yksinkertaista. Ilma-aluksen rungon alle on kiinnitetty kaukotunnutin (yleensä helikopteri). Kuten kädessä pidettävässä laitteessa, laite tuottaa infrapunalasersignaalin, joka taituttaa kaikki metaanivuodot sen reitillä; korkeammat metaanitasot johtavat suurempaan säteen taipumiseen. Näissä järjestelmissä käytetään myös GPS:ää, joten lentäjä voi seurata reaaliaikaista liikkuvaa kartan GPS-reittinäyttöä putkistosta, jossa miehistölle esitetään koko ajan reaaliaikainen ilma-aluksen reitin, kaasuvuotojen ja pitoisuuden näyttö (ppm). Halutulle kaasupitoisuudelle voidaan asettaa äänihälytys, jonka avulla lentäjä voi lähestyä lähempää tutkimusta varten.

Johtopäätös

Metaanin etätunnistusjärjestelmien valikoima kasvaa nopeasti, ja uusia teknologioita kehitetään koko ajan. Kaikki nämä laitteet, olivatpa ne käsi kädessä tai asennettu ilma-aluksiin, mahdollistavat vuotojen nopean, turvallisen ja erittäin kohdennetun tunnistamisen – joko jalkakäytävän alla, kaupungissa tai satojen kilometrien päässä Alaskan tundrasta. Tämä ei ainoastaan auta ehkäisemään tuhlausta ja kalliita päästöjä – se myös varmistaa, että putkistojen tai niiden lähellä työskentelevä henkilöstö ei altistu tarpeettomalle vaaralle.

Koska maakaasun käyttö lisääntyy maailmanlaajuisesti, odotamme nopeaa teknologista kehitystä kaasun etätunnistuksen sovelluksissa, kuten vuototutkimuksissa, siirtojen eheyddeissä, laitos- ja laitoshoidossa, maataloudessa ja jätehuollon sekä prosessitekniikan sovelluksissa, kuten koksi- ja terästuotannossa. Kullakin näistä aloista on tilanteita, joissa pääsy voi olla vaikeaa, ja niihin on tarpeen asettaa henkilöstön suojelu asialistan kärkeen. Etämetaanitunnistimien mahdollisuudet kasvavat siis koko ajan.

 

Kaatopaikkakaasujen seuranta ja analysointi

Kierrätyksen yleistymisen yleistymisen vähtynyt, mutta se on silti tärkeä keino hävittää jätteitä. Esimerkiksi Defran (ympäristö-, elintarvike- ja maaseutuministeriö) Luvut 2012–2013 Englannissa osoittavat, että 8,51 miljoonaa tonnia eli 33,9 prosenttia paikallisviranomaisten keräämästä jätteestä meni kaatopaikalle.

Jatka lukemista "Kaatopaikkakaasujen seuranta ja analysointi"

Pellistor(Katalyyttinen liekki) -antureiden ristikalibrointi‡

Viimeviikkoinen suhteellinen säädyttömyys on tällä viikolla, ja keskustelen jostain hieman vakavammasta asiasta.

Hiilivetyjen havaitsemisessa meillä ei useinkaan ole käytettävissä kohdekaasusylinteriä suoran kalibroinnin suorittamiseksi, joten käytämme korvaavaa kaasua ja ristikalibroinnia. Tämä on ongelma, koska pellistori antaa suhteellisia vasteita erilaisille syttyville kaasuille eri tasoilla. Näin ollen pienellä molekyylikaasulla, kuten metaanilla, pellistori on herkempi ja antaa korkeamman lukeman kuin raskas hiilivety, kuten kerosiini.

Jatka lukemista "Pellistor (Katalyyttinen liekki) antureiden ristikalibrointi‡"

Miten parhaiten tutkia lehmän röyhtäisyjä?

Olemme viime viikkojen aikana käsitellyt joitakin vakavia aiheita, joten ajattelin tällä kertaa puhua jostain hieman kevytsydämmästä, ainakin päällinen puolin.

Tämän vuoden tammikuussa Saksasta raportoitiin räjähdyksestä lehmälaukka melkein otti katon pois navetastaan vapauttamansa metaanimäärän vuoksi, kun staattinen sähkölaturi sai sen räjähtämään. Räjähdys vaurioitti navetan kattoa ja yksi lehmä (noin 90:stä) sai pieniä palovammoja.

Jatka lukemista "Miten parhaiten tutkia lehmän röyhtäisyjä?"