Optinen kosteudenmittaus räjähdysherkissä tiloissa

Vesipisara lehdellä
Antti Heikkilä
Product Manager
29. Tammi 2019
Biokaasun tuotanto

Kosteusmittaus on tärkeä prosessinohjaustyökalu monilla aloilla. Valittavissa on useita teknisiä ratkaisuja, joista kullakin on omat hyvät ja huonot puolensa. Kun mittaus tehdään tilassa, jossa on helposti syttyvää kaasuseosta tai syövyttäviä kemikaaleja, sopivien tekniikoiden määrä on huomattavasti rajallisempi. Infrapunan aallonpituuksilla tehtävällä optisella kosteusmittauksella on monia houkuttelevia ominaisuuksia.

Turvallisuutta ilman kosketusta
Mittaukset tehdään ilman kosketusta kaasuun, sillä infrapunavalonlähde ja ilmaisin ovat suojassa prosessikaasuilta anturin syöpymisen estävän safiirilasi-ikkunan takana. In-situ-rakenteen mittausoptiikkaa voidaan lämmittää ja estää näin kosteuden tiivistyminen ympäristöissä, joiden suhteellinen kosteus on 100 prosenttia. Uusimpien microglow-infrapunalähteiden ja säädettävien Fabry-Pérot-interferometrisuodattimien ansiosta laitteille voidaan saada Ex-hyväksyntä ympäristöissä, joissa on jatkuvasti läsnä helposti syttyviä kaasuja (eurooppalaisissa säännöksissä vyöhyke 0 ja pohjoisamerikkalaisissa säännöksissä Class 1, Division 1).

Mahdollisuuksia uusille yhdistelmille
Monet yhdistävät Ex-vyöhykkeiden optisen kosteusmittauksen kalliisiin TDL-lasereihin, jotka tekevät mittauksia monikanavakokoonpanossa. Viimeisin kehitystyö, jossa on hyödynnetty kahden vuosikymmenen kokemusta Fabry-Pérot-interferometriasta, mahdollistaa yksinkertaisen ja pienikokoisen mittapäätyyppisen NDIR-laitteen vesihöyryn mittaamiseen. Lisäksi kosteusmittaukset voidaan nyt yhdistää metaanin, hiilidioksidin ja muiden kaasujen mittaukseen käyttämällä pientä, paikan päälle asennettavaa monikaasuanalysaattoria.

Hiilisuodattimien elinkaaren maksimointi
Yksi pienikokoisen, vain vähän kunnossapitoa vaativan kosteus-, metaani- ja hiilidioksidimittapään käyttökohteista on orgaanisen jätteen mädätys ja käyttö sähkön ja lämmön yhteistuotantoon (CHP) sisäisten polttomoottorien avulla. Kun biokaasun vesipitoisuus käsittelyvaiheessa tunnetaan, operaattori voi maksimoida aktiivihiilisuodattimien elinkaaren. Näillä suodattimilla on erittäin hyvä suorituskyky määritetyllä suhteellisen kosteuden alueella, ja niiden vaihtaminen on suhteellisen kallista.

Kaasun laadun parantaminen ja moottorin kulumisen estäminen
CHP-laitoksen tehokkuutta voidaan parantaa valvomalla moottoriin tulevan polttoainekaasun koostumusta. Kaasun metaanipitoisuuden tunteminen auttaa operaattoria tekemään tarkempia säätöjä moottoriin, ja vesihöyryn kohonneen tason havaitseminen kaasun tulopäässä antaa mahdollisuuden vastata nopeasti kaasun laatuongelmiin, jotka muuten voisivat aiheuttaa moottorin ennenaikaista kulumista. Kosteuden tiivistyminen voi lisätä virtausvastusta putkistoissa. Myös polttoainekaasun ja ilman syöttöä moottoriin säätelevien venttiilien toiminta heikkenee, jos venttiiliin alkaa kerääntyä kosteutta.

MGP261 – uudenlainen monikaasumittapää haastaviin olosuhteisiin
Vaisalan MGP261-monikaasumittapää on täysin uudenlainen kosteus-, metaani- ja hiilidioksidimittapää. Se perustuu erittäin luotettavaan NDIR-mittausperiaatteeseen, jonka luotettavuus ja tarkkuus on todettu Vaisalan mittalaitteiden hiilidioksidimittauksissa jo 20 vuoden ajan.

Pienikokoisella (halkaisija 40 mm, asennussyvyys 209 mm, prosessiliitäntä 1½” NPT) teräsrakenteisella mittapäällä on ATEX- ja IECEx-hyväksyntä vyöhykkeille 0 ja 1. Lämmitetty mittapää kestää ympäristöjä, joissa on kosteuden tiivistymisen riski, ja sen suojana on vettähylkivä hiukkassuodatin. MGP261 mittaa vesihöyryä 0–25 tilavuusprosentin alueella ja kastepistelämpötilaa 0–60 asteen alueella.

Monet kapasitiiviset kosteus- ja kastepisteanturit eivät toimi optimaalisesti tiivistymispisteen läheisyydessä, ja myös mittauselementtien syöpyminen on yleinen ongelma. MGP261-mittapäässä käytettävä optinen mittaustekniikka on immuuni tällaisille ongelmille, joten se soveltuu erittäin hyvin tällaisiin haastaviin olosuhteisiin.

Katso lisää englanninkielisestä webinaarista Turn on Your Bio-Engine - Increasing the Profitability of your Biogas Process tai tutustu biokaasusovelluksesta kertovaan sivuun.

 

Kirjoita kommentti