10 самых популярных вопросов: определение утечки газа при помощи камер оптической визуализации газов (ОВГ)

В настоящее время методы кОВГ не регулируются какими-либо нормативными требованиями США. Поскольку лидеры отрасли стремятся к ответственности в отношении окружающей среды, в которой они работают, кОВГ используется для проведения полевых исследований и определения выбросов для внутренних целей, оставляя каждой компании свободу в определении преимущества кОВГ и методах его внедрения.

кОВГ представляет собой новую технологию, которая разрабатывается с 2014 года и была подвергнута обширному числу проверочных испытаний, включая слепое тестирование с известной скоростью высвобождения. Некоторые из общедоступных результатов тестирования включают в себя:

1. Испытание, проведенное EPA в парке Research Triangle Park, для определения количества утечек метана и пропана.

2. Полевые испытания лидера нефтегазовой отрасли, сравнивающие метод кОВГ с пробоотборником Bacharach Hi Flow® (BHFS). Точность кОВГ составила +/- 30% за несколько недель слепого тестирования, включающего десятки контрольных точек для разных газов (включая добываемый газ), в широком диапазоне фонов и условий окружающей среды.

3. Исследование, проведенное европейской отраслевой группой, в которую входят большинство нефтяных компаний, работающих в Европе, посвященное изучению экологических проблем, связанных с нефтяной промышленностью. В результате этого исследования был сделан вывод, что кОВГ значительно превосходит одобренный Агентством по охране окружающей среды США метод 21 с точки зрения точности результатов.

Следует отметить, что одобренный Агентством по охране окружающей среды США метод 21 разделяет это ограничение, при этом кОВГ выделяется, демонстрируя решение в части устранения этой неопределенности.

Используя пламенно-ионизационный детектор (FID) по методу 21, обычно калибруют прибор на чистый газ, а затем измеряют технологические потоки. Состав газа может значительно изменить реакцию FID, но, как правило, эта погрешность принимается, даже если она может внести погрешность в 200 или более процентов в метод 21. Большинство предприятий не калибруют FID для каждого конкретного технологического потока (корректирующее действие); они просто принимают число концентрации (измеренное как чистый калибровочный газ). Метод 21 не предоставляет возможность обратной корректировки результата.

FLIR QL320 упрощает корректировку газовой смеси и добавляет гибкости. Кроме того, коррекция является фундаментальной, то есть она не зависит от конкретного инструмента (как в случае с FID и методом 21). FLIR QL320 позволяет пользователям настраивать газовую смесь постфактум, и ваши настройки будут применимы к любому результату FLIR QL320, примененному к этому технологическому потоку, в любой конкретный день или в условиях окружающей среды.

Температура дельты (ΔT) является самым большим фактором, влияющим на точность кОВГ. Между температурой окружающей среды вблизи газового шлейфа и фоном должен существовать достаточный перепад температур.
При съемке видео с помощью камеры ОВГ, установленной на штатив, пользователям QL320 необходимо обеспечить максимально возможное значение ΔT. Разница температур окружающего воздуха вблизи утечки газа и видимой температуры фона на изображении должна составлять, как минимум, 2°C.
Большинство ветровых условий не будут отрицательно влиять на точность кОВГ. При отсутствии ветра утечка газа может ненадежно протекать в одном направлении, что приведет к «скоплению» газа. И наоборот, сильный ветер (например, более 15 МПГ) создает проблемы, так как ветер так быстро отводит газ от точки выброса. При этом большинство утечек газа попадает в допустимый диапазон скорости ветра или происходит в экранированном или частично экранированном месте.
Ветер подается в FLIR QL320 на трех уровнях (спокойный, нормальный и высокий). Результат более стабилен при высоких скоростях ветра (когда не происходит образования пула газового шлейфа). Точность в пределах 30-40 процентов.
Влажность не влияет на измерительные возможности системы.

Минимальный размер утечки, который можно определить количественно, зависит от ΔT (между температурой окружающей среды вблизи газа и фоном), соединения, которое вы визуализируете, и скорости ветра. Система FLIR QL320 продемонстрировала способность количественно определять утечку пропана до 100 куб. см/мин и утечку метана до 300 куб. см/мин при ΔT 5 ° C и умеренной скорости ветра.

Диапазон и поле зрения (угол обзора) для FLIR QL320 зависят от используемого объектива. Диапазоны:
• 23 мм (угол обзора 24 градуса): от 5 до 54 футов
• 38 мм (угол обзора 14,5 градуса): от 8 до 90 футов

• 92 мм (поле зрения 6 градусов): от 20 до 210 футов
Общее расстояние будет влиять на повторяемость и точность результатов количественного анализа (аналогично измерению температуры с помощью камеры), так как при расчете длины концентрации утечки газа с большего расстояния можно использовать меньшее количество пикселей. Соответственно, при использовании FLIR QL320 на большем расстоянии, вы заметите, что окружность отвода шлейфа значительно меньше.

Новой функцией, доступной для использования с FLIR QL320, является режим Q-Mode. Режим Q изначально был разработан для использования с FLIR GFx320, который предназначен для работы в опасных зонах класса 1, дивизион 2-й, когда камера не установлена к FLIR QL320. Режим Q-Mode позволяет сохранять видеопоследовательности утечек непосредственно на SD-карту камеры, а затем обрабатывать их в FLIR QL320 вдали от опасной зоны.

По-прежнему выгодно использовать FLIR QL320 в полевых условиях, подключенный непосредственно к камере, по нескольким причинам:
— Немедленное получение информации о наличии достаточной фоновой температуры (ΔT).
— Получение в реальном времени данных о серьезности утечки и знание того, требуются ли немедленные действия.
— Использование функций, доступных на FLIR QL320 во время работы в полевых условиях, включая ручную чувствительность, границы выемки и переменный интервал времени (1 сек; 5 сек; 60 сек), а также определение опций устройства определения уровня утечки в режиме реального времени.

Текущий метод кОВГ предназначен для точечных релизов. Большие диффузные выбросы, такие как выбросы из пруда- накопителя или большого уплотнения резервуара, могут труднее поддаваться количественной оценке с помощью этого метода. Очень большие утечки и очень высокие скорости выхода могут быть недооценены. Высокая скорость утечки может привести к некоторому насыщению изображения, что приведет к занижению скорости утечки. При высоких скоростях выхода, возможно, что шлейф не будет двигаться достаточно сильно, чтобы увидеть фон за шлейфом (необходимый для вычисления ΔT).

Отрасль оптической визуализации газа движется в направлении количественного анализа, и FLIR является ведущим разработчиком в этой новой области. Ниже приведены некоторые недавние усовершенствования и новые функции FLIR QL320:
1. Цветное наложение газового шлейфа
2. Способность измерять скорость утечки в концентрации по длине хода
3. Способность создавать многочисленные «выемки» в границе вытяжки шлейфа
4. Снимок одного изображения с наложением скорости утечки
5. Скорость утечки (среднее значение прокатки) на видеопокрытии

QL320 показывает показатель концентрации как «концентрация на длине пути» или «части на миллион (ppm)» на длине пути одного метра. Эта длина хода предполагала бы, что утечка имеет глубину один метр. В терминах оси X, Y, Z, длина пути «метра» является осью «Z» (глубина) шлейфа, а не осями «X» или «Y» (горизонтальная или вертикальная). По определению, показания будут предполагать, что обнаруженная утечка — это один метр глубины (от начальной утечки, прямо от камеры).

Если глубина известна (или может быть оценена), среднее значение част./млн по глубине может быть вычислено путем деления значения част./млн-м на глубину. Например, если QL320 показывает показатель 1000 част./млн и глубина шлейфа оценивается в 10 см (0,1 м или ~ 4 дюйма), средняя концентрация в шлейфе газа на глубине 10 см составляет 10 000 част./млн (1000 част./млн — 0,1 м).

Анализатор или другое устройство, которое представляет данные в част./млн, снимает показания с пробы молекул воздуха в одной точке и, следовательно, не требует показаний длины пути. Устройства TVA также ограничены в том, что они могут измерять утечку только в том случае, если устройство направлено непосредственно на утечку, что является более сложным, так как данная технология не визуализирует утечку газа.

Количественная оптическая визуализация газа эффективна, точна и удобна. Ее достоинства растут, а технологические возможности постоянно совершенствуются. В дополнение к очевидным преимуществам с точки зрения безопасности по сравнению с альтернативными методами количественной оценки газа, кОВГ обеспечивает экономическую эффективность в качестве дополнения к существующим камерам ОВГ и позиционирует нефтегазовых лидеров как сторонников экологического сознания.

Платформа FLIR QL320 позволяет использовать кОВГ как в полевых условиях, так и, возможно, после сканирования (возможность постобработки) с функцией Q-Mode и комбинацией планшетов.