电转气装置(P2G)中绿色氢气的流量测量

应用报告 | 石油和天然气行业

  • 为注入管网的绿色气体提供准确且一致的信息
  • 氢气、合成甲烷(SNG)、二氧化碳和天然气的流量测量
  • 一站式提供产品及服务,包括仪表、测试、调试和培训

背景

GRTgaz 是一家在欧洲领先的天然气输送运营商。该公司是生产和分销可持续能源的创新者。GRTgaz 是 Jupiter 1000(www.jupiter1000.eu)项目的组织者,这是法国境内首个将电转气(P2G)注入天然气管网的工 业示范项目,位于法国南部的 Fos-sur-Mer。该项目得到了法国环境与能源管理署(ADEME)、欧洲区域发展 基金(ERDF)以及普罗旺斯-阿尔卑斯-蓝色海岸行政区域的特别支持,并获得了法国政府的未来投资(PIA) 计划。

P2G 是一种利用电力生产气体燃料的技术。在 Jupiter 1000 项目中,使用可再生能源来电解水,以生产氢气。 这种绿色氢气既可以作为燃料、能源载体,也可以作为原料使用,并在工业和能源部门中的去碳化目标中发 挥着重要的作用。在 Jupiter 1000 项目中,所产生的绿色氢气被用作两种不同的方式,以实现天然气供应的 去碳化。在第一种方法中,氢气被直接注入管网,形成氢气和天然气的混合物。在第二种方法中,氢气(H2)与 附近工厂中所捕获的 CO2 反应,通过甲烷化的过程将其转化为合成甲烷(CH4)。随后,合成甲烷被注入到天然 气管网中。

测量要求

JUPITER 1000 是一个示范性的 P2G 项目,它结合了两种电解技术:PEM(膜)和碱液(液体)。通过与几个行 业伙伴的深度合作,经历了至少三年的性能测试和工厂优化分析。为了评估直接注入 H2 与合成 CH4 两种方 案的技术和经济可行性,首先需要了解产品的组分和不同电解过程的效率。因此,GRTgaz 要求对各种气体的 流速和组分提供准确、清晰并且一致的信息。此外,还需要维护和运营成本低。

科隆解决方案

作为天然气行业的主要仪表供应商(MIV)和解决方案供应商,科隆公司为客户设计、建造并交付了一套量身 定制的方案,包括流量计量和流量计算。同时,还提供了过程集成、调试和现场培训服务。 基本工艺流程的测量均已覆盖:

对于电解的绿色氢气,以及甲烷化工艺的合成天然气(SNG),进行质量流量的测量:

  • 2 x OPTIMASS 6400 C 科里奥利质量流量计(½" 600lb 法兰);ATEX Ex ia 认证

对于工业烟气中捕获的二氧化碳,进行体积流量的测量

  • 1 x OPTISWIRL 4200 C 涡街流量计,集成温压补偿和流量计算机,用于标况下的流量计算;ATEX Ex ia 认证

对于管网中的天然气,进行体积流量的测量:

  • 2 x OPTISONIC 7300 C 超声波流量计(4"、6" 600lb 法兰);ATEX Ex ia 认证

所有的流量计,与现有的基础设施、控制阀、泵和气体分析仪集成在一起。测量 SNG、氢气和天然气的流量计, 被连接到一台 SUMMIT 8800 流量计算机中,客户能够独立地设置所有四台流量计,无需额外的现场服务。 高度集成多种功能的流量计算机,专用于计算各种介质和工况的能量。根据客户的要求,它提供 Modbus 通 信协议(RS 485)。

客户利益

由于对生产和输送的气体,进行了准确且可靠的流量测量和能量计算,客户可以显著地降低运营成本以获 益。仪表没有移动部件,降低了维护的工作量。由于使用了全通径的 OPTISONIC 7300,显著降低了压损 (通常与涡轮流量计有关),节省了泵和压缩机容量的成本。

不仅降低了运营成本,而且还减少了投资成本。事实上,无需像以前使用涡轮和外夹式流量计那样,为每台流 量计配备 H2 和 CH4 的流量计算机。多功能的 SUMMIT 8800 流量计算机,可以同时处理几种类型的仪表的测 量值。科隆项目团队,负责管理整个解决方案的交付,从设计、工厂验收测试(FAT)直到现场集成。通过 科隆公司的一站式解决方案,完全达到了客户的期望。

使用产品

OPTIMASS 6400

科里奥利质量流量计,适用于严苛的过程应用

  • 高精度(±0.05% MV),超低温和高温介质(-200…+400°C / -328…+752°F);可在含气量大范围波动和复杂流态下保持测量(EGMTM
  • SIL 2/3;贸易交接认证:OIML R117、R137、MI-005、MI-002;API、AGA;卫生级认证
  • 法兰口径:DN10…300 / ½…12",压力等级最高 PN 160 / ASME Cl 1500
  • 3 x 4…20 mA、HART®7、Modbus、FF、Profibus-PA/DP、PROFINET、EtherNet/IP™、Bluetooth®

OPTISONIC 7300

超声波流量计,适用于天然气、过程工艺气体和过程辅助气体的应用

  • 双声道流量计,用于标况体积流量计量,与介质的属性无关
  • 免维护、无压损、宽量程比
  • 法兰口径:DN50…1000 / 2…40",压力等级最高 PN450 / ASME Cl 2500;可提供焊接式连接
  • 3 x 4…20 mA、HART®、Modbus、FF

OPTISWIRL 4200

涡街流量计,适用于公用工程应用和能量管理系统

  • 用于液体、(湿)气体、饱和蒸汽和过热蒸汽(+240°C / +464°F)
  • 集成 P+T 测量:直接输出质量、名义流量、能量、总/净热量
  • 法兰型:DN15…300 / ½…12";夹持型:最大 DN100 / 4"
  • 两线制、4…20 mA、HART®、FF、Profibus-PA

SUMMIT 8800

用于贸易交接级(CT)测量的流量计算机

  • 模块化的硬件和软件设计,高性价比的解决方案
  • 全彩色图形触摸屏,高度透明的呈现工艺过程
  • 操作人员的访问便捷,维护高效
  • 自动性能监测系统,延长重新校准间隔
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