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Kubische Methan-Detektion Sensing Solution

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Wie wählt man eine geeignete Sensorausrüstung für die Methanerkennung in der Öl- und Gasindustrie aus?

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Methan, ein starkes Treibhausgas, wird in verschiedenen Phasen der Öl- und Gasförderung freigesetzt, von der vorgelagerten bis zur nachgelagerten Produktion. Seine Auswirkung auf die globale Erwärmung ist über einen Zeitraum von 100 Jahren mehr als 25-mal größer als die von Kohlendioxid, was es zu einem bedeutenden Faktor des Klimawandels macht. Um das Ziel zu erreichen, die Methanemissionen bis 2030 um mindestens 30 % unter das Niveau von 2020 zu senken, haben viele Länder strengere Vorschriften erlassen, darunter der EPA Methane Emissions Reduction Plan, UN OGMP2.0 und EU Fit for 55, die von der Industrie mehr Transparenz und Verantwortlichkeit bei der Messung der Methanemissionen verlangen. Daher wird die Erkennung, Lokalisierung und Quantifizierung von Methanlecks immer wichtiger, um die Methanemissionen in der Öl- und Gasindustrie zu verringern.

Als Hersteller von Gassensoren und Gasanalysatoren verfügt Cubic über ein breites Spektrum an industriellen Lösungen für die Erkennung und das Management von Methanemissionen, die auf einer mehr als 20-jährigen Forschungs- und Entwicklungsarbeit basieren.

Um die steigende Nachfrage nach Methanerkennung in der Öl- und Gasindustrie zu bedienen, hat Cubic verschiedene ausgereifte Technologieplattformen der nicht-dispersiven Infrarot- (NDIR), abstimmbaren Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie (TDLAS) und Laser-Raman-Technologien genutzt, um innovativ überlegene, zuverlässige und glaubwürdige Echtzeit-Methangassensoren und Gasanalysatoren zu entwickeln, die darauf abzielen, Methanemissionen zu reduzieren und die Zuverlässigkeit und Glaubwürdigkeit von Methanemissionsdaten in der Öl- und Gasindustrie von der vorgelagerten bis zur nachgelagerten Industrie zu verbessern.

Im Folgenden werden die neuesten technischen Innovationen von Cubic für die Methanerkennung in der Öl- und Gasindustrie kurz vorgestellt.

1. Nicht-dispersive Infrarot (NDIR) Sensortechnologie

Die NDIR-Technologie basiert auf dem Prinzip, dass bestimmte Gase Infrarotlicht bei charakteristischen Wellenlängen absorbieren. Basierend auf der NDIR-Technologie hat Cubic den Miniatur NDIR CH4-Sensor SJH-5B-SL entwickelt, der 0 bis 5% der Vol-Methan (CH4)-Konzentration erfassen kann. Dank des geringen Stromverbrauchs kann er in Szenarien eingesetzt werden, die eine optimale Energieeffizienz, batteriebetriebene tragbare oder tragbare Detektoren erfordern. Der SJH-5B-SL ermöglicht einen kontinuierlichen Arbeitsstrom von nur 1 mA und erreicht durch sein flexibles intermittierendes Arbeitsmodell einen Mikroampere-Wert. Darüber hinaus bietet der Detektor eine hervorragende Leistung für eine überragende Genauigkeit über den gesamten Temperaturbereich und eine Langzeitstabilität, die auf dem Matrix-Kalibrierungsmechanismus und dem Dual-Beam-Design basiert.

Der Cubic NDIR CH4-Sensor SJH-5B-SL liefert Echtzeitdaten für Bohrungen, Pipelines sowie Öl- und Gasspeicheranlagen und ermöglicht eine schnelle Reaktion auf Methanlecks, um einen präzisen und zuverlässigen industriellen Sicherheitsalarm zu realisieren.

2. Abstimmbare Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie Sensortechnologie

Die TDLAS-Technologie verwendet einen Diodenlaser mit abstimmbarer Wellenlänge als Lichtquelle und eine Fotodiode zur Erfassung des Lichtsignals. Die festgelegte Wellenlänge der Diodenlaseremission wird über den Absorptionspeak des Zielgases gescannt, und die Photodiode wird verwendet, um das Lichtsignal nach der Absorption durch das Zielgas zu detektieren, wodurch ein Absorptionsspektrum erhalten wird, das zur Ermittlung der Zielgaskonzentration durch weitere Analyse und Berechnung verwendet werden kann.

Auf der Grundlage des TDLAS-Prinzips wurde der kubische Methangassensor Gaboard-2502 speziell mit einem langen optischen Pfad für mehrfache Lichtreflexionen entwickelt, wodurch der Sensor eine extrem niedrige Nachweisgrenze und eine hohe Auflösung im niedrigen Konzentrationsbereich erreichen kann. Gasboard-2502 zielt auf Methanleckagen in niedriger Konzentration im atmosphärischen Hintergrund ab und ermöglicht eine hochselektive und genaue Erkennung von Methanleckagen mit einer Mindestnachweisgrenze von 1 ppm und einer Auflösung von 0,1 ppm. Darüber hinaus zeichnet es sich durch schnelle Reaktionszeiten mit einer Aufwärmzeit von weniger als 10 Sekunden aus. Im Hinblick auf die Anpassung an raue Arbeitsbedingungen im Freien und komplexe Umgebungen bietet das Gasboard-2502 auch überlegene Vorteile durch die Implementierung der TDLAS-Technologie zum Schutz vor Feuchtigkeit sowie einen integrierten Temperaturkompensationsalgorithmus und eine Selbstdiagnosefunktion für die Umweltverträglichkeit.

3. Laser-Raman-Spektroskopie Sensing Technologie

Die Laser-Raman-Spektroskopie ist eine spektrale Gasanalysetechnik, die auf der Raman-Streuung von Gasen basiert. Durch Messung und Analyse der Position und Intensität der charakteristischen Raman-Peaks mit einem Spektrometer kann die Laser-Raman-Detektionstechnologie zur gleichzeitigen Messung von Multikomponenten-Kohlenwasserstoffgasen einschließlich CH4 eingesetzt werden.

Der Cubic LRGA-3100 Laser-Raman-Spektroskopie-Gasanalysator wurde auf der Grundlage des Prinzips der Laser-Raman-Streuung entwickelt. Er ermöglicht die automatische Online-Messung verschiedener brennbarer Komponenten in Echtzeit, einschließlich H2, O2, N2, Methan und anderer Kohlenwasserstoffkomponenten. Durch den Einsatz des Laser-Raman-Spektroskopie-Gasanalysators können die Probleme der Messfehler durch manuelle Eingriffe und die hohen Arbeitskosten durch die Anwendung traditioneller GC-MS-Methoden weitgehend gelöst werden. Der Cubic LRGA-3100 zeichnet sich durch eine hochpräzise Messleistung und eine extrem niedrige Drift aus und bietet eine zuverlässige Datenunterstützung für die Echtzeitüberwachung der Zusammensetzung und des Brennwerts von Erdgas. Gleichzeitig kann der vorgelagerte Produktionsprozess auf der Grundlage der Änderungen in den Echtzeitdaten rechtzeitig angepasst werden, um die Produktionseffizienz weiter zu verbessern.

Aufgrund der Vorteile verschiedener ausgereifter Technologieplattformen bietet Cubic innovative Lösungen für die Methangassensorik, die für die Überwachung von Methanemissionen in der Öl- und Gasindustrie sowohl im Upstream- als auch im Downstream-Bereich von Vorteil sind. Gleichzeitig wird Cubic angesichts der Herausforderungen in den Bereichen Umweltemissionen, Sicherheitsüberwachung und Produktionsoptimierung in der Öl- und Gasindustrie auf technologische Innovation setzen, sich weiterhin in diesem Bereich weiterentwickeln und konsequent qualifizierte und zuverlässige Gassensorlösungen liefern.