Design und die Verwendung eines Vollstrom-Probenahmesystem (FFS) für die Quantifizierung von Methanemissionen

Das übergeordnete Ziel dieser Methodik ist es, eine robuste und genaue Quantifizierung von austretenden Gasen, insbesondere von Methan, einem starken Treibhausgas, mit Hilfe neuer Technologien zu ermöglichen. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie im Vergleich zu anderen verfügbaren Quantifizierungssystemen eine verbesserte Genauigkeit bietet. Es ist unempfindlich gegenüber Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffemissionen.

Die Idee zu dieser Technologie und Methode hatten wir erst, als wir mit der Quantifizierung der Methanemissionen im Zusammenhang mit Erdgastankstellen und -stationen beauftragt wurden. Nach einer Überprüfung der aktuellen und zuvor verwendeten Technologien und Techniken stellten wir fest, dass die Entwicklung unseres eigenen Systems und unserer eigenen Methoden eine verbesserte Genauigkeit gewährleisten würde. Dann änderten wir unsere Methoden zur Probenahme von Automotiven unter den Emissionen, wodurch ein vollständiges Probenahmesystem entwickelt wurde.

Anschließend setzten wir eine Vielzahl von Messkampagnen ein, um die Leckagen in den verlorenen Methanemissionen genau zu quantifizieren. Stellen Sie vor der Arbeit vor Ort sicher, dass Sie den Luftmassenmesser und den Treibhausgasanalysator korrekt kalibrieren. Dies sind relativ einfache, aber wichtige Verfahren, die korrekt durchgeführt werden müssen.

So werden sie im Textprotokoll ausführlich beschrieben. Im Textprotokoll wird auch erläutert, wie ein vollständiger Systemwiederherstellungstest durchgeführt wird. Dieses Video zeigt, wie Sie nach Treibhausgaslecks suchen.

Und bewerten Sie sie anhand einer potenziellen Quelle flüchtiger Emissionen. Bevor Sie beginnen, erstellen Sie eine neue Inventardatei auf dem Feldcomputer. Geben Sie alle Details auf der Website ein.

Die Datenfelder für Datum, Uhrzeit und GPS-Position werden automatisch ausgefüllt. Dokumentieren Sie als Nächstes alle unzugänglichen Quellen oder aggregierten Quellen. Zum Beispiel ein Entlüftungsrohr, das nicht sicher zugänglich ist.

Eine aggregierte Gruppe von Quellen kann mehrere Armaturen und mögliche Quellen, wie z. B. ein Kompressorgehäuse, umfassen. Wenn mehrere Quellen als Ganzes untersucht werden können, sind die Quellen unter Verwendung eines Gehäuses aus einem undurchlässigen Material mit mindestens einem Eingang und einem Ausgang zum Auffangen des strömenden Gases zusammenzufassen. Messen und zeichnen Sie in regelmäßigen Abständen die Methankonzentration im Hintergrund auf.

Führen Sie immer mehrere Hintergrundmessungen in derselben Region durch. Um mit dem tragbaren Methandetektor nach einem Leck zu suchen, stellen Sie es zunächst in der Umgebungsluft auf Null. Der Detektor reagiert empfindlich auf Gase, die sich fünf ppm über dem Hintergrund befinden.

Überprüfen Sie dann alle zugänglichen Schnittstellen, die flüchtige Emissionen aufweisen können. Positionieren Sie die Sondenprobe, emulieren Sie oder tauen Sie ein Leck an der Oberfläche auf, um die Lösung zu minimieren. Bewegen Sie dann die Sonde entlang der Peripherie der Grenzfläche, während Sie die Geräteanzeige beobachten.

Gehen Sie langsam vor, da die Reaktionszeit des Instruments verzögert ist. Wenn ein erhöhter Zählerstand beobachtet wird, nehmen Sie langsam Proben aus dem Bereich, bis der maximale Zählerstand erreicht ist. Lassen Sie die Sondenemulation etwa 20 Sekunden lang an dieser maximalen Messposition.

Wenn der Zählerstand größer als 500 Teile pro Million ist, notieren Sie das Ergebnis und melden Sie es, indem Sie ein Leckbild aufnehmen. Um mit einem Infrarot-Bildgebungsgerät nach Lecks zu suchen, können solche Kameras Lecks schneller finden als ein Handdetektor. Wenn ein Leck erkannt wird, nehmen Sie ein Video oder ein Bild zu Berichtszwecken auf.

Wenn ein Leck gefunden wird, aber der genaue Ort schwer zu lokalisieren ist, versuchen Sie es mit einer Lecksuchlösung. Halten Sie die Flasche aufrecht und tragen Sie so viel Lösung auf, dass die Schnittstelle mit dem Strafleck bedeckt ist. Lass dann fünf bis 10 Sekunden warten, bis sich Blasen bilden.

Quantifizieren Sie Lecks, sobald sie gefunden werden oder nachdem Sie eine vollständige Inventur aller Lecks durchgeführt haben. Bevor Sie sich dem Leck mit dem Probenschlauch nähern, stellen Sie sicher, dass das Erdungsband den Boden berührt. Befestigen Sie dann die Erdungsklemme des Probenehmers an der Leckquelle.

Überprüfen Sie nun mehrere Punkte im Bereich der Leckquelle. Öffnen Sie anschließend den Iriskanal am Einlass des Gebläses, um den Volumenstrom zu erhöhen. Die maximale Methankonzentration liegt also innerhalb von 10 Prozent des höchsten kalibrierten Wertes oder ist mindestens zwei ppm über dem Hintergrundwert.

Um das Leck zu quantifizieren, drücken Sie nun die Schaltfläche Neues Leck. Wählen Sie als Nächstes die Option "Lokaler Hintergrund" aus und geben Sie an, ob sich weitere Lecks in der Umgebung befinden. Andernfalls wählen Sie die Option "Globaler Hintergrund" aus.

Halten Sie nun den Schlauch ruhig, während der lokale Hintergrund abgetastet wird, während sich das Gerät in der Position der Leckprobenahme befindet. Nachdem Sie den Hintergrund gelesen haben, quantifizieren Sie das Leck dreimal von der gleichen Position aus. Das System analysiert die drei Messungen und meldet die Varianz.

Wenn die Abweichung über 10 Prozent liegt, setzen Sie die Stichprobenziehung fort, bis die Abweichung akzeptabel ist. Andernfalls klassifizieren Sie das Leck als variabel und notieren Sie die vermutete Ursache. Wenn Sie das Gas in einem Gehäuse quantifizieren, warnen Sie das System über die Registerkarte des Gehäuses.

Warten Sie auf einen konstanten Messwert, bevor Sie das Gas quantifizieren. Die Zeit, die dafür benötigt wird, hängt von der Größe des Gehäuses ab. Um eine Beutelprobe für die externe Untersuchung zu entnehmen, sammeln Sie einfach Gas aus dem Auslass des Treibhausgassensors.

Notieren Sie dabei die Identifikationsnummer der Probe in der Software und füllen Sie den Beutel mit dem Timer auf dem Bildschirm. Vor dem Einsatz im Feld wurde das Vollstrom-Probenahmesystem mit einem Standardgas überprüft. Die Durchflussrate des Systems wurde auf 140 SCFM eingestellt und das Gas wurde mit 20 oder 30 Standardlitern pro Minute in das System geleitet.

Die Messwerte lagen innerhalb der erwarteten 4,4 Prozent. Der Sensor wurde mit einer bekannten Methankonzentration kalibriert. Nach Anwendung einer externen Korrektur betrug die durchschnittliche Abweichung von der bekannten Konzentration 0,7 Prozent, während die Einzelmessungen nie um mehr als 1,9 Prozent abwichen.

Nun wurde ein kontinuierliches Gasleck im Feld gemessen. Zunächst wurden die Hintergründe ermittelt. Als sich der Sensor dem Leck näherte, nahmen die Messungen der Methankonzentration zu.

Am Leck wurde die Peak-Messung durchgeführt. Als sich der Sensor vom Leck entfernte, wurden niedrigere Messwerte aufgezeichnet. Mit einer IR-Kamera war eine Wolke aus dem Leck zu erkennen.

Wenn der Probenehmer in Betrieb war, konnte die Kamera die Wolke nicht mehr einfangen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie das Vollstrom-Probenahmesystem verwenden können, um die Methanemissionsrate eines Lecks genau zu quantifizieren. Genaue massenbasierte Messungen sind entscheidend für die Bestimmung der gesamten Methanemissionen, die Erstellung und Aktualisierung von Treibhausgasinventaren und die Entwicklung von Emissionsfaktoren auf Komponentenebene.