RAPPORT D'APPLICATION - KROHNE France
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Mesure de biogaz pour l'alimentation d'une centrale de cogénération électricité chaleur • Production de méthane dans la station d'épuration ARA Region Bern AG • Mesure à ultrasons de débit de biogaz à teneur élevée en CO 2 • Mesure du transport d'énergie de la tour de digesteur au gazomètre sans perte de pression 1. Contexte La compagnie ARA region bern AG (arabern) exploite une station d'épuration à Herrenschwanden (Suisse). La station sert également à la génération d'énergie renouvelable. L'entreprise obtient du biogaz neutre en CO 2 (méthane) à partir des déchets biogènes et des boues. Grâce à une centrale de cogénération électricité/chaleur (CHP), l'opérateur peut convertir une partie de ce biogaz en énergie électrique, et couvre ainsi 24 % de ses besoins en énergie par sa propre production. L'énergie calorifique dégagée pendant le processus sert à générer de l'énergie thermique. Une autre partie du biogaz est convertie en biométhane de qualité gaz naturel dans une station de traitement afin d'être injectée dans le réseau public de distribution de gaz. 2. Besoins de mesure Pour produire du biogaz, arabern transfère les boues de l'étape de traitement primaire et d'épuration biologique, aux tours de digesteur, dans lesquelles elles circulent pendant 25 jours et sont chauffées à 35° C. Le mélange de biogaz dégagé pendant le process contient du méthane (65 % vol.). Les autres composants comprennent le dioxyde de carbone (> 25 % vol.) et l'eau (5-7 % vol.). Immédiatement après la production, le biogaz traverse différents filtres et est transporté dans un système de canalisations à 24° C vers un gazomètre qui alimente en énergie le moteur à gaz de la CHP. En production, pour la mesure de débit du biogaz de la tour de digesteur au gazomètre, arabern recherchait une solution technique qui fournisse des mesures de volume de biogaz fiables et précises (0...2000 Nm³/h), malgré une humidité très élevée et une pression très basse (environ 35 mbars).L'application exclut quasiment toutes les pertes de pression et nécessite une homologation conforme à la directive ATEX sur la protection antidéflagrante (Zone 1). RAPPORT D'APPLICATION Eau & eaux usées Tours de digesteur d'arabern
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Mesure de biogaz pour l'alimentation d'une centrale de cogénération électricité chaleur
•Productiondeméthanedanslastationd'épurationARARegionBernAG•MesureàultrasonsdedébitdebiogazàteneurélevéeenCO2•Mesuredutransportd'énergiedelatourdedigesteuraugazomètresanspertedepression
1. ContexteLacompagnieARAregionbernAG(arabern)exploiteunestationd'épurationàHerrenschwanden(Suisse).Lastationsertégalementàlagénérationd'énergierenouvelable.L'entrepriseobtientdubiogazneutreenCO2
(méthane)àpartirdesdéchetsbiogènesetdesboues.Grâceàunecentraledecogénérationélectricité/chaleur(CHP),l'opérateurpeutconvertirunepartiedecebiogazenénergieélectrique,etcouvreainsi24%desesbesoinsenénergieparsapropreproduction.L'énergiecalorifiquedégagéependantleprocessussertàgénérerdel'énergiethermique.Uneautrepartiedubiogazestconvertieenbiométhanedequalitégaznatureldansunestationdetraitementafind'êtreinjectéedansleréseaupublicdedistributiondegaz.
2. Besoins de mesure
Pourproduiredubiogaz,araberntransfèrelesbouesdel'étapedetraitementprimaireetd'épurationbiologique,auxtoursdedigesteur,danslesquellesellescirculentpendant25joursetsontchaufféesà35°C.Lemélangedebiogazdégagépendantleprocesscontientduméthane(65%vol.).Lesautrescomposantscomprennentledioxydedecarbone(> 25%vol.)etl'eau(5-7%vol.).Immédiatementaprèslaproduction,lebiogaztraversedifférentsfiltresetesttransportédansunsystèmedecanalisationsà24°CversungazomètrequialimenteenénergielemoteuràgazdelaCHP.Enproduction,pourlamesurededébitdubiogazdelatourdedigesteuraugazomètre,arabernrecherchaitunesolutiontechniquequifournissedesmesuresdevolumedebiogazfiablesetprécises(0...2000Nm³/h),malgréunehumiditétrèsélevéeetunepressiontrèsbasse(environ35mbars).L'applicationexclutquasimenttouteslespertesdepressionetnécessiteunehomologationconformeàladirectiveATEXsurlaprotectionantidéflagrante(Zone1).
RAPPORT D'APPLICATION Eau & eaux usées
Tours de digesteur d'arabern
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3. La solution KROHNE
Pourmesurerlebiogaz,KROHNEafournil'OPTISONIC7300F.Lorsdel'installationdudébitmètreàultrasons,lacanalisationenacierinoxydableaétéramenéed'unDN200àDN150pouraugmenterlavitessed'écoulementdumélangedebiogaz.Lecônedemesureneprovoqueaucunepertedepression.L'appareildemesureaétéfournienversionExconformeàladirectiveATEX.
L'OPTISONIC7300définitledébitdebiogazparleprincipedemesurededifférencedetempsdetransit.Lavitessedusondanslegaz(célérité)estmesuréeenmêmetemps.Surcettebaseetaveclatempératuredugaz,l'indexadiabatiqueetlaconstanteuniverselledesgaz,leconvertisseurdemesurecalculeégalementlamassemolairequisertàdéfinirlateneurenméthaneavecuneprécisionde2%.
L'OPTISONIC7300complèteunappareilàultrasonsKROHNEGFM700utilisédepuisplusieursannéesetencoreutilisépourlamesureendérivation.UnautreGFM700estinstalléfaceàlatourdetorche,oùilmesureledébitdugazméthanequiestbrûléquandlaCHPestarrêtée.
4. Avantages pour le client
L'OPTISONIC7300fournitàarabernunemesurededébitprécisedubiogazproduitsurplace.Lecalculintégrédelateneurenméthanedubiogazpermetàl'opérateurdedéfinirprécisémentlaproductionénergétiquedesastationd'épuration.IlestimportantpouraraberndeconnaîtrecettedonnéecarlemoteurdelaCHPfonctionnecorrectementuniquementavecuneteneurminimumenméthane.
Arabernprofiteentreautresdelaflexibilitédel'appareilàultrasons,carilfournitdesmesuresfiablesdansunenvironnementsensibleàlapressionetindépendantdelacompositiondugaz.Tandisquelesappareilsdemesuremécaniquesnepeuventpasêtreutilisésdanscetteapplicationenraisondelafaiblepressionetquelastabilitédemesured'autresappareilsàultrasonsestaltéréeparlegazhumideetlateneurélevéeenCO2,l'OPTISONIC7300,grâceàsescapteursentitane,fournitlapuissancedesignalnécessaire,etdoncuneprécisiondemesureélevée.L'appareildemesureestsansentretienetauneexcellentestabilitédansletemps.
5. Produit utilisé
OPTISONIC 7300 •Débitmètreàultrasonspourgaz•Calculintégréduvolumestandardetdelateneurenméthane•Pasdepertedepression•HomologationpourzonesàatmosphèreexplosiveselonATEX•DiamètrenominalDN50...DN600•Précisionetstabilitédansletempsélevées•Investissementréduit,faiblescoûtsd'exploitation
Contact
KROHNEMesstechnikGmbHLudwig-Krohne-Str.547058DuisburgAllemagneTél.:+49(0)2033010Fax:+49(0)[email protected]
LalistedetouslescontactsKROHNEestdisponiblesurnotresiteInternet.
Mesure de biogaz avec OPTISONIC 7300
Mesure en dérivation avec KROHNE GFM 700
RAPPORT D'APPLICATION
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