Gestion du brûlage des gaz dans les usines chimiques

Note d'application | Chimie

  • Mesure des gaz résiduels dans les installations industrielles
  • Mesure en continu, par ultrasons, du débit-volume et du pouvoir calorifique des gaz d'hydrocarbures
  • Mesure précise indépendamment de la densité des gaz

Contexte

Les gaz d'hydrocarbures résiduels sont un sous-produit de nombreux processus chimiques. Ils sont généralement brûlés dans des chaudières afin de produire de la vapeur. La composition de ces gaz résiduels n'est cependant pas constante, allant de l'hydrogène gazeux pur aux gaz d'hydrocarbures plus lourds, selon le processus qui les a générés. En l'absence de tels gaz, les chaudières peuvent être alimentées via le réseau de distribution de gaz naturel. Ainsi, le pouvoir calorifique des gaz varie fortement et les brûleurs des chaudières doivent être ajustés en temps réel, selon la composition des gaz, afin d'optimiser le brûlage des gaz et de générer le minimum d'émissions.

Besoins de mesure

Pour une combustion optimale, les mesures doivent répondre à deux critères. Le premier consiste à ajuster les brûleurs en fonction de la composition des gaz de sorte que le rapport lambda (rapport oxygène/gaz combustible) soit compris entre 1 et 1,2. Ce rapport est généralement mesuré à l'aide d'une sonde lambda placée dans les gaz d'échappement. Cette technique nécessite cependant des interventions d'entretien et de réétalonnage. Une meilleure solution consiste à mesurer directement le pouvoir calorifique des gaz combustibles. Le deuxième critère repose quant à lui sur la répétabilité des mesures du débit gazeux indépendamment des propriétés des gaz. Ce critère est particulièrement important à respecter, car la densité des gaz change en fonction de leur composition.

La solution KROHNE

La solution OPTISONIC 7300 permet de répondre aux deux critères de mesure décrits plus haut. Le débitmètre à ultrasons à 2 canaux assure une mesure précise du débit-volume des gaz, indépendamment de leur densité. Équipés d'une technologie d'amortissement spécifi que, ses sondes en titane garantissent une mesure extrêmement précise du temps de transit des ultrasons, valeur directement proportionnelle à la vitesse du son. Ce débitmètre intègre également une fonction de calcul de masse molaire (selon la formule ci-contre) nécessitant la saisie de l'indice adiabatique et de la température des gaz. Ce premier paramètre est saisi par l'intermédiaire du menu, tandis que le second est transmis par une sonde de température externe reliée à la borne d'entrée de 4-20 mA du débitmètre.

Avantages pour le client

La combustion des gaz est optimisée. Reposant sur des résultats de mesure extrêmement précis, le fonctionnement des brûleurs peut être ajusté en fonction du pouvoir calorifi que des gaz résiduels, de façon à réduire les émissions (NOx, etc.) et à améliorer l'effi cacité énergétique.

Dépourvue de pièces mobiles susceptibles de limiter l'écoulement gazeux, la solution OPTISONIC 7300 ne nécessite aucun entretien. Ainsi, à la différence des sondes lambda, l'OPTISONIC 7300 présente une excellente répétabilité ainsi qu'une grande stabilité dans le temps. De plus, les propriétés des gaz (densité, pression, etc.) n'ont aucune infl uence sur la qualité des mesures. Libre de tout obstacle, le processus ne subit aucune perte de pression. Enfi n, l'OPTISONIC 7300 est une solution complète qui ne nécessite pas l'installation d'un calculateur de débit séparé.

Produits utilisés

OPTISONIC 7300

Débitmètre à ultrasons pour applications de gaz naturel, gaz de process et gaz d'utilités

  • Débitmètre à 2 faisceaux, pour la mesure du débit du volume normalisé, quelles que soient les propriétés du produit à mesurer
  • Pas de maintenance, pas de perte de charge, large plage dynamique
  • Bride : DN50…1000 / 2…40", max. PN450 / ASME Cl 2500 ; également avec raccords à souder
  • 3 x 4…20 mA, HART®, Modbus, FF
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