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光学气体成像技术为Jonah Energy节省成本和资源

2015年10月,位于洛杉矶县的Aliso Canyon天然气储罐设施发生大量甲烷泄漏事故,引发国内对于天然气生产、处理及储存的**与环保问题的关注。矿井在四个月内喷发了约达 97,100 吨的甲烷和7,300吨乙烷,造成美国历史上*严重的天然气泄漏事故。

虽然井场很少喷发如此规模的天然气,就石油和天然气行业总体而言,每年因瞬时排放损失800万吨甲烷。这相当于经营者损失产量;因此,该行业面临着如何在潜在泄漏点(如压缩机站、处理工厂、水力压裂井和运输管道沿线)*出色地检测和修复天然气泄漏。
长久以来泄漏检测和维修的行业标准一直是称作方法21的环境保护署(EPA)协议,其依靠有毒蒸汽分析仪(TVA)检测气体泄漏。调查者利用TVA“嗅探”气体泄漏,随后工厂工程师进一步调查,以确定泄漏的真正源头。

但是,计划于2016年6月审批的EPA提案建议将光学气体成像(OGI)作为TVA的替代方案,称之为井场和压缩机站的“*佳减排系统”。

能源生产商欣然接受OGI技术

位于怀俄明州萨布莱特县的Jonah Energy是*早采用OGI技术的厂商之一。这家公司于2005年开始使用旧款FLIR GasfindIR热像仪检测其生产设施的瞬时排放。截止2010年,Jonah拥有4名经认证具有使用FLIR GF320红外热像仪——新一代OGI技术资质的全职员工。

“我们每个月检测150处设施,1年内检测1700口井,”环境现场技术人员Pat Mack表示。“没有OGI技术,我们无法高效检测泄漏。我们必须依靠旧技术,这使得我们无法采取前摄性行动。”

GF320和其它气体成像仪配备特殊滤光片,使他们能够“看见”甲烷和挥发性有机化合物(VOC)。这些气体吸收中波红外辐射,阻挡了来自气体后面的物体发出的辐射。热像仪检测到烟羽,将其显示为相对于周围区域的热辐射对比鲜明的阴影。OGI技术能以可视化形式确认小至0.8 g/小时的泄漏。

OGI技术的主要优势是能够扫描大片区域并实时可视化烟羽。这有助于检查员查明瞬时排放的来源并立即启动修复程序,使得光学气体成像检测比方法21(Method 21)检测更高效。事实上,在美国得克萨斯州沃思堡进行现场研究期间,检查员确定使用红外热像仪和方法21(Method 21)对同一现场设备进行扫描,前者比后者至少快9倍。

得益于OGI扫描速度迅捷,石油和天然气生产商能轻松对设备进行更频繁的扫描。环境保护署(EPA)强调,更经常的检测和维修能显著降低甲烷和挥发性有机化合物(VOC)瞬时排放。例如,季度检测能减少80%排放,半年度监控监测查和维修能减少60%排放。

自2010年以来,Jonah减少了75%的瞬时排放。该公司利用OGI技术将维修时间从705小时缩减至106小时,将人力成本从58,369美元降至7,500美元,将气体损失从348,000美元减少至20,500美元。排放从351吨降至31吨。

Jonah Energy公开表示他们采用OGI技术的月度泄漏检测和维修(LDAR)计划不仅切实有效而且能实现持续盈利。过去6年,他们的累计气体节约超过500万美元,完全够支付全部计划费用——从OGI设备和操作员到泄漏维修和维护,包括人工成本和部件费用。

在对怀俄明州环境质量部门空气质量分部的公开声明中,Jonah Energy总结道:
自2010年实施Jonah Energy的增强直接检测和维护计划以来,我们已经执行超过16,000次检测,修复了通过FLIR热像仪发现的数千次泄漏。基于天然气4美元/百万英热单位的市场价值,预计由识别泄漏的维修产生的气体节约费用超过维修识别泄露的人工和材料成本。此外,预计避免数百吨挥发性有机化合物排放到大气中。

Mack称Jonah成功实施基于OGI技术的LDAR计划有数项益处。他解释道:“我们不仅保护了环境,而且防止气体从管道泄漏——间接节省了成本。“该计划使工作场所更加**,因为不会形成爆炸性环境。”

员工**问题

讲师Ron Lucier认为能够从**距离处检查烟羽是FLIR光学气体热像仪的*重要方面。Lucier在总部位于新罕布什尔州纳舒厄市的红外培训中心授课。他将FLIR光学气体热像仪称作是“**热像仪”,因为FLIR光学气体热像仪使技术员能够在进入井场之前从**距离处检查烟羽。

“甲烷和其它碳氢化合物不仅易燃,而且高浓度下会引起窒息,”Lucier解释称。“利用TVA气体嗅探器,您知道存在气体泄漏,但是不知道泄漏量。光学气体热像仪用户能够立即看到烟羽大小——这是气体嗅探器无法实现的。”

Lucier指导学员对泄漏储罐进行宽扫描,以检查聚集在罐顶取样孔周围的泄漏气体。只有在确认没有泄漏之后,他们才进一步进行近距离扫描。“我曾多次进行宽扫描并且从**距离处看到巨大烟羽,并因此避免进入问题区域,”他表示。

州立法规

OGI不仅获得了环境保护署(EPA)和土地管理局的认可,而且也获得了州环保机构的认可。科罗拉多州和怀俄明州已经修改了各自的检测法规,允许使用OGI。其它一些州,包括加利福尼亚州、宾夕法尼亚州、北达科他州和俄亥俄州,正在修订其检测法规。此外,某些州正考虑是否应在公司及时上报甲烷泄漏并且在特定时间段内充分修复泄漏问题的情况下免除罚款。
总的说来,州立法规修改会实现更高效的泄漏检测和泄漏修复。环境保护署(EPA)指出,仅对10%-20%有气体泄漏的站点采取措施就能减少60%的甲烷排放。

这对Jonah Energy而言是福音,Jonah Energy正与怀俄明州环境质量部门(DEQ)合作制定新法规。“就州立法规而言我们已经**行业潮流,并且我们已设法设立该领域的环境标准,以便其它企业遵守,”Mack表示。

Mack称通过与拥有共同目标的州监管机构合作,他的公司能确保在实现更清洁环境的同时保持生产水平。“**和环保责任在我所处的行业中是很有必要的。即使微量气体泄漏也可能导致严重后果。FLIR使我们能及早发现泄漏,避免其酿成严重问题。这一切都是为了实现更**的今天和更绿色的明天。”