Ведущая компания в Шаньси специализируется на разработке месторождений метана угольных пластов, управлении газом угольных шахт и геологической разведке угольных месторождений. Чтобы устранить риски, связанные с газом, у источника, компания сотрудничала с крупным провинциальным угольным предприятием для реализации «Проекта полного покрытия добычи газа в масштабах провинции» . Она создала базы добычи метана угольных пластов в четырех основных районах добычи угля, снизив газоносность угольных пластов и давление в шахтах за счет масштабной добычи для обеспечения безопасной добычи. В рамках проекта, который продолжался три года (апрель 2019 г. - март 2022 г.), было развернуто в общей сложности 842 высоконадежных прибора для измерения расхода газа, что стало эталонным решением в отрасли.

Проблемы проекта

Наземная добыча угольного метана (в основном метана) осуществляется в сложных рабочих условиях:

1. Сложная среда: газ содержит пыль и имеет высокую влажность (RH > 90%), что может легко привести к износу и засорению приборов.

2. Колебание давления: Давление в трубопроводе отбора колеблется от 0,2 до 6,3 МПа, что требует широкой адаптивности.

3. Риски безопасности: предел взрываемости метана (5–15 % об.) требует, чтобы прибор имел класс взрывозащиты Ex d IIC T4.

4. Данные в режиме реального времени: для поддержки раннего оповещения о безопасности на шахтах необходим динамический мониторинг эффективности добычи и концентрации газа.

Решения и конфигурация продукта

Наша компания разработала индивидуальное комбинированное решение из газотурбинных расходомеров и вихревых прецессионных расходомеров, охватывающее весь диапазон трубопроводов от DN50 до DN200 с допуском давления 1,6–6,3 МПа, для достижения точного контроля на протяжении всего процесса добычи, измерения и транспортировки:

1. Газотурбинные расходомеры (серия STG)

• Технические преимущества:

• Подшипники из титанового сплава + сердечник вала из карбида вольфрама, устойчивы к пылевому износу (размер частиц ≤50 мкм).

• Диапазон регулирования 30:1, точность ±1,0% (сертифицировано по ISO 9951), допуск давления до 6,3 МПа.

• Взрывозащищенное исполнение (Ex d IIC T4), соответствующее стандартам GB 3836.1-2010.

• Сценарии применения:

• Устанавливается на магистральных трубопроводах высокого давления (＞2,5 МПа) для измерения общего объема извлечения метана в режиме реального времени.

• Встроенные датчики температуры/давления автоматически рассчитывают стандартный расход (Нм³/ч) с погрешностью менее ±1,5%.

2. Расходомеры вихревой прецессии (серия SSV)

• Технические преимущества:

• Отсутствие механических вращающихся частей, конструкция не требует технического обслуживания, подходит для смешанных сред газ-жидкость.

• Встроенный выпрямитель поля потока, устойчивый к помехам в распределении потока (требуется только 3D-прямой участок трубы выше по потоку).

• Широкий диапазон регулирования 15:1, низкие потери давления (<0,02 МПа), точность ±1,5%.

• Сценарии применения:

• Применяются на отводах низкого давления (0,2-1,6 МПа) и на входе в газосборные пункты для контроля эффективности отбора единичных скважин.

• Данные загружаются в систему SCADA через Modbus RTU, связанную с регулированием скорости преобразования частоты откачивающего насоса.

Результаты внедрения

• Повышение безопасности: уровень добычи газа увеличился до 85%, а количество аварий, связанных с выбросами газа в угольных шахтах, сократилось на 90%.

• Оптимизация энергоэффективности: точность турбинных расходомеров повысила коэффициент извлечения и использования метана до 78%, сократив выбросы более чем на 500 000 тонн эквивалента CO₂ в год.

• Сокращение затрат на техническое обслуживание: конструкция вихревых прецессионных расходомеров, не требующая технического обслуживания, позволила сократить годовые затраты на техническое обслуживание на 40%.

• Ценность данных: данные с 842 приборов интегрированы в интеллектуальную платформу экстракции, что обеспечивает трехмерную визуализацию эффективности экстракции, концентрации и давления.