As perguntas mais frequentes sobre a quantificação de fugas de gás da FLIR incluem os efeitos ambientais na operação, questões regulamentares e melhorias tecnológicas no horizonte.
Este artigo examina as questões e preocupações comuns relacionadas com a deteção ótica quantitativa de gases (qOGI). Mais especificamente, responde a 10 perguntas relacionadas com a utilização da plataforma QL320 da FLIR, que combina uma nova tecnologia, sob a forma de um tablet robusto plug and play, com as câmaras OGI GF320, GFx320 e GF620 da FLIR para quantificar fugas de hidrocarbonetos em unidades de taxa de fuga em massa, taxa de fuga volumétrica ou concentração de comprimento de percurso.
1. O QOGI É ACTUALMENTE UTILIZADO COMO UMA FERRAMENTA DE CONFORMIDADE?
Atualmente, não existe nenhum fator regulador da UE para os métodos qOGI. À medida que os operadores da indústria se esforçam por se tornarem administradores mais responsáveis dos ambientes em que operam, a tecnologia qOGI é utilizada para realizar estudos de campo e determinar as emissões para fins internos, de modo a que cada empresa seja livre de determinar os benefícios do qOGI e de os implementar em conformidade.
2. O MÉTODO QOGI FOI VERIFICADO?
A QOGI é uma tecnologia emergente, em desenvolvimento desde 2014, e foi submetida a extensos testes de validação, incluindo testes cegos com taxas de libertação conhecidas. Alguns dos resultados dos testes disponíveis publicamente incluem:
- Um teste efectuado pela EPA no Research Triangle Park, que quantifica as fugas de metano e propano.
- Um teste de campo líder na indústria de petróleo e gás comparando o método qOGI com o amostrador Bacharach Hi Flow® (BHFS). O QOGI alcançou uma precisão de +/- 30 por cento ao longo de várias semanas de testes cegos compreendendo dezenas de pontos de teste em diferentes gases (incluindo gás produzido), para cobrir uma ampla gama de origens e condições ambientais.
- Um estudo realizado por um grupo industrial europeu, incluindo a maioria das empresas petrolíferas que operam na Europa, dedicado à investigação de questões ambientais relevantes para a indústria petrolífera. Este estudo concluiu que o qOGI supera significativamente o Método 21 da EPA dos EUA em termos de exatidão dos resultados.
NOTA: Tanto o Oil and Gas Industry Leader como os estudos europeus da Concawe foram patrocinados pela indústria.
3. O FLIR QL320 PEDE-LHE PARA SELECCIONAR UM GÁS PARA QUANTIFICAR. O QUE ACONTECE SE O FLUXO DE GÁS CONTIVER VÁRIOS COMPOSTOS?
Vale a pena notar que o Método 21 aprovado pela EPA dos EUA partilha esta limitação; onde o qOGI se destaca é na forma como aborda esta incerteza.
Com um detetor de ionização por chama (FID) no método 21, o dispositivo é normalmente calibrado com um gás puro e, em seguida, são medidos os fluxos do processo. A composição do gás pode alterar significativamente a resposta do FID, mas este erro é geralmente aceite, embora possa introduzir um erro de 200 % ou mais no método 21. A maioria das instalações não calibra o seu FID para cada fluxo de processo específico (uma ação correctiva); aceita simplesmente o número de concentração (medido como gás de calibração puro). O método 21 não prevê qualquer recurso para ajustar retroativamente o resultado.
O QL320 da FLIR facilita a correção da mistura de gases e acrescenta flexibilidade à tarefa. Além disso, a correção é fundamental, o que significa que não é específica do instrumento (como acontece com um FID e o Método 21). O FLIR QL320 permite aos utilizadores ajustar a mistura de gases após o facto, e o seu ajuste será aplicável a qualquer resultado do FLIR QL320 aplicado a esse fluxo de processo, em qualquer dia ou condições ambientais.
FLIR QL320
4. COMO É QUE OS FACTORES AMBIENTAIS AFECTAM AS MINHAS MEDIÇÕES?
A temperatura delta (ΔT) é o fator mais importante que afecta o qOGI exato. Deve existir uma diferença de temperatura suficiente entre a temperatura ambiente adjacente à coluna de gás e a do fundo.
Ao captar vídeo com a câmara OGI montada em tripé, os utilizadores do QL320 devem assegurar o máximo ΔT possível. No mínimo, procura-se uma diferença de temperatura de 2 °C entre o ar ambiente próximo da fuga de gás e a temperatura de fundo aparente na imagem.
A maioria das condições de vento não será prejudicial para a precisão do qOGI. Se não houver vento, as fugas de gás podem não fluir de forma fiável numa direção, fazendo com que o gás se "acumule". Por outro lado, ventos fortes (por exemplo, acima de aproximadamente 24KM/H) criam dificuldades porque o vento sopra o gás para longe do ponto de libertação muito rapidamente. Dito isto, a maioria das fugas de gás estará dentro de um intervalo aceitável de velocidade do vento ou ocorrerá num local abrigado ou parcialmente abrigado.
O vento é introduzido no FLIR QL320 em três níveis (Calmo, Normal e Alto). O resultado é mais consistente em velocidades de vento mais elevadas (onde não ocorre a acumulação de colunas de gás). A exatidão situa-se entre 30 e 40 por cento.
A humidade não afecta a mensurabilidade do sistema.
5. QUAIS SÃO AS DIMENSÕES MÍNIMAS E MÁXIMAS DAS FUGAS QUE PODEM SER QUANTIFICADAS COM SUCESSO COM O FLIR QL320?
A dimensão mínima de uma fuga que pode ser quantificada é uma função do ΔT (entre a temperatura ambiente perto do gás e a temperatura de fundo), do composto que está a ser gerado e da velocidade do vento. O sistema QL320 da FLIR demonstrou a capacidade de quantificar fugas de propano até 100 scc/min e fugas de metano até 300 scc/min com um ΔT de 5°C e uma velocidade do vento moderada.
Uma boa regra de ouro: se conseguir ver a fuga no modo normal, o sistema será muito provavelmente capaz de a quantificar. Se tiver de utilizar o modo de alta sensibilidade para ver a fuga, o FLIR QL320 poderá ter dificuldade em quantificá-la com exatidão.
Para taxas de fuga máximas, o modelo atual está calibrado com propano de 0,1 l/min a 30 l/min. Poderíamos seguramente alargar este intervalo para 2 ou 3 vezes o intervalo calibrado, ou seja, 100 cc/min até 100 l/min (para o propano). No caso do metano, teríamos correlacionado os limites entre 300 cc/min e 300 l/min.
A FLIR QL320 simplifica a visualização e a medição das emissões de gases
6. QUAL É A DISTÂNCIA MÁXIMA DA FONTE DE FUGA A QUE POSSO UTILIZAR REPETIDAMENTE E COM PRECISÃO O MÉTODO QOGI?
O alcance e o campo de visão (FOV) do FLIR QL320 dependem da objetiva utilizada. Estes alcances são:
- 23 mm (FOV de 24 graus): 1,5 a 16,5 metros
- 38 mm (FOV de 14,5 graus): 2,5 a 27,5 metros
- 92 mm (FOV de 6 graus): 6 a 64 metros
A distância total afectará a repetibilidade e a precisão dos resultados da quantificação (semelhante à medição da temperatura com uma câmara), uma vez que existem menos pixels para utilizar ao calcular o comprimento da concentração da fuga de gás a partir de uma distância maior. Consequentemente, ao utilizar a FLIR QL320 a uma distância maior, notará que o círculo de extração da coluna é consideravelmente mais pequeno.
7. E SE EU ESTIVER A TRABALHAR NUM LOCAL PERIGOSO E NÃO PUDER LIGAR A MINHA CÂMARA AO FLIR QL320 NO TERRENO?
Uma nova funcionalidade disponível para utilização com a FLIR QL320 é o Modo Q. O Modo Q foi originalmente concebido para ser utilizado com a FLIR GFx320, que está classificada para utilização em locais perigosos classificados como Zona ATEX 2, quando não está ligada à FLIR QL320. O Modo Q permite que as imagens de vídeo de fugas sejam guardadas diretamente no cartão SD da câmara e depois processadas na FLIR QL320, fora do local perigoso.
Continua a ser vantajoso utilizar o FLIR QL320 no terreno, diretamente ligado a uma câmara, por várias razões:
- Saber imediatamente se tem uma temperatura de fundo suficiente (ΔT).
- Obtenha dados em tempo real sobre a gravidade de uma fuga e saiba se é necessária uma ação imediata.
- Utilize as funcionalidades disponíveis no FLIR QL320 no terreno, como a sensibilidade manual, o limite de entalhe e o intervalo de tempo variável (1 segundo, 5 segundos, 60 segundos), bem como a determinação em tempo real das opções da unidade de taxa de fuga.
8. QUAIS SÃO AS LIMITAÇÕES ACTUAIS DO MÉTODO QOGI?
O atual método qOGI foi concebido para descargas pontuais. As descargas grandes e difusas, como as de um tanque de retenção ou de um grande tanque de vedação, podem ser mais difíceis de quantificar com este método.
Taxas de fuga muito elevadas e velocidades de saída muito altas podem ser subestimadas. Taxas de fuga elevadas podem causar alguma saturação na imagem, o que tenderá a subestimar a taxa de fuga. Para velocidades de saída elevadas, a coluna pode não se mover o suficiente para ver o fundo por detrás da coluna (necessário para calcular o ΔT).
9. COMO É QUE O MÉTODO QOGI ESTÁ A SER MELHORADO?
A indústria de deteção ótica de gás está focada na quantificação, e a FLIR está a liderar o desenvolvimento neste campo emergente. Abaixo estão algumas melhorias recentes e novos recursos para o QL320 da FLIR:
- Sobreposição de coluna de gás colorida.
- Capacidade de medir a taxa de fuga em concentração ao longo do percurso (ppm-m).
- Capacidade de criar vários "entalhes" no limite de extração da coluna.
- Instantâneo de imagem única com sobreposição de taxa de fuga.
- Taxa de fuga (média contínua) na sobreposição de vídeo.
Interface QL320 melhorada da FLIR
10. QUAL É A DIFERENÇA ENTRE A LEITURA DA CONCENTRAÇÃO POR COMPRIMENTO DE TRAJECTO (PPM-M) E A LEITURA DA CONCENTRAÇÃO DE BASE (PPM) OBTIDA COM UM FAREJADOR?
O QL320 fornece uma leitura de concentração como "concentração ao longo do comprimento do trajeto" ou "partes por milhão (ppm)" ao longo de um comprimento de trajeto de um metro. Este comprimento do trajeto assume que a fuga tem uma profundidade de um metro. Em termos do eixo X, Y, Z, o comprimento do trajeto do "medidor" é o eixo "Z" (profundidade) da coluna e NÃO os eixos "X" ou "Y" (horizontal ou vertical). Por definição, a leitura assumiria que a fuga observada tem um metro de profundidade (a partir da fuga inicial, diretamente da câmara).
Se a profundidade for conhecida (ou puder ser estimada), o ppm médio em profundidade pode ser calculado dividindo o valor de ppm-m pela profundidade. Por exemplo, se o QL320 fornecer uma leitura de 1000 ppm-m e a profundidade da coluna for estimada em 10 cm, a concentração média na coluna de gás a 10 cm de profundidade é de 10 000 ppm (1000 ppm-m/0,1 m).
Um sniffer ou outro dispositivo que apresente dados em ppm efectua uma leitura de uma amostra de moléculas de ar num único ponto e, por conseguinte, não necessita de uma leitura do comprimento do percurso. Os dispositivos TVA também são limitados no sentido em que só podem medir uma fuga se o dispositivo estiver apontado diretamente para a fuga, o que é mais difícil, uma vez que esta tecnologia não visualiza uma fuga de gás.
CONCLUSÕES
A deteção ótica quantitativa de gases é eficiente, exacta e prática. Os seus benefícios estão a aumentar e as suas capacidades tecnológicas estão a melhorar continuamente. Para além das suas óbvias vantagens de segurança em relação aos métodos alternativos de quantificação de gás, a qOGI oferece uma boa relação custo-eficácia como complemento às câmaras OGI existentes e coloca os operadores de petróleo e gás na vanguarda da sensibilização ambiental nas comunidades onde operam.
A plataforma QL320 da FLIR permite qOGI tanto no terreno como potencialmente pós-digitalização (capacidade de pós-processamento) com a combinação da função Q-mode e do tablet.
Para mais informações sobre a deteção ótica de gases, visite: https://www.apliter.com/camaras-termograficas-gases-ogi/
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