环境

让管道更环保

KNF泵如何帮助检测对环境有害的泄漏情况

随着气候和环境问题在全球范围内的上升,世界各地都在不断寻找新的能源。太阳能电池板、风力涡轮机或水力发电站所开发的可再生资源是前景光明的未来解决方案。然而,目前人们仍然需要化石燃料来满足日益增长的全球能源需求。天然气可提供比煤炭和石油更清洁的能源,因此在环保领域发挥着至关重要的作用。KNF泵帮助检测泄漏,以使天然气的使用具备尽可能高的可持续性。

环境问题在全球范围内备受关注,而且很可能在未来几年内仍然是全球范围内的一个重要问题,甚至是最重要的问题。像《巴黎协定》这种国际性的环保行动,旨在减少温室气体排放,并设法将全球平均气温的上升幅度控制在远低于 2°C。此外,“未来星期五”之类的政治运动引发了世人对最紧迫环境问题的关注。同时,发展中国家的能源需求随着其不断的发展而水涨船高,全球能源消耗处于历史最高水平,并且没有下降的迹象。环境问题在全球范围内备受关注,而且很可能在未来几年内仍然是全球范围内的一个重要问题,甚至是最重要的问题。像《巴黎协定》这种国际性的环保行动,旨在减少温室气体排放,并设法将全球平均气温的上升幅度控制在远低于 2°C。此外,“未来星期五”之类的政治运动引发了世人对最紧迫环境问题的关注。同时,发展中国家的能源需求随着其不断的发展而水涨船高,全球能源消耗处于历史最高水平,并且没有下降的迹象。

可再生能源需要巨大的转变

目前,世界的能源需求主要是由石油、天然气和煤炭来满足。尽管人们普遍认为这存在问题,但却无法迅速转向完全无碳的能源。以下的几个数字令人震惊:为了满足目前的全球能源消耗,将需要 3,995,434 台风力涡轮机。目前,世界上只有约 34 万台风力涡轮机在运行中。太阳能也存在类似的问题:大约需要 514 亿块 350 瓦的太阳能电池板才能满足世界的电力需求。这些电池板将覆盖约 115,600 平方英里(30 万平方公里)大约相当于意大利整个国家或美国亚利桑那州的面积。

天然气  —— 一种急需的过渡技术

与石油和煤炭相比,天然气是一种更清洁的能源。使用天然气代替煤炭进行能源生产,会减少几乎所有类型的空气污染物的排放,包括二氧化碳。“天然气是全球能源的主要支柱之一。在取代污染更严重的燃料时,它可以改善空气质量并限制二氧化碳的排放。”国际能源署执行主任 Fatih Birol 博士如此表示(IEA, 2019)。考虑到向可再生能源转变所需的准备时间和不断增长的全球能源需求,在可持续的替代方案广泛使用之前,使用天然气作为过渡技术不失为一个良好的选择。

甲烷比二氧化碳更可怕

在处理天然气时,首要任务是让泄漏到大气中的天然气尽可能少。通常情况下,天然气含有90%以上的甲烷。随着时间的推移,临界大气层中的甲烷会开始降解。来自太阳的紫外线波长(特别是在 254 纳米左右的范围内)的能量会从水蒸气中产生羟基自由基 OH 和氧气。羟基离子会“净化”大气中的甲烷。但由于净化甲烷所需的时间与其他温室气体不同,所以需要很长的时间来研究整体效果。

 

20 年的研究表明甲烷的“全球变暖潜力”比二氧化碳高 72 倍。过去 100 年的研究表明其对大气的危害是二氧化碳的 25 倍(Forster et al., 2007)。目前,在所有发现的温室气体排放中,约有17 % 含有甲烷(Ritchie & Roser, 2020)。 在这 17% 中,约有四分之一是由石油和天然气工业造成(Global Methane Initiative, n.d.)。跨越全球各地的管道将天然气输送到加工厂、发电厂和终端消费者。仅在美国,就有305,000 英里(490,850 公里)的管道用于天然气输送(EIA, n.d.)。 在此系统中,每个压缩机、阀门、连接点或焊缝都存在泄漏风险。

 

因此,检测和密封泄漏对于保护天然气的可持续性潜力至关重要。对于这个检测过程,KNF 的泵发挥了不显眼但重要的作用。

 

KNF 泵如何帮助检测泄漏

管道泄漏不仅会将天然气排放到大气中,而且还会使环境空气进入管道,造成氧气增加,从而导致管道其他部分过早发生故障。因此,可通过测量管道沿线各点的气体纯度来检测泄漏。如果在某个取样点的天然气突然含有更多氧气,则上游的某点必定存在一处或几处泄漏。出于验证目的,会通过一台诸如 KNF NMP 830 系列的泵对管道中的气流抽真空,间歇性地进行取样。接着将样本送到一个传感器中,并在此进行分析。如果测量的氧气水平超过了预定的阈值,该装置就会向中央监测站发出警报。这种泵必须满足很高的技术要求:它必须不污染气体样本,而且由于测量点往往位于偏远地区,泵必须无需维护,并需要具备较长的使用寿命。

 

我们知道,石油和天然气行业的应用必须满足较高的要求。我们与该行业的客户有数十年的合作,这使我们能够特别调整我们的泵解决方案,以满足他们的特定要求。我们也很乐意回答您的问题,帮助您实施具体应用。请与我们的 KNF 专家联系,探讨您的项目。
 

参考文献 

EIA. (n.d.). EIA - Natural Gas Pipeline Network - Transporting Natural Gas in the United States

. Retrieved May 27, 2021 from www.eia.gov/naturalgas/archive/analysis_publications/ngpipeline/index.html

 

Forster, P., V. Ramaswamy, P. Artaxo, T. Berntsen, R. Betts, D.W. Fahey, J. Haywood, J. Lean, D.C. Lowe, G. Myhre, J. Nganga, R. Prinn, G. Raga, M. Schulz & R. Van Dorland (2007). Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor & H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

 

Global Methane Initiative. (n.d.). Global Methane Emissions and Mitigation Opportunities

. Retrieved May 27, 2021 from www.globalmethane.org/documents/gmi-mitigation-factsheet.pdf

 

IEA. (2019). The Role of Gas in Today’s Energy Transitions – Analysis

. Retrieved May 27, 2021 from www.iea.org/reports/the-role-of-gas-in-todays-energy-transitions

 

Ritchie, H. & Roser, M. (2020). Greenhouse gas emissions

. Our World in Data. Retrieved May 27, 2021 from ourworldindata.org/greenhouse-gas-emissions

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