Fangel Bioenergy, z siedzibą w Odense w Danii, jest producentem i dostawcą biogazu i biometanu. Firma generuje około 20 000 000 m³ biogazu rocznie z odchodów zwierzęcych pochodzących z pobliskich gospodarstw rolnych oraz organicznych materiałów odpadowych od lokalnych producentów żywności.

Biogaz jest wykorzystywany głównie w silnikach biogazowych do wytwarzania energii elektrycznej dla sieci energetycznej oraz ciepła dla odbiorców przyłączonych do lokalnej sieci ogrzewania komunalnego. Firma planuje w przyszłości dostarczać biometan głównie do krajowej sieci gazowej, czyniąc swoje obecne silniki biogazowe częścią zapasowej mocy energetycznej kraju, aby pomóc zrównoważyć rynek energii elektrycznej, gdy produkcja energii słonecznej i wiatrowej jest niewystarczająca.

Biorąc pod uwagę swoje zdolności produkcyjne, firma transportuje biogaz z komory fermentacyjnej do oczyszczalni biogazu za pomocą stalowego rurociągu DN300. Bezpośrednio po fermentacji biogaz składa się zazwyczaj w 65% z metanu i w 35% z_CO2 oraz jest w pełni nasycony wodą. Ciśnienie robocze jest niskie i wynosi około 100 mbar, a temperatura procesowa mieści się w zakresie +20...40°C. Ponieważ rurociąg znajduje się na zewnątrz, biogaz ochładza się podczas przepływu, powodując znaczną kondensację wewnątrz rurociągu.

Producent biogazu potrzebował niezawodnego, długoterminowego i stabilnego rozwiązania do pomiaru przepływu. Połączenie wysokiej wilgotności, zmiennego składu gazu, wysokiej zawartości_CO2, niskiego ciśnienia i stosunkowo dużej średnicy rurociągu sprawia, że jest to trudna aplikacja dla większości przepływomierzy, co ogranicza przydatność kilku zasad pomiaru. Poprzednie testy z użyciem przepływomierza do gazu z oscylatorem nie przyniosły zadowalających wyników.

Po rozważeniu i przetestowaniu innych metod pomiaru przepływu, producent biogazu ostatecznie zdecydował się na przepływomierz ultradźwiękowy, ponieważ ta zasada okazała się najbardziej odpowiednia dla tak wymagającej aplikacji. Podczas gdy dostępne na rynku ultradźwiękowe przepływomierze biogazu były wcześniej ograniczone do rurociągów o średnicy do DN200, firma KROHNE była w stanie obecnie dostarczyć dla tej aplikacji przepływomierz OPTISONIC 7300 Biogas o średnicy DN300.

Ultradźwiękowy przepływomierz do biogazu został zaprojektowany do pracy ze zmiennym składem gazu, ponadto nie wprowadza żadnych przeszkód w strumieniu gazu. Jako przepływomierz o pełnym przekroju, dokonuje pomiaru bez strat ciśnienia. Jego zaawansowana elektronika skutecznie przetwarza ultradźwiękowe sygnały przemieszczające się przez rurociąg, które mogą być znacznie tłumione przez zawartość CO₂ i kondensatu. OPTISONIC 7300 Biogas został wyposażony w specjalnie zaadaptowane przetworniki akustyczne, regulujące siłę swego sygnału w trudnych warunkach procesu z wysoką zawartością wilgoci i CO₂. Aby zwiększyć wytrzymałość i odporność na korozję spowodowaną siarkowodorem (_H2S), przetworniki te wykonane są z tytanu bez żadnych plastikowych części.

Aby skompensować wahania temperatury i ciśnienia wpływające na przepływ objętościowy gazu, urządzenie zawiera zintegrowane czujniki ciśnienia i temperatury. Pozwala to na obliczanie zarówno ustandaryzowanego przepływu objętościowego, jak i jego sumowanie. Ponadto przepływomierz może oszacować zawartość metanu na podstawie temperatury i zmierzonej prędkości dźwięku, która odzwierciedla zmiany w składzie gazu i różne masy molowe gazów składowych.

Klient korzysta z ultradźwiękowego przepływomierza zdolnego do pomiaru przepływu biogazu w rurociągach powyżej DN200, co jest unikalną możliwością w tej klasie urządzeń pomiarowych. Pomimo trudnych parametrów procesowych, takich jak duża średnica rurociągu, wysoka zawartość_CO2 i znaczna kondensacja, OPTISONIC 7300 Biogas zapewnia niezawodny pomiar przepływu z kompensacją temperatury i ciśnienia bez konieczności stosowania dodatkowych urządzeń pomiarowych.

Wydajność tę osiągnięto dzięki połączeniu zaawansowanego procesu przetwarzania sygnału i dostosowanej konstrukcji tytanowych przetworników akustycznych, które znacznie łagodzą wpływ_CO2 na sygnał ultradźwiękowy. OPTISONIC 7300 Biogas działa bez spadku ciśnienia, oferuje wysoką zakresowość i działa niezależnie od składu gazu. Ponadto przepływomierz ultradźwiękowy jest z natury wolny od dryftu pomiarowego i praktycznie nie wymaga konserwacji.

Klient korzysta również ze zintegrowanego pomiaru zawartości metanu. Powyższe zapewnia użyteczny wskaźnik trendu dotyczącego zawartości biometanu w biogazie, eliminując potrzebę stosowania dokładnych, ale drogich i wymagających konserwacji analizatorów ekstrakcyjnych.