Práticas recomendadas para medir o ponto de orvalho no gás de transmissão

Proteção de gasodutos e sistemas de energia a gás

A imprevisibilidade e a complexidade das mudanças climáticas estão causando um impacto global, afetando indivíduos, operações comerciais e o foco do governo. 

Por exemplo, a transição para um sistema de energia descarbonizada está em andamento há algum tempo, com planejamento de longo prazo e programas de implementação estruturados já em vigor; no entanto, eles receberam um novo impulso após os recentes extremos nas temperaturas sazonais, combinados com a contínua crise de fornecimento de gás e petróleo causada pela invasão da Ucrânia pela Rússia. 

Uma das consequências são as fontes de suprimento cada vez mais fragmentadas para as redes de gás natural. Estamos vendo um aumento no uso de biometano, hidrogênio, gás natural liquefeito (GNL) e gás de xisto, combinados com o gás natural de campos de gás de longa data em terra e no mar. 

Navegando nas especificações do gás de transmissão

A diversidade progressiva do fornecimento destaca a importância do monitoramento e do controle precisos dos produtos que são adicionados às redes de transporte e da aplicação de critérios consistentes e acordados internacionalmente.  Como esses critérios são usados tanto para o controle de qualidade quanto para o gerenciamento de mecanismos de cobrança, eles são frequentemente chamados de "especificações tarifárias" na América do Norte, onde os critérios são geralmente definidos pelas operadoras de gasodutos; em comparação, a Europa promove uma "especificação de transferência de custódia" comum, definida nas normas EASEE-gas Common Business Practice 2005-001/01. 

Em cada caso, os diferentes conjuntos de especificações definem as concentrações máximas de gases, líquidos e elementos químicos, como sulfeto de hidrogênio, enxofre, oxigênio, hidrogênio e água, permitidas nos gases que são injetados na rede de transmissão.  As medições da qualidade do gás são normalmente feitas nos pontos de entrada do sistema, nos pontos transfronteiriços (na Europa) e nos estágios de mistura, usando equipamentos de monitoramento fixos ou, como é mais frequente no Canadá e nos Estados Unidos, instrumentos portáteis. 

Alcançando o equilíbrio de gases e líquidos

O ponto de orvalho do hidrocarboneto e da água são dois dos principais critérios de medição da qualidade do gás de transmissão. Esses fatores são importantes para evitar o risco de vazamento de líquidos durante a distribuição e o uso.  Há o risco de condensados de hidrocarbonetos se acumularem em pontos baixos das tubulações, o que pode criar um terreno fértil para a corrosão microbiana. Outro risco é a presença de líquidos a jusante que afetam a eficiência dos geradores de turbina a gás, com a ameaça de danos às lâminas da turbina, flashbacks de pré-ignição e aumento das emissões de NOx.  Da mesma forma, o elevado teor de umidade nos gases de transmissão pode levar à formação de hidratos cristalinos sólidos e à corrosão acelerada em tubos de aço e componentes do sistema. 

Os critérios de medição do ponto de orvalho de hidrocarbonetos são geralmente baseados na condição de cricondentherm. Essa é a temperatura máxima na qual uma determinada composição de gases pode existir em dois estados simultaneamente - nas fases líquida e de vapor. A temperatura do ponto de orvalho do hidrocarboneto varia com a pressão do gás como uma curva retrógrada, criando efetivamente um envelope de fase que circunda a região em que o gás e o líquido estão em equilíbrio; isso pode ser visto nos gráficos abaixo, que indicam onde o gás ocorre como 100% de vapor em um lado da curva do ponto de orvalho do hidrocarboneto (em temperatura mais alta) ou 100% de líquido (em temperatura mais baixa) na parte externa da linha de bolha do hidrocarboneto. 

O teor de vapor de umidade na composição do gás determina a temperatura do ponto de orvalho da água, que aumenta com a pressão, e a temperatura máxima de condensação aquosa ocorre na condição operacional máxima da tubulação. 

Na Europa, embora a especificação harmonizada exija que o ponto de orvalho do hidrocarboneto esteja abaixo de -2 °C em pressões que podem variar até 70 bar, a prática normal envolve a medição do ponto de condensação a 27 barg. Em comparação, os requisitos canadenses estipulam medições do ponto de orvalho de hidrocarbonetos na pressão máxima da tubulação ou em uma pressão definida acima da condição cricondentherm, embora esse possa não ser o local onde ocorre o ponto de orvalho de hidrocarbonetos mais alto. 

Uma variação adicional na abordagem pode ser encontrada com os critérios para o ponto de orvalho da água: a especificação europeia exige que as medições sejam de -8 °C na pressão máxima de operação da tubulação, enquanto na América do Norte é comum usar o teor máximo de umidade em vez do ponto de orvalho como referência adequada. 

Uma nova geração de instrumentos de ponto de orvalho

A garantia de que as medições do ponto de orvalho sejam precisas, consistentes e repetíveis depende da última geração de analisadores avançados.  Por exemplo, nosso Condumax II e o recém-lançado CDP301 oferecem uma opção de dispositivos fixos on-line ou portáteis.  

Condumax II A tecnologia de espelho resfriado foi comprovada em instalações de gás natural em todo o mundo, enquanto a CDP301 é ideal para uso em toda a América do Norte.  Seu tamanho robusto e compacto e a ausência da necessidade de cilindros de gás refrigerante facilitam o transporte para o local e a realização de medições por operadores não qualificados. Além disso, uma câmera integrada e uma unidade de gravação permitem que as leituras sejam analisadas por especialistas externos.  

Com quase 50 anos de experiência no desenvolvimento de instrumentos de precisão inovadores, somos especialistas em medições de ponto de orvalho para todas as aplicações de gás natural. Se quiser discutir suas necessidades, por favor contate nossa equipe hoje mesmo.

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