FR3064718B1 - Dispositif et procede de controle de gaz combustible - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé et dispositif (100) de contrôle et de gestion d'au moins une donnée chimique et d'au moins du volume et/ou du débit d'un gaz combustible conforme (51), ledit dispositif (100) étant monté sur une ligne de production de gaz brut combustible (50) provenant d'une unité (101) de production de gaz brut combustible (50), ledit dispositif (100) comprenant : - un dispositif (4) de mesure d'au moins une donnée physique du gaz brut combustible (50) ; - un dispositif (5) de mesure d'au moins une donnée chimique du gaz brut combustible (50) ; - une unité (10) de traitement de données validant la conformité du gaz brut combustible (50) en gaz combustible conforme (51) et totalisant le volume et/ou le débit du gaz combustible conforme (51) ; - un dispositif (9) de transfert du gaz combustible conforme (51) vers au moins une conduite de distribution de gaz combustible (25) et de rejet ou de recyclage du gaz combustible non conforme (52), dans lequel les données physique(s) et chimique(s) mesurées sont transmises à l'unité (10) de traitement de données, l'unité (10) communiquant avec le dispositif (9) de transfert du gaz combustible conforme (51) et contrôlant le dispositif (9) de transfert du gaz combustible conforme (51) pour autoriser le transfert du gaz combustible conforme (51) vers au moins une conduite de distribution de gaz combustible (25) en fonction de la conformité des données mesurées, l'unité (10) calculant le volume du gaz combustible conforme (51) transféré.
Description
Dispositif et procédé de contrôle de gaz combustible
La présente invention concerne un dispositif et procédé de contrôle de gaz combustible. En particulier, l’invention concerne un dispositif et procédé d’injection d’un gaz combustible conforme dans un réseau de gaz combustible. L’invention concerne aussi un dispositif et procédé de contrôle transactionnel d’un gaz combustible conforme, injecté dans un réseau de gaz combustible.
Etat de la technique
Les gaz bruts d’origine biologique, comme notamment le biométhane ou le biohydrogène, ou thermochimique, comme notamment un gaz de synthèse ou gaz de procédé résiduels ou co-produits sont, après épuration réalisée par le producteur de gaz brut, nécessairement contrôlés avant leur usage en gaz combustibles dans les réseaux Gaz Naturel (gaz GIR), en carburant automobile (gaz GNC), voire dans les procédés industriels (gaz GPI).
Ces mesures et contrôles sont généralement effectués et exploités par les Gestionnaires des Gaz Combustibles (GGC) à travers une station spécifique permettant de s’assurer de : - la conformité du Gaz aux Spécifications relatives aux caractéristiques physicochimiques de gaz autres que le gaz naturel d’origine fossile (en application du décret 2004-555 du 15 juin 2004, par exemple en France) et éventuellement son odorisation afin que les fuites éventuelles de gaz soient perceptibles ; et - la quantité d’énergie en kWh transférée.
Le Gestionnaire du Gaz Combustible est ainsi garant de la conformité physicochimiques du gaz et de la transaction commerciale incluant la facturation de la quantité d’énergie en kWh transférée.
La solution industrielle existante consiste à réaliser au travers des équipements et instruments agréés par le GGC un contrôle des composés donnés dans la Spécification du Gestionnaire de Gaz Combustible et une mesure des paramètres permettant la transaction et la facturation.
Cette Spécification est différente suivant les pays notamment en ce qui concerne les seuils de tolérance des impuretés contenues dans les gaz GIR.
Ainsi, les Stations d’injection existantes comportent les équipements suivants : - Un totalisateur de volume de Gaz GIR muni d’une correction de pression et température, - Une analyse complète du gaz GIR, et notamment CH4, CO2, O2, N2, H2O, H2S, COS, THT, par chromatographie en phase gazeuse.
Pour l’injection de gaz combustible dans le Réseau de Gaz Combustible, les contrôles et mesures des Stations d’injection existantes sont établis à partir des Spécifications du Gaz Réseau en considérant un Gaz Combustible fossile équivalent au Gaz Naturel issus des gisements souterrains avec des équipements spécifiques au Gaz Naturel d’origine Fossile, autorisés d’emploi par le GGC.
La solution industrielle existante, notamment pour l’injection de gaz combustible dans le Réseau de Gaz Combustible, nécessite une station équipée complètement indépendante et exploitée par le GGC qui n’est pas présent sur le site de production. Elle trouve son intérêt par exemple pour les débits de Gaz Naturel à l’entrée des Réseaux Gaz Naturel afin de faire le bilan des utilisateurs et consommateurs. L’utilisation d’une telle Station d’injection pour les Gaz Combustibles d’origine Biologique ou décarbonés en quantité restreintes constitue un surcoût important qui pénalise économiquement l’utilisation des gaz Combustibles d’origine Biologique ou décarbonés et limite l’émergence de projets produisant des gaz Combustibles d’origine Biologique ou décarbonés, en particulier lorsque les débits injectés sont inférieurs à 75 Normaux mètres cubes par heure (Nm3/h).
La demande de brevet EP 2 045 507 A1 décrit un dispositif 14 pour relier une installation de production 10 pour du gaz naturel non fossile à un réseau de distribution 12, comprenant une tuyauterie d'alimentation 18, pour introduire du gaz naturel non fossile, produit dans ladite installation de production 10, équipée d'au moins une soupape d'arrêt 24 ; une tuyauterie de retour 30, pour retourner du gaz naturel non fossile, reliée fluidiquement à ladite tuyauterie d'alimentation 18, via une soupape d'arrêt 24 ; une tuyauterie de décharge 28, pour décharger du gaz naturel non fossile, reliée fluidiquement à ladite tuyauterie d'alimentation 18, via une soupape d'arrêt 24 ; des moyens de réduction de pression 38, pour réduire à une valeur prédéterminée la pression du gaz naturel non fossile produit dans ladite installation de production ; un débitmètre 32, pour mesurer le débit du gaz naturel non fossile ; un dispositif de mesure 22, pour mesurer le pouvoir calorifique du gaz naturel non fossile, en un emplacement situé en amont de la soupape d'arrêt 24 dans la tuyauterie d'alimentation 18 ; un dispositif d'analyse 20, pour analyser au moins partiellement la composition du gaz naturel non fossile, en un emplacement situé en amont de la soupape d'arrêt 24 dans la tuyauterie d'alimentation 18 ; un dispositif de commande 26, pour commander la soupape d'arrêt 24 sur à base des données fournies par le dispositif de mesure 32 et le dispositif d'analyse 20.
Buts de l’invention
Il existe donc un besoin de fournir et d'améliorer les dispositifs et les procédés existants. L'invention a notamment pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir un dispositif et un procédé permettant d'optimiser la transaction commerciale relative à la distribution d’un gaz combustible pour sa distribution, par exemple dans un réseau de distribution de gaz combustible ou pour un ou plusieurs véhicules. L'invention a notamment pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir un dispositif et un procédé permettant d'optimiser le contrôle de la distribution d’un gaz combustible pour sa distribution, par exemple dans un réseau de distribution de gaz combustible ou pour un ou plusieurs véhicules.
La présente invention a également pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir un dispositif et procédé permettant d'informer un opérateur, et en particulier un GCC, de la conformité physico-chimique d'un gaz et d'une quantité d'énergie transférée (ou distribuée), par exemple vers un réseau de distribution de gaz combustible ou vers un ou plusieurs véhicules. L'invention a aussi pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir un dispositif et procédé pour la gestion et le contrôle de la transaction commerciale relative à un gaz combustible, en particulier pour sa distribution dans un réseau de gaz combustible ou pour un ou plusieurs véhicules.
La présente invention a pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir un dispositif et procédé permettant la transmission d'informations nécessaires à une transaction commerciale, notamment par la transmission du volume et/ou du débit de gaz combustible conforme transféré par exemple vers un réseau de distribution de gaz combustible ou vers un ou plusieurs véhicules.
La présente invention a pour but de fournir un dispositif et procédé résolvant les problèmes techniques posés par la présente invention en particulier pour un gaz brut d’origine biologique.
La présente invention a pour but de fournir un dispositif et procédé résolvant les problèmes techniques posés par la présente invention en particulier pour des installations de production de gaz combustible fournissant un débit de gaz combustible inférieur ou égal à 75 Normaux mètres cubes par heure (Nm3/h), ou encore inférieur à 50 Nm3/h.
Les dispositif et procédés existants ne permettent pas de résoudre les problèmes techniques posés dans la présente invention.
La présente invention a pour but de fournir un dispositif et procédé résolvant les problèmes techniques posés par la présente invention de manière industrielle, fiable et économique.
Description de l’invention
La présente invention permet de résoudre les problèmes techniques posés par la présente invention.
Avantageusement, un dispositif et procédé, tels que décrits dans la présente invention, permettent de réaliser une économie suffisante en intégrant des coûts de construction, d’exploitation et de maintenance avec une fiabilité au moins équivalente à celle constatée sur les stations d’injection actuelles.
En particulier, la présente invention concerne un dispositif 100 de contrôle et de gestion d’au moins une donnée chimique et d’au moins du volume et/ou du débit d’un gaz combustible conforme 51, ledit dispositif 100 étant monté, par exemple en série, sur une ligne de production de gaz brut combustible 50 provenant d’une unité 101 de production de gaz brut combustible 50, ledit dispositif 100 comprenant : - un dispositif 4 de mesure d’au moins une donnée physique, dont le volume et/ou débit, du gaz brut combustible 50 provenant de l’unité 101 de production de gaz brut combustible 50 ; - un dispositif 5 de mesure d’au moins une donnée chimique du gaz brut combustible 50 provenant de l’unité 101 de production de gaz ; - une unité 10 de traitement de données validant la conformité du gaz brut combustible 50 en gaz combustible conforme 51 et totalisant le volume et/ou le débit du gaz combustible conforme 51 ; - un dispositif 9 de transfert du gaz combustible conforme 51 vers au moins une conduite de distribution de gaz combustible 25 et de rejet ou de recyclage du gaz combustible non conforme 52, dans lequel les données physique(s) et chimique(s) mesurées en amont du dispositif 9 de transfert du gaz combustible conforme 51 sont transmises à l’unité 10 de traitement de données, l’unité 10 de traitement de données communiquant avec le dispositif 9 de transfert du gaz combustible conforme 51 et contrôlant le dispositif 9 de transfert du gaz combustible conforme 51 pour autoriser le transfert du gaz combustible conforme 51 vers au moins une conduite de distribution de gaz combustible 25 ou refuser le transfert du gaz combustible non conforme 52 en fonction de la conformité des données mesurées par lesdits dispositifs 4,5 de mesure, l’unité 10 de traitement de données calculant le volume du gaz combustible conforme 51 transféré vers au moins une conduite de distribution de gaz combustible 25 selon que le dispositif 9 de transfert autorise le transfert du gaz combustible conforme 51 ou refuse le transfert du gaz combustible non conforme 52 vers une conduite 20 de distribution de gaz combustible 25.
La présente invention concerne également un procédé d’injection d’un gaz combustible conforme 51 par un dispositif 100 de contrôle d’au moins une donnée chimique et d’au moins du volume et/ou du débit du gaz combustible conforme 51, ledit procédé comprenant : une production d’un gaz brut combustible 50 par une unité 101 de production de gaz brut combustible 50 ; ledit dispositif 100 étant monté par exemple en série sur la ligne de production de gaz brut combustible 50 ; une mesure, par un dispositif 4 de mesure, d’au moins une donnée physique, dont le volume et/ou débit, du gaz brut combustible 50 provenant de l’unité 101 de production ; une mesure, par un dispositif 5 de mesure, d’au moins une donnée chimique du gaz brut combustible 50 provenant de l’unité 101 de production de gaz ; une transmission à l’unité 10 de traitement de données des données physique(s) et chimique(s) mesurées en amont d’un dispositif 9 de transfert ; un traitement de données, par une unité 10 de traitement de données, validant la conformité du gaz brut combustible 50 en qualifiant le gaz combustible en gaz combustible conforme 51 ou en gaz combustible non-conforme 52 et totalisant le volume et/ou le débit du gaz combustible conforme 51 ; une communication entre l’unité 10 de traitement de données et le dispositif 9 de transfert ; un contrôle du dispositif 9 de transfert par l’unité 10 de traitement de données autorisant le transfert du gaz combustible conforme 51 ou refusant le transfert du gaz combustible non conforme 52 vers au moins une conduite de distribution de gaz combustible 25 en fonction de la conformité des données mesurées par lesdits dispositifs 4,5 de mesure ; un calcul par l’unité 10 de traitement de données du volume et/ou du débit du gaz combustible conforme 51 transféré vers au moins une conduite de distribution de gaz combustible 25 selon que le dispositif 9 de transfert autorise le transfert du gaz combustible conforme 51 ou refuse le transfert du gaz combustible non conforme 52 vers une conduite de distribution de gaz combustible 25 ; l’injection dans au moins une conduite de distribution de gaz combustible 25 du gaz combustible conforme 51. L’invention concerne également un système d’analyse d’un gaz combustible et de préférence de Biométhane, de Biohydrogène, de Hydrogène décarboné ou l’un quelconque de leurs mélanges, comprenant un circuit de circulation d’un gaz brut combustible 50, un dispositif 5 d’analyse par un capteur infra-rouge de la teneur volumique du ou des dits-composés combustibles et une unité 10 de traitement de données, dans lequel le dispositif d’analyse 5 communique ladite teneur volumique à l’unité 10. II s’agit en particulier s’un système d’analyse transactionnelle. L’invention concerne encore un dispositif de traitement transactionnel d’un gaz combustible, ledit dispositif comprenant : - un dispositif 4 de mesure d’au moins une donnée physique, dont le volume et/ou débit, d’un gaz brut combustible 50 provenant d’une l’unité 101) de production de gaz brut combustible 50 ; - un dispositif 5 de mesure d’au moins une données chimique du gaz brut combustible 50, dont la teneur volumique du ou des composés combustibles présents dans le gaz brut combustible 50 ; - une unité 10 de traitement de données ; - dans lequel ledit volume et/ou débit et ladite teneur volumique sont transmis à l’unité 1) de traitement de données, l’unité 10 de traitement de données calculant le montant d’une transaction commerciale concernant le gaz combustible à partir notamment dudit volume et/ou débit et de ladite teneur volumique ; ou transmettant ledit volume et/ou débit et ladite teneur volumique ou une ou plusieurs données y relative à un ou plusieurs Gestionnaires des Gaz Combustibles pour le calcul du montant d’une transaction commerciale concernant le gaz combustible. L’ensemble des différents modes de réalisation, variantes, avantages, et préférences concerne l’ensemble des objets de l’invention, c’est-à-dire notamment du dispositif 100 de contrôle et de gestion, du procédé d’injection d’un gaz combustible conforme 51 par un dispositif 100, du système transactionnel et du dispositif de traitement transactionnel d’un gaz combustible. L’invention concerne l’une quelconque des combinaisons des différents modes de réalisation, variantes, avantages, et préférences. L’unité de production produit un gaz combustible brut 50 qui est de préférence épuré dans un dispositif d’épuration avant mesure par les dispositifs 4,5 de mesure.
Le Gaz Combustible contient généralement un composé majoritaire qui établit le Pouvoir Calorifique du Gaz Combustible et donc la quantité d’énergie transférée au
Gestionnaire de Gaz Combustibles. Il est donc important d’évaluer la quantité d’énergie qui puisse être transférée, notamment par le Pouvoir Calorifique Supérieur (PCS). Le PCS est la quantité d’énergie fournie par 1 m3 de gaz en conditions normales. Il est exprimé en kiloWatt heure/Normal mètre cube du Gaz Combustible à 0°C sous 1,013 bar absolu et devra être supérieur ou égal à la valeur fixée par le GGC.
Le dispositif composé de circuits, équipements et analyseurs permettant de réaliser le comptage et le contrôle qualité du gaz combustible transféré, peuvent être spécifiques aux Gaz Combustibles injectés tout en garantissant les informations transactionnelles nécessaires à sa facturation.
Le GCC peut être le gestionnaire d’un réseau de distribution de gaz combustible, comme typiquement le gaz domestique, ou de gaz utilisable dans des véhicules.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 100 de contrôle et de gestion est intégré à une unité 101 de production de gaz combustible.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 100 de contrôle et de gestion est intégré à un épurateur de Gaz combustible.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 100 de contrôle et de gestion présente un clapet anti-retour 1 permettant d’éviter un retour du gaz du dispositif 100 vers l’unité de production 101.
Avantageusement, le clapet est un clapet étanche guidé sans restriction de débit.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 100 de contrôle et de gestion présente un filtre à particules 2 permettant de garantir la pérennité du fonctionnement du dispositif 100.
Avantageusement, le filtre est un filtre cartouche de seuil de coupure de 5 microns.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 100 de contrôle et de gestion présente un ensemble de contrôle de pression de sécurité 3 permettant d’absorber les variations de pression provenant de l’Unité 101 de production et maintenir une pression constante lors du transfert du gaz combustible, par exemple vers un Réseau (gaz GIR), une station de compression (gaz GNC) ou un procédé industriel (gaz GPI)
Avantageusement, l’ensemble de contrôle de pression de sécurité est détendeur par membrane ou piston.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 4 de mesure d’au moins une donnée physique comprend un totalisateur de volume transactionnel 4A permettant de comptabiliser le Volume Brut de Gaz brut combustible 50 en vue d’une transaction commerciale. Avantageusement, selon une variante, le volume total de gaz brut combustible 50 est un paramètre de calcul utilisé par l’unité 10 de traitement de données pour calculer le volume et/ou le débit du gaz combustible conforme 51 transféré vers au moins une conduite de distribution de gaz combustible 25.
Avantageusement, selon une variante, le volume total de gaz brut combustible 50 est un paramètre de calcul du montant de la transaction commerciale.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de mesure d’au moins une donnée physique comprend un compteur ou débitmètre, un capteur de température et un capteur de pression.
Avantageusement, le dispositif 4 de mesure comprend au moins un élément choisi parmi : un compteur volumétrique 4A de type piston rotatif ou débitmètre massique à effet thermique avec intégration de débit ; un capteur de Pression 4B à membrane ou piézoélectriques ; un dispositif de mesure de température 4C de type Pt100.
Le Compteur volumétrique est situé en amont du dispositif 9 de transfert du Gaz combustible vers le réseau ou en recyclage.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 5 de mesure d’au moins une donnée chimique comprend un système d’analyseurs en ligne ou par échantillonnage permettant la confirmation du gaz combustible.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 5 de mesure d’au moins une donnée chimique comprend un dispositif d’analyse de la teneur volumique des composés combustibles présents dans le gaz combustible, un capteur de seuil ou analyseur d’humidité, un capteur de seuil ou analyseur d’oxygène, et un capteur de seuil ou analyseur d’hydrogène sulfuré. Selon un mode de réalisation, le dispositif 5 de mesure comprend un analyseur transactionnel 5A permettant d’évaluer avec une précision suffisante les teneurs volumiques des composés majoritaires combustibles. Selon un mode de réalisation, le dispositif 5 de mesure comprend un analyseur transactionnel 5A permettant d’évaluer avec une fiabilité suffisante, permettant avantageusement une certification de la qualité d’analyse. Une telle certification peut par exemple être donnée par le Laboratoire National de métrologie et d’Essais.
Avantageusement, la teneur volumique en composés combustibles du gaz brut combustible 50 est un paramètre de calcul utilisé par l’unité 10 de traitement de données pour calculer le volume et/ou le débit du gaz combustible conforme 51 transféré vers au moins une conduite de distribution de gaz combustible 25.
Avantageusement, la teneur volumique en composés combustibles du gaz brut combustible 50 est un paramètre de calcul du montant de la transaction commerciale.
Typiquement le dispositif 5 de mesure comprend un analyseur transactionnel 5A d’au moins la teneur volumique d’un composé combustible du gaz combustible, et de préférence de Biométhane, de Biohydrogène, de Hydrogène décarboné ou l’un quelconque de leurs mélanges.
Avantageusement, un analyseur transactionnel 5A comprend un capteur laser et/ou un capteur infrarouge (ou analyseur à absorption infrarouge). Ainsi, on peut certifier la qualité de la chaîne d’analyse de la teneur volumique en composé(s) combustible(s) dans le gaz combustible. On peut avantageusement certifier la qualité du calcul de la transaction commerciale, notamment sur la base de la certification du volume transactionnel et de la teneur volumique en composé(s) combustible(s) dans le gaz combustible.
Avantageusement, la communication entre (i) les dispositifs 4 et 5 de mesure et (ii) l’unité 10 de traitement des données est certifiée pour la fiabilité du calcul de la transaction commerciale, notamment sur la base de la certification du volume transactionnel et de la teneur volumique en composé(s) combustible(s) dans le gaz combustible.
Avantageusement, la communication entre (i) l’unité 10 de traitement des données et (ii) le GCC est certifiée pour la fiabilité du calcul de la transaction commerciale, notamment sur la base de la certification du volume transactionnel et de la teneur volumique en composé(s) combustible(s) dans le gaz combustible. L’invention concerne en outre l’utilisation d’un capteur laser et/ou d’un capteur infrarouge pour la mesure du PCS du gaz combustible épuré et/ou du gaz brut, en particulier lorsque le gaz combustible est un Biométhane, un Biohydrogène, un Hydrogène décarboné ou l’un quelconque de leurs mélanges.
Avantageusement, le dispositif 5 de mesure comprend deux sous-systèmes qui peuvent se présenter sous forme d’un seul type d’analyseur permettant de réaliser l’ensemble des mesures décrites dans la présente invention ou une série d’analyseurs ou capteurs déterminés spécifiquement par produit.
Le tableau 1 ci-dessous illustre quelques exemples :
Tableau 1
Le dispositif 5 de mesure, et en particulier l’analyseur transactionnel 5A, peut être positionné soit sur la ligne de Gaz en charge soit sur une ligne annexe par prélèvement continu d’échantillon.
La technologie d’analyse utilisée peut également être une micro chromatographie en phase gazeuse voire un laser. Ces deux technologies sont précises mais ne sont pas spécifiques au produit à mesurer.
Un Micro-Chromatographe en phase gazeuse présente l’avantage de réaliser l’analyse d’un mélange complexe en moins de trois minutes.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 5 de mesure comprend un analyseur ou des capteurs de seuils spécifiques permettant d’évaluer avec une précision suffisante les teneurs volumiques limites des produits indésirables.
Typiquement, le dispositif 5 comprend un dispositif 5B de mesure d’au moins une donnée chimique comprend au moins l’un parmi un hygromètre, et en particulier un hygromètre à ultra haute variation capacitive, pour mesurer la température du point de rosée du gaz combustible, un dispositif paramagnétique pour la mesure de la teneur volumique en O2 du gaz combustible, et un dispositif électrochimique pour la mesure de la teneur volumique en H2S du gaz combustible, en particulier disposé en amont d’un dispositif 6 d’odorisation sur une conduite de Gaz Combustible.
Avantageusement, le dispositif 5B de mesure peut se présenter sous forme d’un seul type d’analyseur unique permettant de réaliser l’ensemble des mesures décrites dans la présente invention ou une série d’analyseurs ou capteurs déterminés spécifiquement par composant analysé.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 5B de mesure comprend un ou plusieurs analyseurs ou un ou plusieurs des capteurs de seuils spécifiques permettant d’évaluer avec une précision suffisante les teneurs volumiques limites des produits indésirables, comme par exemple selon le tableau 2 :
Tableau 2
Selon une variante, le dispositif 5 de mesure est situé en amont du dispositif 4 de mesure.
Selon une variante, le dispositif 5 de mesure est situé en aval du dispositif 4 de mesure.
Avantageusement, le dispositif 100 comprend un dispositif 6 d’odorisation injectant au moins un agent odorant dans le gaz combustible conforme non-odorisé 53, de préférence en aval du dispositif 5 de mesure d’au moins une donnée chimique.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 6 d’odorisation comprend un dispositif d’injection de produit odorant 6A, un capteur de seuil ou analyseur de produit odorant 6B, un réservoir de stockage tampon 7 pour homogénéiser la qualité de composition chimique du Gaz Combustible conforme 51 avant transfert vers une conduite 20 de distribution de gaz combustible 25.
Selon une variante, l’agent odorant est choisi parmi le groupe consistant de : tetrahydrothiophene (THT), dimethyl sulfide (DMS), diethyl sulfide (DES), methylethyl sulfide (MES), ethyl mercaptan (EM), Sec-butyl mercaptan (SBM), tert-butyl mercaptan (TBM), n-propyl mercaptan (NPM), isopropyl mercaptan (IPM), methyl acrylate (MA), ethyl acrylate (EA), et l’un quelconque des mélanges renfermant au moins un de ces produits.
Selon une variante, l’agent odorant est dilué avec un ou plusieurs autres produits chimiques par exemple tels le méthanol ou TetraHydroFuranne afin par exemple d’assurer la meilleure dispersion et homogénéité de l’odorant dans le gaz carburant.
Selon un mode de réalisation, l’odorisation est réalisée : - soit sous forme d’injection d’agent odorant sous forme liquide pour les débits de
Gaz Combustible supérieurs à 50Nm3/h : - par exemple au moyen de pompes doseuses à piston, par exemple de type LEWA ; - sois sous forme d’injection d’agent odorant sous forme gazeuse pour les débits de Gaz Combustible inférieurs à 50Nm3/h.
On peut se référer ici à la demande de brevet FR 1651723 incorporée ici par référence pour une description détaillée d’un dispositif et procédé d’injection d’un agent odorant.
Avantageusement, le dimensionnement du stockage est défini en fonction du débit de Gaz Combustible comme suit :
Tableau 3
Selon un mode de réalisation, l’odorisation est requise par l’opérateur 30, par exemple le GGC, notamment dans le cas de transfert dans un Réseau de gaz (cas des GIR-B et GIR-C). Un exemple de seuils acceptables sont :
Tableau 4
Où E représente l’erreur due à a précision de la mesure acceptée par l’opérateur, par exemple le GGC. Elle est donnée en % de la valeur mesurée.
Par exemple, si la Mesure ou le capteur de seuil dans le Gaz Combustible dépasse le seuil haut acceptable ou est en dessous du seuil bas acceptable, le Gaz Combustible ne peut pas être transféré à l’opérateur 30, par exemple le GGC, et est non conforme. L’unité 10 de traitement des données commande un module 92 de commande qui ferme la vanne 9A et commande un module 91 de commande qui ouvre la vanne 9B.
Par exemple, si la Mesure ou le capteur de seuil dans le Gaz Combustible, est entre les deux seuils haut et bas acceptables, le Gaz Combustible peut être transféré au GGC. La vanne 9A s’ouvre et automatiquement la vanne 9B se ferme.
Avantageusement, le gaz combustible est odorisé par le dispositif d’odorisation 6 en aval des dispositifs de mesure 4,5.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 6 comprend un analyseur transactionnel 6B d’au moins la teneur volumique d’un composé combustible du gaz combustible, et de préférence de Biométhane, de Biohydrogène, de Hydrogène décarboné ou l’un quelconque de leurs mélanges.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’odorisation 6 comprend un dispositif 6B d’analyse permettant d’évaluer avec une précision suffisante les teneurs volumiques des composés majoritaires combustibles.
Selon un mode de réalisation, un dispositif 6B d’analyse comprend un analyseur permettant d’évaluer avec une fiabilité suffisante, de préférence certifiée, comme par exemple par le Laboratoire National de métrologie et d’Essais, comme par exemple selon le tableau 5. Un tel dispositif d’analyse 6B est avantageusement un dispositif en communication avec le l’unité 10 de traitement des données.
Avantageusement, un analyseur transactionnel 6B comprend un capteur laser et/ou un capteur infrarouge. Ainsi, on peut certifier la qualité de la chaîne d’analyse de la teneur volumique en composé(s) combustible(s) dans le gaz combustible. On peut
avantageusement certifier la qualité du calcul de la transaction commerciale, notamment sur la base de la certification du volume transactionnel et de la teneur volumique en composé(s) combustible(s) dans le gaz combustible.
Avantageusement, la communication entre (i) le ou les dispositifs 6B de mesure et (ii) l’unité 10 de traitement des données est certifiée pour la fiabilité du calcul de la transaction commerciale, notamment sur la base de la certification du volume transactionnel et de la teneur volumique en composé(s) combustible(s) dans le gaz combustible.
Tableau 5
L’invention concerne notamment l’utilisation d’un analyseur à absorption infrarouge pour la mesure notamment de la teneur volumique en Biométhane ou Biohydrogène ou Hydrogène décarboné, et est en particulier disposé en amont ou en aval d’un dispositif 6A d’injection d’un agent odorant sur une conduite de Gaz Combustible. De préférence l’analyseur à absorption infrarouge est disposé en amont d’un dispositif 6A.
Avantageusement, le dispositif 6A d’injection est associé à un ou plusieurs dispositifs 6B de mesure d’au moins une donnée chimique.
Selon un mode de réalisation, un dispositif 6B de mesure d’au moins une donnée chimique comprend au moins l’un parmi un hygromètre à ultra haute variation capacitive pour mesurer la température du point de rosée, un dispositif paramagnétique pour la mesure de la teneur volumique en O2, un dispositif électrochimique pour la mesure de la teneur volumique en H2S et un dispositif à photo-ionisation pour mesurer la teneur volumique en THT.
Selon un mode de réalisation, un dispositif 6B de mesure comprend des capteurs de seuils spécifiques permettant d’évaluer avec une précision suffisante les teneurs volumiques limites des produits indésirables, comme par exemple selon le tableau 6:
Tableau 6
Avantageusement, le gaz combustible non conforme 52 n’est pas odorisé. Ainsi, l’unité 10 de traitement de données peut comparer la conformité du gaz combustible à une spécification selon les données communiquées par les dispositifs 4,5 de mesure et l’unité 10 de traitement de données peut commander un dispositif 6A d’injection d’agent odorant dans un gaz combustible de qualité conforme 53 mais non odorisé et ainsi fournir un gaz combustible conforme odorisé 51 vers le dispositif 7 de stockage, stockant un gaz combustible conforme 51. Le gaz conforme 51 est conforme aussi quant à son odorisation, par exemple par la conformité de la quantité d’agent odorant présent. Avantageusement, l’unité 10 de traitement de données peut comparer la conformité du
gaz combustible à une spécification selon les données communiquées par un capteur de seuil ou analyseur de produit odorant du dispositif 6B. Selon une variante avantageuse, l’unité 10 de traitement de données peut commander le transfert du gaz combustible conforme 51 vers le dispositif 9 de transfert pour l’injection du gaz combustible conforme 51 dans un réseau de gaz combustible 25. Avantageusement, le gaz contenu dans le réservoir de stockage 7 est en surpression par rapport au gaz en amont de sorte que le gaz combustible non conforme 52 ne puisse pas rentrer dans le réservoir de stockage 7, et de préférence dans le dispositif d’odorisation 6.
Selon une variante, le transfert, par le dispositif 9 de transfert, du Gaz Combustible non conforme 52 en amont ou en aval du dispositif d’odorisation 6 est réalisé par l’intermédiaire d’une vanne 3 voies. Avantageusement, le dispositif de mesure 5 permet de valider la conformité du Gaz Combustible et le cas échéant renvoyer le gaz non conforme en tête du dispositif ou du procédé sans l’odoriser permettant ainsi d’odoriser uniquement du gaz combustible conforme.
Selon une variante, le dispositif 6 d’odorisation transmet à l’unité 10 de traitement de données un ou plusieurs données concernant l’odorisation du gaz combustible, par exemple afin de valider la conformité de l’odorisation avec une spécification.
Selon un mode de réalisation, le dispositif 6 d’odorisation comprend un dispositif de mesure d’une donnée d’odorisation.
La technologie d’analyse utilisée pour la mesure d’une donnée d’odorisation peut être une micro chromatographie en phase gazeuse ou un laser. Ces deux technologies sont précises mais ne sont pas spécifiques au produit à mesurer.
Par exemple, la mesure de l’agent odorant est réalisée par un capteur à photoionisation fixe : il utilise une technique de mesure de la concentration d’un gaz dans un mélange par l’intermédiaire du potentiel d’ionisation d’un gaz. La plupart des gaz ont un potentiel d’ionisation spécifique (exprimé en eV). L’échantillon passe devant une lampe ultraviolette qui l’ionise. Si le potentiel d’ionisation du gaz est inférieur à celui de la lampe, le gaz est ionisé. Le capteur intégré mesure la charge électrique du gaz ionisé et convertit ce signal en courant proportionnel à la concentration du gaz à analyser. Ce système très sensible et possédant un temps de réponse très rapide est utilisé notamment pour la mesure des Composés Organiques Volatiles (COV). Dans la chaîne concernée par la présente invention, deux points de mesure ont été déterminés : en amont et en aval du système d’odorisation. Par différence entre les deux mesures de concentrations obtenues, on détermine très précisément la concentration en gaz odorant (COV) contenue dans le Gaz Combustible.
Avantageusement, le dispositif 100 comprend un dispositif limitatif du débit de gaz combustible 8.
Avantageusement, le dispositif limitatif du débit de gaz combustible 8 est constitué d’une plaque à orifice calibrée maintenue entre brides.
Avantageusement, le dispositif 9 de transfert comprend un aiguillage par vannes automatiques.
Avantageusement, le dispositif 9 de transfert comprend une ou plusieurs électrovannes.
Selon une variante, le dispositif 9 de transfert comprend une ou plusieurs électrovannes de sectionnement rapide à piston, équipées de fin de course de position avec position de sécurité fermée et clapet étanche guidé sans restriction de débit.
Les temps de réponse très rapides des électrovannes permettent de garantir la sécurité et la réactivité du système.
Avantageusement, le dispositif 9 de transfert est commandé par l’unité 10 de traitement de données pour autoriser ou non le transfert du gaz combustible entrant dans le dispositif 9 de transfert. Avantageusement, le dispositif 9 de transfert autorise le transfert (la sortie du dispositif 9 de transfert) du gaz combustible entrant lorsque qualifie le gaz combustible comme conforme.
Avantageusement, l’unité 10 de traitement de données transmet une ou plusieurs données à un ou plusieurs Gestionnaires des Gaz Combustibles.
Avantageusement, l’unité 10 de traitement de données communique sur plusieurs et de préférence l’ensemble des éléments du dispositif 100 et agit en fonction des données qu’il reçoit et traite, et transmet les informations au GGC au travers d’un protocole sécurisé.
Avantageusement, l’unité 10 de traitement de données valide la conformité du Pouvoir Calorifique Supérieur PCS à une valeur supérieure ou égale à la valeur fixée, par exemple par le Gestionnaire de Gaz Combustible.
Avantageusement, l’unité 10 de traitement de données comprend un calculateur 10A de l’énergie transférée au Gestionnaires des Gaz Combustibles 30.
Selon un mode de réalisation, le calculateur 10A de l’énergie calcule l’énergie transférée au Gestionnaires des Gaz Combustibles sur une période p, cette valeur d’énergie étant calculée à partir du volume égal à la différence d’index ente deux relèves de compteur 3 et du Pouvoir Calorifique Supérieur obtenu par une moyenne pondérée ou une moyenne instantanée sur la période p.
Avantageusement, l’unité 10 de traitement de données forme un Module de Contrôle Communicant. L’unité 10 de traitement de données traite l’information qu’elle reçoit et forme ainsi une unité de traitement d’information.
Avantageusement, plusieurs et de préférence l’ensemble des éléments du dispositif 100 sont commandés par ou en communication avec l’unité 10 de traitement de données.
Avantageusement, l’unité 10 de traitement de données comprend un module de comparaison d’une ou plusieurs données mesurées par le dispositif de mesure 5 avec une ou plusieurs valeurs de référence pour autoriser ou non l’injection en fonction de résultats de la comparaison. Le dispositif 9 de transfert autorise le transfert (la sortie du dispositif 9 de transfert) du gaz combustible entrant lorsque le gaz combustible est qualifié comme gaz combustible conforme 51.
Avantageusement, selon une variante, l’unité 10 de traitement de données reçoit en particulier des informations des dispositifs 4,5 de mesure et du dispositif 9 de transfert, l’unité 10 de traitement de commande en particulier le dispositif 9 de transfert en fonction de la conformité à la Spécification du gaz combustible selon les informations communiquées au moins par le dispositif 5 de mesure, l’unité 10 de traitement de données communique à l’opérateur 30, par exemple le GGC, l’énergie du Gaz Combustible transférée (évaluée par le PCS) calculée à partir de données communiquées par le dispositif 4 de mesure et selon que le dispositif 9 de transfert autorise le transfert du gaz combustible conforme 51 ou refuse le transfert du gaz combustible non conforme 52.
Avantageusement, selon une variante, l’unité 10 de traitement de données reçoit en particulier des informations des dispositifs 4,5 de mesure, l’unité 10 de traitement de commande en particulier le dispositif 9 de transfert en fonction de la conformité à la Spécification du gaz combustible selon les informations communiquées au moins par le dispositif 5 de mesure, l’unité 10 de traitement de données mémorise que le dispositif 9 de transfert autorise le transfert du gaz combustible conforme 51 ou refuse le transfert du gaz combustible non conforme 52, l’unité 10 de traitement de données communique à l’opérateur 30, par exemple le GGC, l’énergie du Gaz Combustible transférée (évaluée par le PCS) calculée à partir de données communiquées par le dispositif 4 de mesure et selon que le dispositif 9 de transfert autorise le transfert du gaz combustible conforme 51 ou refuse le transfert du gaz combustible non conforme 52.
Avantageusement, selon une variante, l’unité 10 de traitement de données communique à l’opérateur 30, par exemple le GCC, une ou plusieurs données concernant l’odorisation du gaz combustible.
Selon un mode de réalisation, l’unité 10 de traitement de données est formée d’un ou plusieurs processeurs, d’une ou plusieurs mémoires associées à un ou plusieurs processeurs et un ou plusieurs produits programme d’ordinateur configurés pour mettre en œuvre les étapes mises en œuvre par le dispositif 100 de contrôle et de gestion.
En outre, les dispositifs en communication avec l’unité 10 de traitement de données peuvent comprendre au moins un émetteur de données, par exemple contrôlé par l’unité 10 de traitement de données.
Selon un mode de réalisation, l’émetteur de données comprend un module d’acquisition de données. Un tel module d’acquisition est par exemple en communication avec un capteur de mesure de donnée(s) des dispositifs 4,5 de mesure.
Ce module d’acquisition est relié par exemple à un module de génération d’un flux de données selon un débit de l’ordre de plusieurs kilobits, voire mégabits, par seconde. Un tel module de génération d’un flux de données comprend optionnellement un module de codage des données acquises et/ou un module de chiffrement (i.e. cryptage) des données acquises.
Typiquement, l’unité 10 de traitement de données comprend un ou plusieurs ordinateurs.
Typiquement, l’unité 10 de traitement de données comprend une mémoire de stockage de données.
Typiquement, l’unité 10 de traitement de données communique avec l’opérateur 30, par exemple le GGC, par ondes électromagnétiques.
Typiquement, l’unité 10 de traitement de données communique avec l’opérateur 30, par exemple le GGC, en transmettant les informations à un récepteur situé chez l’opérateur 30, par exemple le GGC.
Les données sont transmises par exemple sous la forme un flux, continu ou discontinu, de données audio, d’un paquet de données numérique, un flux de données constituant par exemple une image une vidéo ou encore un flux de données audio-vidéo, etc.
Avantageusement, le comptage du volume du Gaz combustible réellement transféré pour sa distribution est ainsi calculé à partir de la position de la ou les vannes automatiques d’aiguillage du dispositif 9 de transfert. Cette opération est réalisée par l’intermédiaire de l’unité 10 de traitement de données qui actionne le dispositif 9 de transfert en fonction du respect des Spécification du gaz combustible analysé par les dispositifs 4,5 de mesure.
Selon un mode de réalisation, la ou les vannes automatiques d’aiguillage du dispositif 9 de transfert communiquent à l’unité 10 de traitement de données si le dispositif 9 de transfert autorise le transfert du gaz combustible conforme 51 ou refuse le transfert du gaz combustible non conforme 52.
Selon un mode de réalisation, l’unité 10 de traitement de données stocke en mémoire que la ou les vannes automatiques d’aiguillage du dispositif 9 de transfert autorise le transfert du gaz combustible conforme 51 ou refuse le transfert du gaz combustible non conforme 52.
Selon un mode de réalisation, l’unité 10 de traitement de données, qui reçoit de préférence en direct les informations provenant des dispositifs 4,5 de mesure et du dispositif 9 de transfert, réalise les calculs relatifs aux informations transactionnelles (PCS, volume corrigé), agit sur la chaîne en conséquence des données qu’il reçoit et/ou mémorise, et traite et transmet les informations au GGC au travers d’un protocole de transmission de données, de préférence sécurisé.
Typiquement, le Pouvoir Calorifique Supérieur (PCS) doit être supérieur ou égal à une valeur fixée par l’opérateur 30, et par exemple le GCC, pour que le gaz combustible soit conforme et donc transférable.
Le PCS s’établit ainsi :
De préférence, le calcul du PCS Gaz Combustible est réalisé par l’unité 10 de traitement de données à partir de la teneur volumique en composés majoritaires combustibles.
Par exemple, les valeurs limites fixées pour les Gaz Combustibles :
Tableau 7
A titre d’exemple, pour l’injection du Biométhane dans le Réseau GIR-H de l’opérateur 30, et par exemple le Gestionnaire de Gaz Combustible, le PCS Gaz Combustible transféré doit vérifier l’inégalité suivante :
Selon une variante, la mesure du PCS du gaz combustible épuré et du gaz brut est réalisée par :
Un capteur laser : il utilise une technique de mesure de la concentration d’un ou plusieurs gaz dans un mélange par spectroscopie laser (analyse physico chimique). II est constitué d’une ou plusieurs diodes laser et d’un système aéraulique comprenant une cavité résonante et un système extractif faisant circuler les gaz à mesurer. La matière interagit avec la lumière de façon qualitative (chaque gaz a sa propre réponse spectrale) et quantitative (la réponse est plus ou moins intense en fonction de la quantité du composé analysé). L’absorption du gaz (A) représente la différence entre la lumière incidente et la lumière après passage de l’échantillon à analyser. Ainsi, en mesurant l’absorption A de la lumière par le gaz, à une longueur d’onde définie (λ), et connaissant la longueur de la cuve de mesure (ou trajet optique, L) on remonte par la loi de Beer-
Lambert à la concentration du gaz (C) dans le mélange : ε représentant le coefficient d’extinction molaire relatif au gaz et à la longueur d’onde - ou un capteur Infra rouge : il utilise une technique de mesure de la concentration d’un gaz dans un mélange par spectroscopie infrarouge. Le principe repose sur l’absorption spécifique des molécules de gaz au rayonnement infrarouge. II est constitué d’un émetteur chauffé à environ 700°C émettant un rayonnement infrarouge et d’un détecteur situé dans une chambre réceptrice pour le gaz. La concentration du gaz à analyser est fonction de sa réponse au rayonnement infrarouge émis.
Donc, par exemple, la teneur volumique en méthane du Biométhane mesurée par l’analyseur 5A doit être par exemple supérieure ou égale à 96,4% (Valeur Limite acceptable), selon la formule :
Où E représente l’incertitude sur la mesure acceptée par l’opérateur 30, et par exemple le Gestionnaire du Gaz Combustible, soit 0,2% de la valeur mesurée.
Par exemple, si la Mesure %méthane dans le Biométhane réalisée par l’analyseur 5ABiométhane est inférieure à 96,4%, le Biométhane ne peut pas être transféré l’opérateur 30, et par exemple le GGC, et est non conforme. La vanne 9A se ferme et automatiquement la vanne 9B s’ouvre.
Par exemple, si la Mesure %méthane dans le Biométhane réalisée par l’analyseur 5ABiOrnéthane est supérieure ou égale à 96,4%, le Biométhane peut être transféré à
l’opérateur 30, et par exemple le GGC. La vanne 9A s’ouvre et automatiquement la vanne 9B se ferme.
Le Gaz Combustible doit avantageusement respecter les seuils de certains paramètres :
Tableau 8
Où E représente l’incertitude sur la mesure acceptée par le Gestionnaire du Gaz Combustible. Elle est donnée en % de la valeur mesurée.
Par exemple, si la Mesure ou le Compteur de seuil dans le Gaz Combustible dépasse le seuil acceptable, le Gaz Combustible ne peut pas être transféré à l’opérateur 30, et par exemple le GCC, et est non conforme. La vanne 9A se ferme et automatiquement la vanne 9B s’ouvre.
Par exemple, si la Mesure ou le Compteur de seuil dans le Gaz Combustible est en dessous du seuil acceptable, le Gaz Combustible peut être transféré à l’opérateur 30, et par exemple le GGC. La vanne 9A s’ouvre et automatiquement la vanne 9B se ferme.
Avantageusement, l’unité 10 de traitement de données permet le calcul de l’énergie transférée à l’opérateur 30, et par exemple le GCC, conforme à ses prescriptions. Un exemple de données brutes communiquées directement par les capteurs et analyseurs à l’unité 10 de traitement de données figure dans le tableau 9 :
Tableau 9
Avantageusement, la formule de l’énergie transférée pendant une période p est calculée ainsi depuis l’unité 10 de traitement de données :
Energie transférée entre T0 et TO+p exprimée kWh/p= somme des (teneurs volumiques des composés combustibles x PCS composés combustibles) x Volume brut totalisé transféré mesuré à partir de (3) x correction pression température
Sur la période p, cette valeur d’énergie est calculée de préférence à partir : - Du volume égal à la différence d’index ente deux relèves de compteur 3 - Du PCS obtenu par une moyenne pondérée ou une moyenne instantanée
La moyenne pondérée tient compte de la répartition de la consommation sur la période « p », estimée par exemple selon la méthode du profilage validée par la Commission de Régulation de l’Energie.
Avantageusement, la moyenne instantanée est une intégration réelle, sur un pas de temps défini, des valeurs de PCS obtenus en continu.
Avantageusement, suivant la période « p » sélectionnée par l’opérateur 30, par exemple le GGC, cette valeur d’énergie est transmise par l’unité 10 de traitement de données toutes les périodes p à l’opérateur 30, par exemple le GGC, par un protocole sécurisé permettant la facturation.
Ainsi, selon une variante, le PCS du Gaz Combustible est obtenu en intégrant la mesure de la concentration des gaz majoritaires présents sur un pas de temps défini par l’opérateur 30, par exemple le GCC, selon ses besoins (heure, journée, etc).
Avantageusement, l’unité 10 de traitement de données comptabilise le débit total traversant le dispositif 100 de contrôle et de gestion. Avantageusement, l’unité 10 de traitement de données permet d’obtenir, selon que le dispositif 9 de transfert autorise le
transfert du gaz combustible conforme 51 ou refuse le transfert du gaz combustible non conforme 52 vers une conduite 20 de distribution de gaz combustible 25, à la fois le débit de Gaz Combustible conforme 51 envoyé dans une conduite 20 de distribution de gaz combustible 25 et de Gaz Combustible non conforme 52.
Par ailleurs, lorsqu’une pluralité de dispositifs 100 de contrôle et de gestion est considérée, une répartition de la longueur d’onde (i.e. un multiplexage) est par exemple décidée par les opérateurs 30, de sorte que chaque équipement de communication émetteur (ou émetteur-récepteur) émet sur une longueur d’onde qui lui est propre.
Avantageusement, la quantité de gaz combustible non conforme 52 injecté dans une conduite 20 de distribution du gaz combustible est nulle ou négligeable, et de préférence inférieure à 1% de la quantité de gaz combustible conforme 51.
Selon un mode de réalisation, une pluralité de conduites de distribution du gaz combustible 25 forme un réseau de distribution.
Selon un mode de réalisation, le gaz combustible conforme 51 est injecté dans un réseau de distribution de gaz combustible 25. Ainsi l’invention concerne en particulier, un dispositif 100 de contrôle et de gestion pour l’injection dans un réseau de gaz combustible 25 du gaz combustible conforme 51 ; et un procédé pour l’injection d’un gaz combustible conforme 51 dans un réseau de gaz combustible 25.
Selon un mode de réalisation, ledit dispositif 100 est monté en série sur la ligne de production de gaz combustible brut (ou épuré) 50 et raccordé à un réseau de distribution de gaz combustible 25.
Selon un mode de réalisation, le réseau de distribution est un réseau de distribution de gaz domestique. Il n’est pas courant d’injecter un gaz combustible provenant d’une unité 101 de production d’un faible débit, typiquement inférieur à 75 Nm3/h, voire inférieur à 50 Nm3/h. une telle injection présente une difficulté technique lié au traitement du faible débit et de la composition du gaz lorsqu’il s’agit de gaz d’origine biologique, comme notamment le biométhane ou le biohydrogène, ou thermochimique, comme notamment un gaz de synthèse ou de procédé résiduel ou co-produit.
Selon un mode de réalisation, le réseau de distribution est un réseau de distribution de Gaz Naturel (gaz GIR), un réseau de distribution de carburant automobile (gaz GNC) ou un réseau de distribution d’un procédé industriel (gaz GPI).
Selon un mode de réalisation, le réseau de distribution est un réseau de distribution de gaz pour véhicules.
Selon un mode de réalisation, le gaz combustible conforme 51 est injecté dans un ou plusieurs véhicules.
Le gaz est de préférence un biogaz ou un bio-syngaz.
Un Biogaz est un gaz, comprenant principalement du méthane et du dioxyde de carbone, obtenu par la digestion anaérobie de la biomasse.
La Biomasse est un matériel biologique d'organismes vivants ou récemment vivants, typiquement faisant partie de végétaux ou de matériaux dérivés de végétaux.
Le Biométhane est un gaz, comprenant principalement du méthane, obtenu soit par épuration d'un biogaz ou méthanation de bio-syngaz.
Un Bio-syngaz est un gaz, comprenant principalement du monoxyde de carbone et de l'hydrogène, obtenu par gazéification de la biomasse.
Un Gaz Naturel est un mélange gazeux complexe d'hydrocarbures, principalement de méthane, mais généralement comprend de l'éthane, du propane et d'autres hydrocarbures à longue chaîne, et quelques gaz non combustibles tels que l'azote ou le dioxyde de carbone. L'épuration d'un Biogaz consiste généralement à retirer le dioxyde de carbone et les contaminants du Biogaz.
En général, le gaz carburant est choisi parmi : méthane, hydrogène et autres hydrocarbures d’origine fossile ou biologique tel que : • iométhane d’origine biologique par exemple issu des unités de méthanisation; de digestion de boues ou déchets ou sous-produits carbonés, • méthane d’origine de synthèse thermochimique par exemple issu d’un procédé de méthanation, • hydrogène issu des unités d’électrolyse ou produit à partir de déchets ou sous-produit (hydrogène décarboné), et l’un quelconque des mélanges gazeux renfermant au moins un de ces gaz.
Selon un mode de réalisation, le gaz combustible est un biométhane ou un biohydrogène.
Selon un mode de réalisation, le gaz combustible est un gaz de synthèse ou résiduel de procédé industriel.
Avantageusement, le gaz combustible est épuré avant entrée dans le dispositif 100 de contrôle.
La présente invention concerne en particulier un dispositif 100 de contrôle et de gestion formant station de contrôle qualité et de mesures d’énergie, en particulier de faibles débits (jusqu’à 75 Nm3/h, voire inférieur à 50 Nm3/h).
Plus particulièrement, la présente invention concerne en particulier un dispositif 100 de contrôle et de gestion formant station de contrôle qualité et de mesures d’énergie, en particulier de faibles débits (jusqu’à 75 Nm3/h), de Gaz Combustible Epuré à Haut Pouvoir Combustible dont le PCS est supérieur à 10,7 kWh/Nm3 our injection dans un réseau de Gaz Naturel, dite Station d’injection pour gaz GIR. L’invention concerne aussi un procédé mettant en œuvre le dispositif de l’invention, selon l’une quelconque de ses variantes, mode de réalisation et caractéristiques préférées, optionnelles ou avantageuses.
Avantageusement, le procédé comprend une injection, par un dispositif 6 d’odorisation, d’au moins un agent odorant dans le gaz combustible conforme non odorisé 53.
Le dispositif ou procédé de la présente invention comprend par exemple : un dispositif ou une étape de mesure des volumes totalisés de Gaz
Combustible Epuré ; un dispositif ou une étape d’analyse du ou des composés combustibles spécifiques permettant le calcul du pouvoir calorifique du Gaz Combustible Epuré ; un dispositif ou une étape de surveillance de la conformité physicochimique des seuils de certains paramètres tels que la pression, la température, l’humidité, l’oxygène, l’hydrogène sulfuré (H2S) et, si requis, le tetrahydrothiophene (THT) odorisant du Gaz au travers de capteurs spécifiques ou d’analyseurs. une unité 10 de traitement de données permettant la vérification de la conformité du Gaz Combustible Epuré et la transmission à un opérateur 30, par exemple un GGC, des informations nécessaires à une transaction commerciale relative au gaz combustible transféré.
La figure 1 représente un procédé et dispositif selon la présente invention, utilisés typiquement pour le contrôle et de gestion d’au moins une donnée chimique et d’au moins du volume et/ou du débit d’un gaz combustible conforme 51.
Exemple de réalisation :
Le Gaz Combustible Epuré provenant de l’Unité d’épuration située en amont passe à travers une chaîne CICT composée de plusieurs fonctions consécutives. F1 : un clapet anti-retour 1 permet d’isoler l’unité de Traitement de la chaîne CICT et éviter les retours en amont du gaz épuré ; F2 : Un filtre à particules 2 permet de garantir la pérennité du fonctionnement du comptage ; F3 : Un ensemble de contrôle de pression de sécurité 3 permet d’absorber les variations de pression provenant de l’Unité d’épuration et maintenir une pression constante lors du transfert du gaz dans le Réseau (gaz GIR) dans la station de compression (gaz GNC) ou dans le process industriel (gaz GPI) F4 : Un dispositif 4 de mesure comprenant un totalisateur de volume transactionnel permettant de comptabiliser le Volume Brut de Gaz Combustible composé compteur ou débitmètre 4A; capteur de température 4B; capteur de pression4C. F5 : dispositif 5 de mesure comprenant un système d’analyseurs en ligne ou par échantillonnage permettant la confirmation du gaz combustible : analyseur transactionnel des composés combustibles 5A; capteur de seuil ou analyseur d’humidité 5B1 ; capteur de seuil ou analyseur d’oxygène 5B2; capteur de seuil ou analyseur d’hydrogène sulfuré 5B3; (B1, 5B25B3 ne sont pas détaillé dans la figure 1 et sont référencés comme un analyseur unique 5B). F6 : un dispositif 6 d’odorisation (si requis) comprenant : F6-A : une injection de produit odorant 6A ; F6-B : capteur de seuil ou analyseur de produit odorant 6B ; F7 : Un stockage tampon 7 pour homogénéiser et sécuriser la qualité de Gaz Combustible Epuré avant transfert ; F8 : Un dispositif 8 limitatif du débit de gaz combustible ; F9 : Un dispositif 9 de transfert comprenant un aiguillage par vannes automatiques pour le transfert du gaz conforme 51 à l’opérateur 30, par exemple le GGC ou pour recyclage du gaz non conforme 52; F10 : Une unité 10 de traitement des données formant Module de Contrôle Communicant.
Au sens de l’invention, les termes « un » et « une » signifie « au moins un » et « au moins une », respectivement.
Les termes utilisés dans l’invention ont un sens général. Cependant lorsque des termes commencent par une majuscule, la signification est donnée par la norme correspondante à la date de dépôt lorsqu’elle existe.
En particulier, l’invention se réfère aux normes suivantes, selon leur dernière édition à la date de dépôt de la demande de brevet : EN 437:2003+A1:2009, EN 16726, EN ISO 6326-1:2009, (ISO 6326-1:2007), EN ISO 6326-3:1998, EN ISO 6326-5:1998, EN ISO 6327:2008, EN ISO 6974-1:2012, EN ISO 6974-2:2012, EN ISO 6974-3:2001, EN ISO 6974-4:2001, EN ISO 6974-5:2014, EN ISO 6974-6:2005, EN ISO 6975:2005, EN ISO 6976:2005, EN ISO 10715:2000, EN ISO 15971:2013, EN ISO 19739:2005, ISO/TR 11150:2007, EN ISO 13443:2005, ISO/TR 12148:2009, ISO 15713:2006, ISO 23874:2006.
Claims (17)
- REVENDICATIONS1. Dispositif (100) de contrôle et de gestion d’au moins une donnée chimique et d’au moins du volume et/ou du débit d’un gaz combustible conforme (51), ledit dispositif (100) étant monté, par exemple en série, sur une ligne de production de gaz brut combustible (50) provenant d’une unité (101) de production de gaz brut combustible (50), ledit dispositif (100) comprenant : - un dispositif (4) de mesure d’au moins une donnée physique, dont le volume et/ou débit, du gaz brut combustible (50) provenant de l’unité (101) de production de gaz brut combustible (50) ; - un dispositif (5) de mesure d’au moins une donnée chimique du gaz brut combustible (50) provenant de l’unité (101) de production de gaz ; - une unité (10) de traitement de données validant la conformité du gaz brut combustible (50) en gaz combustible conforme (51) et totalisant le volume et/ou le débit du gaz combustible conforme (51) ; - un dispositif (9) de transfert du gaz combustible conforme (51) vers au moins une conduite de distribution de gaz combustible (25) et de rejet ou de recyclage du gaz combustible non conforme (52), dans lequel les données physique(s) et chimique(s) mesurées en amont du dispositif (9) de transfert du gaz combustible conforme (51) sont transmises à l’unité (10) de traitement de données, l’unité (10) de traitement de données communiquant avec le dispositif (9) de transfert du gaz combustible conforme (51) et contrôlant le dispositif (9) de transfert du gaz combustible conforme (51) pour autoriser le transfert du gaz combustible conforme (51) vers au moins une conduite de distribution de gaz combustible (25) ou refuser le transfert du gaz combustible non conforme (52) en fonction de la conformité des données mesurées par lesdits dispositifs (4,5) de mesure, l’unité (10) de traitement de données calculant le volume du gaz combustible conforme (51) transféré vers au moins une conduite de distribution de gaz combustible (25) selon que le dispositif (9) de transfert autorise le transfert du gaz combustible conforme (51) ou refuse le transfert du gaz combustible non conforme (52) vers une conduite (20) de distribution de gaz combustible (25).
- 2. Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (4) de mesure d’au moins une donnée physique comprend un totalisateur de volume transactionnel (4A) permettant de comptabiliser le Volume Brut de Gaz brut combustible (50).
- 3. Dispositif, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif (4) de mesure d’au moins une donnée physique comprend un compteur ou débitmètre, un capteur de température et un capteur de pression.
- 4. Dispositif, selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif (5) de mesure d’au moins une donnée chimique comprend un système d’analyseurs en ligne ou par échantillonnage permettant la confirmation du gaz combustible.
- 5. Dispositif, selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif (5) de mesure d’au moins une donnée chimique comprend un dispositif d’analyse transactionnelle des composés combustibles, un capteur de seuil ou analyseur d’humidité, un capteur de seuil ou analyseur d’oxygène, et un capteur de seuil ou analyseur d’hydrogène sulfuré.
- 6. Dispositif, selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif (100) comprend un dispositif (6) d’odorisation injectant au moins un agent odorant dans le gaz combustible conforme non odorisé (53), de préférence en aval du dispositif (5) de mesure d’au moins une donnée chimique.
- 7. Dispositif, selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif (6) d’odorisation comprend un dispositif d’injection de produit odorant (6A), un capteur de seuil ou analyseur de produit odorant (6B), un réservoir de stockage tampon (7) pour homogénéiser la qualité de composition chimique du Gaz Combustible conforme (51) avant transfert vers une conduite (20) de distribution de gaz combustible (25).
- 8. Dispositif, selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif (100) comprend un dispositif limitatif du débit de gaz combustible (8).
- 9. Dispositif, selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif (9) de transfert comprend un aiguillage par vannes automatiques.
- 10. Dispositif, selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l’unité (10) de traitement de données transmet une ou plusieurs données à un ou plusieurs Gestionnaires des Gaz Combustibles.
- 11. Dispositif, selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l’unité (10) de traitement de données valide la conformité du Pouvoir Calorifique Supérieur (PCS) à une valeur supérieure ou égale à la valeur fixée, par exemple par le Gestionnaire de Gaz Combustible.
- 12. Dispositif, selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l’unité (10) de traitement de données comprend un calculateur (10A) de l’énergie transférée au Gestionnaires des Gaz Combustibles (30).
- 13. Dispositif, selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le calculateur (10A) de l’énergie calcule l’énergie transférée au Gestionnaires des Gaz Combustibles sur une période p, cette valeur d’énergie étant calculée à partir du volume égal à la différence d’index ente deux relèves de compteur (3) et du Pouvoir Calorifique Supérieur obtenu par une moyenne pondérée ou une moyenne instantanée sur la période p.
- 14. Procédé d’injection d’un gaz combustible conforme (51) par un dispositif (100) de contrôle d’au moins une donnée chimique et d’au moins du volume et/ou du débit du gaz combustible conforme (51), ledit procédé comprenant : une production d’un gaz brut combustible (50) par une unité (101) de production de gaz brut combustible (50) ; ledit dispositif (100) étant monté de préférence en série sur la ligne de production de gaz brut combustible (50) ; une mesure, par un dispositif (4) de mesure, d’au moins une donnée physique, dont le volume et/ou débit, du gaz brut combustible (50) provenant de l’unité (101) de production ; une mesure, par un dispositif (5) de mesure, d’au moins une donnée chimique du gaz brut combustible (50) provenant de l’unité (101) de production de gaz ; une transmission à l’unité (10) de traitement de données des données physique(s) et chimique(s) mesurées en amont d’un dispositif (9) de transfert ; un traitement de données, par une unité (10) de traitement de données, validant la conformité du gaz brut combustible (50) en qualifiant le gaz combustible en gaz combustible conforme (51) ou en gaz combustible non- conforme (52) et totalisant le volume et/ou le débit du gaz combustible conforme (51) ; une communication entre l’unité (10) de traitement de données et le dispositif (9) de transfert ; un contrôle du dispositif (9) de transfert par l’unité (10) de traitement de données autorisant le transfert du gaz combustible conforme (51) ou refusant le transfert du gaz combustible non conforme (52) vers au moins une conduite de distribution de gaz combustible (25) en fonction de la conformité des données mesurées par lesdits dispositifs (4,5) de mesure ; un calcul, par l’unité (10) de traitement de données, du volume et/ou du débit du gaz combustible conforme (51) transféré vers au moins une conduite de distribution de gaz combustible (25) selon que le dispositif (9) de transfert autorise le transfert du gaz combustible conforme (51) ou refuse le transfert du gaz combustible non conforme (52) vers une conduite de distribution de gaz combustible (25) ; l’injection dans au moins une conduite de distribution de gaz combustible (25) du gaz combustible conforme (51).
- 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu’il comprend une injection, par un dispositif (6) d’odorisation, d’au moins un agent odorant dans le gaz combustible conforme non odorisé (53).
- 16. Système d’analyse d’un gaz combustible et de préférence de Biométhane, de Biohydrogène, de Hydrogène décarboné ou l’un quelconque de leurs mélanges, comprenant un circuit de circulation d’un gaz brut combustible (50), un dispositif (5) d’analyse par un capteur infra-rouge de la teneur volumique du ou des dits-composés combustibles et une unité (10) de traitement de données, dans lequel le dispositif d’analyse (5) communique ladite teneur volumique à l’unité (10).
- 17. Dispositif de traitement transactionnel d’un gaz combustible, ledit dispositif comprenant : - un dispositif (4) de mesure d’au moins une donnée physique, dont le volume et/ou débit, d’un gaz brut combustible (50) provenant d’une l’unité (101) de production de gaz brut combustible (50) ; - un dispositif (5) de mesure d’au moins une données chimique du gaz brut combustible (50), dont la teneur volumique du ou des composés combustibles présents dans le gaz brut combustible (50) ; - une unité (10) de traitement de données ; - dans lequel ledit volume et/ou débit et ladite teneur volumique sont transmis à l’unité (10) de traitement de données, l’unité (10) de traitement de données calculant le montant d’une transaction commerciale concernant le gaz combustible à partir notamment dudit volume et/ou débit et de ladite teneur volumique ; ou transmettant ledit volume et/ou débit et ladite teneur volumique ou une ou plusieurs données y relative à un ou plusieurs Gestionnaires des Gaz Combustibles pour le calcul du montant d’une transaction commerciale concernant le gaz combustible.
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