Una empresa líder en Shanxi se especializa en el desarrollo de yacimientos de metano en capas de carbón, la gestión de gas en minas de carbón y la exploración geológica de yacimientos de carbón. Para eliminar los riesgos de gas en su origen, la empresa colaboró ​​con una importante empresa provincial de carbón para implementar el "Proyecto Provincial de Extracción de Gas con Cobertura Total" . Estableció bases de extracción de yacimientos de metano en capas de carbón en cuatro importantes zonas mineras, reduciendo el contenido de gas en las vetas de carbón y la presión de la mina mediante una extracción a escala para garantizar una producción segura. El proyecto, de tres años de duración (abril de 2019 - marzo de 2022), implementó un total de 842 instrumentos de flujo de gas de alta fiabilidad, constituyendo una solución de referencia en el sector.

Desafíos del proyecto

La extracción de metano de yacimientos de carbón (compuesto principalmente de metano) se enfrenta a condiciones de trabajo complejas:

1. Medio complejo: El gas contiene polvo y tiene alta humedad (HR > 90%), lo que puede provocar fácilmente el desgaste y bloqueo del instrumento.

2. Fluctuación de presión: La presión de la tubería de extracción varía de 0,2 a 6,3 MPa, lo que requiere una amplia adaptabilidad.

3. Riesgos de seguridad: El límite explosivo del metano (5%-15% VOL) ​​exige una clasificación a prueba de explosiones del instrumento Ex d IIC T4.

4. Datos en tiempo real: Se requiere un monitoreo dinámico de la eficiencia de extracción y la concentración de gas para respaldar la alerta temprana de seguridad minera.

Soluciones y configuración de productos

Nuestra empresa personalizó una solución combinada de medidores de flujo de turbina de gas y medidores de flujo de precesión de vórtice, que cubren todo el rango de tuberías de DN50 a DN200 con una tolerancia de presión de 1,6 a 6,3 MPa, para lograr un control preciso durante todo el proceso de extracción, medición y transporte:

1. Medidores de flujo de turbina de gas (serie STG)

• Ventajas técnicas:

• Cojinetes de aleación de titanio + núcleo de eje de carburo de tungsteno, resistente al desgaste por polvo (tamaño de partícula ≤50μm).

• Relación de reducción de 30:1, precisión ±1,0% (certificada por ISO 9951), tolerancia de presión de hasta 6,3 MPa.

• Diseño a prueba de explosiones (Ex d IIC T4), compatible con las normas GB 3836.1-2010.

• Escenarios de aplicación:

• Se instala en tuberías principales de alta presión (＞2,5 MPa) para medir el volumen total de extracción de metano en tiempo real.

• Los sensores de temperatura y presión incorporados calculan automáticamente el caudal estándar (Nm³/h), con un error de menos de ±1,5 %.

2. Medidores de flujo de precisión Vortex (serie SSV)

• Ventajas técnicas:

• Sin partes mecánicas giratorias, diseño que no requiere mantenimiento, adecuado para medios mixtos gas-líquido.

• Enderezador de campo de flujo incorporado, resistente a interferencias en la distribución del flujo (solo se requiere una sección de tubería recta 3D aguas arriba).

• Amplia relación de reducción de 15:1, baja pérdida de presión (＜0,02 MPa), precisión ±1,5%.

• Escenarios de aplicación:

• Se utiliza en líneas de derivación de baja presión (0,2-1,6 MPa) y en la entrada de estaciones de recolección de gas para monitorear la eficiencia de extracción de un solo pozo.

• Los datos se cargan al sistema SCADA a través de Modbus RTU, vinculado con la regulación de la velocidad de conversión de frecuencia de la bomba de extracción.

Resultados de la implementación

• Mejora de la seguridad: la tasa de extracción de gas aumentó al 85% y los accidentes por explosiones de gas en las minas de carbón disminuyeron en un 90%.

• Optimización de la eficiencia energética: La precisión de los medidores de flujo de turbina mejoró la tasa de recuperación y utilización de metano al 78%, reduciendo más de 500.000 toneladas de emisiones equivalentes de CO₂ al año.

• Reducción de costos de mantenimiento: El diseño sin mantenimiento de los medidores de flujo de precesión de vórtice redujo los costos de mantenimiento anuales en un 40%.

• Valor de los datos: Datos de 842 instrumentos integrados en la plataforma de extracción inteligente, logrando una visualización tridimensional de la eficiencia de extracción, concentración y presión.