Μέτρηση της υπολειπόμενης υγρασίας σε καύσιμα αέρια της 2ης οικογένειας αερίων

Η 2η οικογένεια αερίων περιλαμβάνει τα καύσιμα αέρια φυσικό αέριο και υδρογόνο, καθώς και φυσικά αέρια όπως το αέριο λυμάτων ή το βιοαέριο.

Το φύλλο εργασίαςDVGW G260 ορίζει τις οριακές τιμές για τα συστατικά αερίου που μπορούν να περιέχονται στα καύσιμα αέρια προκειμένου να τροφοδοτηθούν στο δημόσιο δίκτυο αερίου. Προκειμένου να αποφευχθούν πιθανά μετέπειτα τεχνικά προβλήματα και ασυμφωνίες στην τιμολόγηση στα όρια της νομικής οντότητας, η τροφοδοσία στο δίκτυο φυσικού αερίου πρέπει να διακόπτεται εάν δεν πληρούνται αυτές οι απαιτήσεις.

Εκτός από τις προδιαγραφές οριακών τιμών για προσμίξεις όπως το θείο, η αμμωνία ή το πυρίτιο κ.λπ., υπάρχουν επίσης προδιαγραφές για τις απαιτήσεις σχετικά με την περιεκτικότητα σε νερό, καθώς αυτή παίζει σημαντικό ρόλο στον καθορισμό της ικανότητας καύσης των αερίων καυσίμων.

Οι οριακές τιμές για την περιεκτικότητα σε νερό κατά την τροφοδοσία ορίζονται ως εξής:

Ονομασία

Μονάδα

Οριακή τιμή

Περιεκτικότητα σε νερόmg/m3

200 (μέγιστη πίεση ≤ 10 bar)

50 (μέγιστη πίεση > 10 bar)

Πίνακας 1: Οριακές τιμές για συστατικά αερίου - περιεκτικότητα σε νερό σε mg/m3

Εάν οι τιμές αυτές μετατραπούν σε θερμοκρασία σημείου δρόσου, δηλαδή σε θερμοκρασία κάτω από την οποία οι υδρατμοί καθιζάνουν ως συμπύκνωμα, προκύπτουν τα ακόλουθα αποτελέσματα

Ονομασία

Μονάδα

Οριακή τιμή

Θερμοκρασία σημείου δρόσου°Ctd

-33° (μέγιστη πίεση ≤ 10 bar)

-46° (μέγιστη πίεση > 10 bar)

Πίνακας 2: Οριακές τιμές για συστατικά αερίου - περιεκτικότητα σε νερό σε °Ctd, 1013,25 mbar, 0°C

Η περιεκτικότητα σε υπολειμματική υγρασία καθορίζεται με βάση την πιο χαμηλή θερμοκρασία που έχει ποτέ μετρηθεί, ενώ πρέπει επίσης να λαμβάνονται υπόψη τυχόν διακυμάνσεις της πίεσης και της θερμοκρασίας, προκειμένου να αποφευχθεί η συμπύκνωση.

Κατά την τροφοδοσία οποιουδήποτε αερίου καυσίμου, πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα ώστε να μην υπερβαίνεται η περιεκτικότητα σε νερό. Αυτό μπορεί να μετρηθεί και να ελεγχθεί με κατάλληλες συσκευές μέτρησης.

Ιδιαίτερα το χειμώνα ή σε κρύο καιρό, κρίσιμα εξαρτήματα μπορεί να υποστούν βλάβη από τον πάγο και, στη χειρότερη περίπτωση, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε διακοπή της παροχής αερίου, καθώς το αέριο δεν μπορεί πλέον να περάσει από τους σωλήνες λόγω επισκευών.

Εκτός από τα τεχνικά προβλήματα, η υπερβολικά υψηλή περιεκτικότητα σε νερό αντανακλάται σε μειωμένο τυπικό όγκο αερίου και επίσης στην απόδοση του καυστήρα, καθώς αυτή καθορίζεται ανά τυπικό κυβικό μέτρο και όσο περισσότερο νερό περιέχεται σε ένα τυπικό κυβικό μέτρο, τόσο χαμηλότερη είναι η απόδοση του καυστήρα, καθώς απαιτείται περισσότερη ενέργεια για την εξάτμιση του νερού. Οι πρόσθετες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας επιδεινώνουν το πρόβλημα.

Για παράδειγμα, ο τυπικός όγκος που μετράται σε 1013,25 mbar και 0°C, με περιεκτικότητα σε νερό 0% RH (0°C), υπολογίζεται ως 1000 Nm3. Ωστόσο, εάν αυτός ο τυπικός όγκος μετατραπεί στις πραγματικές, πραγματικές συνθήκες, π.χ. στους 20°C και 970 mbar abs. με περιεκτικότητα σε νερό 60% RH, το αποτέλεσμα είναι μόνο 880 m3 αερίου καυσίμου αντί για 1000 Nm3.

Δεδομένου ότι οι συμβατικοί μετρητές ροής για αέρια καυσίμων δεν αντισταθμίζουν την πίεση και τη θερμοκρασία και, επομένως, δεν μετρούν την τυπική ροή όγκου στα 1013,25 mbar και στους 0°C, αλλά μόνο τον όγκο που περνάει υπό τις τρέχουσες συνθήκες περιβάλλοντος, εάν η περιεκτικότητα σε νερό είναι πολύ υψηλή ή οι θερμοκρασίες κυμαίνονται πολύ μεταξύ της τυπικής και της πραγματικής μέτρησης της ροής όγκου, συχνά αφαιρείται περισσότερο από ό,τι θα αναμενόταν.