Gazownictwo

3. Mieszanie gazów

podział paliw gazowych wartość opałowa, liczba

Wobbego, ciepło spalania, kryterium zamienności gazów

Gazownictwo

Ciepło spalania

Ciepło spalania gazu Qg jest to ilość ciepła jaką można uzyskać w czasie spalania
jednostki ilości gazu (np. Nm3). Proces spalania powinien odbywać się w warunkach
normalnych, a spalanie powinno być całkowite i zupełne. Woda powstająca w
procesie spalania występuje w spalinach w postaci ciekłej, natomiast temperatura
spalin jest równa temperaturze gazu przed spalaniem

Gazownictwo

Wartość opałowa

Wartość opałowa (Wu) gazu jest to ilość ciepła uzyskana ze spalenia jednostki ilości
gazu (np. Nm3), przy zupełnym i całkowitym spaleniu w warunkach normalnych.
Woda podczas spalania występuje w spalinach w postaci pary wodnej

Gazownictwo

Można zatem powiedzieć, że wartość opałowa jest pomniejszona w stosunku do
ciepła spalania o tę ilość ciepła, która została zużyta do odparowania wody powstałej
w procesie spalania.

Gazownictwo

Wartość opałowa – jest ilość ciepła, jaką można uzyskać przy całkowitym i
zupełnym spalaniu danego paliwa w warunkach normalnych (standardowych), przy
czym woda, która powstała w czasie spalania jest odprowadzona w składzie spalin w
postaci pary wodnej.

Ciepło spalania - jest ilość ciepła, jaka wydziela się przy całkowitym i zupełnym
spalaniu (1m

3

lub 1kg) danego paliwa w warunkach normalnych (standardowych),

przy czym produkty spalania zostają ochłodzone do temperatury początkowej
(substratów).

Gazownictwo

Tradycyjny kocioł gazowy przy spaleniu 9,8 m

n

3

, wysoko-metanowego gazu o wartości

opałowej Wu = 31 MJ/ m

n

3

podgrzał 880 kg wody o Cp = 4189 J/(kgK) z temperatury

T1 = 285K do T2 = 360K

Oblicz sprawność kotła

Gazownictwo

Gazownictwo

Źródło:

www.termodom.pl

Gazownictwo

Kondensacyjny kocioł gazowy przy spaleniu 11,3 m

n

3

, wysoko-metanowego gazu o wartości

opałowej Wu = 31 MJ/ m

n

3

podgrzał 1198 kg wody o Cp = 4189 J/(kgK) z temperatury

T1 = 285K do T2 = 360K

Oblicz sprawność kotła

Gazownictwo

Sprawność 107% (ale w odniesieniu do wartości opałowej)
To nie jest sprawność > 1 w sensie termodynamicznym!

Gazownictwo

Źródło:

www.termodom.pl

Gazownictwo

Wniosek: kotły kondensatowe wykorzystują ciepło spalin

Gazownictwo

Oblicz i porównaj sprawność powyższych kotłów, ale w odniesieniu do ciepła spalania
Ws = 34 MJ/m3

Gazownictwo

tradycyjny

Gazownictwo

kondensatowy

Gazownictwo

Gęstość względna gazu (d, dawniej oznaczana jako S

g

) iloraz gęstości gazu i

gęstości powietrza znormalizowanego w takiej samej temperaturze i przy tym
samym ciśnieniu. Gęstość powietrza znormalizowanego wynosi 1,293kg/m

3

przykładowy skład gazu wysokometanowego: (źródło:

www.pgnig.pl

)

- metan (CH4) - około 97,8 %
- etan, propan, butan - około 1%
- azot (N2) - około 1%
- dwutlenek węgla (CO2) - 0,2 %

Gazownictwo

Gazownictwo

Gazownictwo

Liczba Wobbego (MJ/m³) (Ws) – jest to stosunek wartości kalorycznej odniesionej
do jednostki objętości gazu V, do pierwiastka kwadratowego jego gęstości względnej
d (dawniej Sg), w tych samych warunkach odniesienia.

•dolna Liczbę Wobbego – gdy za wartość kaloryczną przyjmuje się jego wartość
opałowa;

•górna Liczbę Wobbego – gdy za wartość kaloryczną przyjmuje się jego ciepło
spalania.

Gazownictwo

dolna Liczbę Wobbego – gdy za wartość kaloryczną przyjmuje się jego wartość
opałowa;





górna Liczbę Wobbege – gdy za wartość kaloryczną przyjmuje się jego ciepło
spalania.

Gazownictwo

Podział paliw gazowych Wymagania techniczne dotyczące paliw gazowych podaje Polska Norma PN-
C-04750:2002 „ Paliwa gazowe. Klasyfikacja, oznaczenia i wymagania.” W zależności od sposobu
pozyskiwania, paliwa gazowe dzieli się na następujące grupy:

• grupa I (S) – gazy sztuczne z przetworzenia paliw stałych i ciekłych oraz ich mieszaniny z gazami
ziemnymi i płynnymi; grupa obejmuje trzy podgrupy: 25, 30 i 35,

• grupa II (E, L) – gazy ziemne pochodzenia naturalnego, których głównym
składnikiem palnym jest metan; grupa obejmuje pięć podgrup: Lm, Ln, Ls, Lw
(gaz ziemny zaazotowany) i E (gaz ziemny wysokometanowy),

• grupa III (P, B) – propan i butan techniczny oraz ich mieszaniny (gazy węglowodorowe płynne C3-
C4).

• grupa IV (GP) – mieszaniny gazów węglowodorowych z powietrzem.

Gazownictwo

Podział na podgrupy jest ściśle związany z tzw. liczbą Wobbego (2002 r.)

Podgrupa:

Lm (GZ 25)

Ln (GZ 30)

Ls (GZ 35)

Lw (GZ 41,5)

E (GZ 50)

Liczba Wobbego
(MJ/m3) górna ok..

23,0 – 27,0

27,0 – 32,5

32,5 – 37,5

37,5 – 45,0

45,0 – 54,0

Ciepło spalania
(MJ/m3)

18,0

22,0

26,0

30,0

34,0

Wartość opałowa
(MJ/m3) ok

16,0

20,0

24,0

27,0

31,0

Gazownictwo

Źródło: Wojtowicz, R., Nafta Gaz, czerwiec 2012

Gazownictwo

Dlaczego w nowej ustawie podwyższono górną granicę liczby Wobbego ?

Gazownictwo

Źródło: mg.gov.pl

Źródło: mmszczecin.pl

Gazownictwo

Podstawowym kryterium zamienności gazów jest stałość liczby Wobbego (górnej) +/- 5%

Gazownictwo

Gazownictwo

DGW dla mieszaniny metanu i powietrza wynosi ok. 4%
GGW dla mieszaniny metanu i powietrza wynosi ok. 15%

Gazownictwo

Zadanie.
W dyszy palnika wydostaje się metan z wydajnością 0.016 m3 na minutę. Pomieszczenie
z kuchenką gazową ma wymiary 3,5m x 4,0m x 3,0m i wypełnione jest powietrzem

Oblicz po jakim czasie stężenie w pomieszczeniu osiągnie DGW oraz GGW

Gazownictwo