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Wobberegelung bei Flüssigpropan mit Luft/Stickstoff
30. Nov 2022
Fallstudie «Wobbe Regelung mit Flüssigpropangas»: Die Umstellung auf alternative Gasquellen und damit einem wechselnden Wobbe Index stellt Betreiber von Brennern vor neuen Herausforderungen. Durch das Nachrüsten mit einem gasQS™ static kann der Industrieprozess schnell und kostengünstig nachgerüstet werden.
Für die Wobberegelung von LPG mit Luft/Stickstoff können wir
eine sehr einfache Lösung anbieten, denn es wird nur ein gasQS™ static (siehe
Bild) im Mischgas benötigt. Dieses Messgerät bestimmt die Wärmeleitfähigkeit
des Gases und korreliert daraus den entsprechenden Wobbeindex. Der Ausgabewert
wird mit einem 4 – 20 mA Stromschleifensignal übertragen.
Für Flüssigpropangas (LPG) gibt es mindestens zwei Qualitätsklassen. Es handelt sich dabei nie um reines Propan, sondern enthält immer einen Anteil Ethan und Butan. Da der gasQS™ static einzig die Wärmleitfähigkeit des Gases bestimmt, kann er nicht zwischen den einzelnen Gasen unterscheiden. Das Mischverhältnis hat damit direkten Einfluss auf den Messfehler unseres Geräts. Ethan wirkt für das Messgerät als wäre mehr Luft (negativer Messfehler), Butan wirkt als wäre mehr Propan (positiver Messfehler) beigemischt.
Mischung
1:
Propan ≥90 mol%, Ethan ≤5 mol%, Butan ≤10
mol%
- Bei einem Mindestanteil von 55-75 mol%
Propangasmischung in Luft (Wobbeindex zwischen 47.8 und 64.6 MJ/m3)
- Positiver Maximalfehler: 10 mol% Butan /
90 mol% Propan mit Luft +2 % Ws (MJ/m3)
- Negativer Maximalfehler: 5 mol% Ethan /
95 mol% Propan mit Luft -1 % Ws (MJ/m3)
Bei Mischungen mit Butan, Ethan und Propan liegt der Fehler im Wobbe dazwischen.
Mischung 2 (Engine grade propane):
Propan ≥95 mol%, Ethan ≤5 mol%, Butan ≤5 mol%
- Bei einem Mindestanteil von 55-75 mol% Propangasmischung in Luft (Wobbeindex zwischen 47.8 und 64.0 MJ/m3)
- Maximalfehler: 5 mol% Butan oder Ethan / 95 mol% Propan mit Luft ±1 % Ws (MJ/m3)
Bei Mischungen mit Butan, Ethan und Propan liegt der Fehler im Wobbe dazwischen.
Üblich ist bei beiden Qualitätsklassen einen Anteil von 2/3 Butan und 1/3 Ethan. Damit macht unser Messgerät im Bereich zwischen 48.5 und 63.9 MJ/m3 einen leicht positiven Fehler.
- Mischung 1: Mittelwert +0.61 % Ws (kWh/m3)
- Mischung 2: Mittelwert +0.30 % Ws (kWh/m3)
Wobei man sagen kann, dass je höher der Wobbeindex, desto kleiner der Messfehler.
Wenn für die Anwendung eine höhere Genauigkeit benötigt wird, muss ein gasQS™ flonic eingesetzt werden. Dieser bestimmt den Wobbeindex über den ganzen DVGW G260 Erdgasbereich auf 1 % genau und ist bei dieser spezifischen Anwendung nochmals besser. Er benötigt aber einen Eingangsdruck von mindesten 2.5 barg und hat ein Messintervall von 30 Sekunden. Hier ist die Frage, ob das Regelsystem mit dieser Totzeit umgehen kann und ob genügend Druck vorhanden ist.
Wir hoffen, wir konnten Ihnen damit einen Einblick in die Messtechnik geben. Bei Fragen oder Ideen können Sie uns gerne kontaktieren.