Problematika zamenljivosti kurilnih plinov v industriji DK: 662.75:662.76:662.9 ASM SLA: RM-m Bogdan Sicherl, D. Vodeb, N. Zakonjšek II. del: Sprememba pogojev pretoka ter plinski sistemi pri zamenjavanju in kombiniranju kurilnih plinov v industriji. Za pogoje zamenljivosti so obdelani podatki plinskih mešanic ter spremembe volumskih deležev kurilnega plina in plina zamenjevalca v primeru redukcije kurilnega plina. Analizirane so spremembe pretočnih volumnov kurilnega plina in porabe zraka za zgorevanje ter prikazane spremembe na skalah merilnikov pretoka z zajezitvijo pretočnega prereza. Spremembe navedenih količin vplivajo na preračun cevovodov in plinskih gorilnikov kot pretvornikov kemijsko vezane notranje energije v toplotno energijo. Cena zemeljskega plina je funkcija porabe toplote in je optimalna pri porabi v pasu. Obdelani primeri interpretirajo spremembe teh vrednosti. Linijski sistem napajanja in napajanja v zanki v sklopu z glavnimi merilnimi in reducirnimi postajami so podani in obravnavani s pripadajočimi armaturami in načinom mešanja kurilnega plina ter plina zamenjevalca v mešalnih postajah. 1.0 Pogoji zamenljivosti Pri zamenjevanju kurilnih plinov v industriji — konkretno pri zamenjevanju zemeljskega plina ali njegove mešanice z zrakom s plinsko mešanico plinske faze tekočega naftnega plina z zrakom, torej ZP ali ZPZ ^ PBZ dobimo ob upoštevanju dveh osnovnih pogojev: a) enake toplotne obremenitve, torej Qi =Q2 k J/h (ikcal/h) in doc. dr. Bogdan Sicherl dipl. ing. met., predstojnik katedre za toplotno tehniko in energetiko, TOZD Montanistika, FNT Ljubljana Dušan Vodeb dipl. ing. stroj., energetik za toplotne projekte, Železarna Ravne Niko Zakonjšek dipl. ing. met., vodja TOZD Energetika, Železarna Štore b) nespremenjenega tlaka v plinskem sistemu (v plinski mreži porabnika), torej Pi = P2 N/m2 pri pogojih zamenljivosti za osnovne povprečne kemijske sestave kurilnega plina (ZP) in plina zamenjevalca (TNP + ZRAK = PBZ) zamenljive mešanice, ki so navedene v tabeli I. V tabeli I smo upoštevali dejansko stanje, ki bo nastopilo, ko bo zaradi prekoračitve pogodbenega odvzema zemeljskega plina znotraj lastnega plinskega sistema ali v primeru redukcije dobave ZP iz kateregakoli razloga (npr. prekoračitev celokupne pogodbene dobave v okviru republike ali celo izpada ZP) potrebno dodajati v lastni plinski sistem mešanico PBZ plina kot plina zamenjevalca. Pri računu podatkov v tabeli I smo izhajali iz sedanjega stanja, ko že obratujejo mešalne postaje za PBZ plin (kurilna vrednost med 5000 do 8000 kcal/mn3), zato so v tabeli bolj zaokrožene vrednosti kurilnosti za PBZ plin. Za obravnavo je najzanimivejše območje kurilnosti ZPZ za variante od 1 do 6, tj. za tiste porabnike, katerih plinski sistemi že sedaj obratujejo z mešalnimi postajami za PBZ plin. Ostali, ki bodo pričeli uvajati porabo plinske energije z zemeljskim plinom na novo, pa bodo lahko uporabljali varianto 10. V primeru redukcije ZP, in s tem seveda tudi ZPZ, sledi iz prej omenjenega takojšnji dodatek PBZ plina v lastno plinsko omrežje. Ker izhajamo iz osnovnega pogoja, tj. da -morajo biti tudi v primeru redukcije vsi agregati v obratu kalorično enako oskrbovani, se bodo razmere pri pretoku v cevovodih in pri gorilnikih spremenile. Dobili bomo zmes dveh plinov ZPZ + PBZ, oz. ZP + PBZ ali kot pravimo — rezultirajočo plinsko mešanico RPM, ki bo odvisno od stopnje redukcije imela različno sestavo ter bo tudi volumsko spremenjena. V tabeli II., III. in IV. so navedeni podatki za oba ekstremna primera (varianti 1 in 10) ter za srednjo vrednost (varianta 5), ki pridejo v poštev. Podatki so podani kot specifični, tj. v mn3/1000 kJ ali mn3/1000 kcal. Ker je pri prekoračenju porabe v pasu, t.j. pogodbene količine, posledica enaka —sledi omejitev volumskega pretoka ZP ali redukcija. Enako sledi redukcija pri zmanjšanju dobave ZP iz kateregakoli razlo-ga. Za praktično rabo je za- ŽEZB 11 (1977) štev. 2 Problematika zamenljivosti kurilnih plinov v industriji Tabela 1: Zamenljive mešanice kurilnih plinov in njih specifični parametri pri popolni zamenjavi Kurilni Plin H„ D lin'" zamenje- kJ/m„3 , j? , - m "/m3 m 37m 3 (m.J/1000 kcal) d varianta pnn valeč (kcal/m„3) kg/m° VPB; V„ Vz m"/m" m°/m" m.VlOOOkJ Delež v mešanici m„3/m„3 7 n Z,' ZPZ 15973 1,0672 (3815) 0,4324 0,5676 3,70 4,7 0,2316 0,8254 (0,9698) PBZ 18840 1,4853 (4500) 0,1697 0,8303 3,94 5,21 0,2091 1,1485 (0,8755) ZPZ 18870 1,026 (4507) 0,5108 0,4892 4,55 5,58 0,2411 0,7935 (1,009) ZPZ PBZ PBZ 23074 1,5279 (5500) 0,2074 0,7926 21583 0,9878 (5155) 0,5843 0,4157 27214 1,5706 (6500) 0,2451 0,7549 5,05 6,37 0,2188 1,1817 (0,9182) 5,35 6,38 0,2479 (1,0378) 0,7639 6,15 7,54 0,2259 1,2147 (0,9461) ZPZ 24120 0,9521 (5761) 0,6529 0,3471 6,1 7,14 0,2529 0,7363 (1,0588) PBZ 31401 1,6134 (7500) 0,2828 0,7172 7,26 8,70 0,2312 (0,968) 1,2478 ZPZ 25330 0,9349 (6050) 0,6857 0,3143 6,45 7,49 0,2546 0,7230 (1,066) PBZ 33494 1,6347 (8000) 0,3016 0,6984 7,81 9,28 0,2331 1,2643 (0,976) ZPZ 27637 0,9023 (6601) 0,7482 0,2518 7,13 8,18 0,2579 0,6978 (1,0801) PBZ 37681 1,6774 (9000) 0,3394 0,6606 8,91 10,44 0,2364 1,2973 (0,99) ZPZ 29802 0,8717 (7118) 0,8067 0,1933 7,77 8,83 0,2607 0,6742 (1,092) PBZ 41868 1,7202 0,3771 0,6229 (10000) 10,02 11,61 0,2393 1,3304 (1,002) ZPZ 31845 0,8328 (7606) 0,8621 0,1379 8,37 9,43 0,2628 0,6518 (1,100) PBZ 46055 1,7629 0,4148 0,5852 (11000) 11,12 12,77 0,2414 1,3635 (1,011) ZPZ 33767 0,8157 (8065) 0,9141 0,0859 8,94 10,00 0,2647 (1,108) 0,6308 PBZ 50242 1,8056 <12000) 0,4525 0,5475 12,23 13,93 0,2434 1,3964 (1,019) ZP 36940 0,7708 1,0 (8823) 3,875 10,95 0,2673 0,5961 (1,119) 10 PBZ 57719 1,8819 (13786) 0,5198 0,4802 14,2 16,0 0,246 1,4554 (1,03) ZEZB 11 (1977) štev. 2 Tabela 2: Podatki o rezultirajoči plinski mešanici ob upoštevanju različnih stopenj redukcije kurilnega plina (ZPZ). Baza je enaka toplotna obremenitev. Primer za varianto 1: ZPZ ^ PBZ Osnovni podatki: ZPZ H = 15973 kJ/mn3 = 3815 kcal/mn3 (kurilnost) PBZ H = 18840 kJ/mn3 = 4500 kcal/mn3 (kurilnost) Rezultirajoča plinska S mešanica RPM "j i-. § S- Sestava kurilnega plina 0 . VZPZ VPBZ Vzpz Vpbz 5 S ali RPM , Sestava c C ^E ~ v mn3/1000 kJ kUV-1ppgMPli?/a Cfi w b S 3 ^ ,„ ,,,„„„, ali RPM v % .E » .. n "n g g (mo3/1000 kcal) ,_. * S M * 3 B t# v » v OJ-^o c^S^E v v v z VpB Vzp 'E«r< | § % S 4 Vz ^ o T3 " = ce o " = S „ - „ e ^ c/3 S E S > p, s E n n 3 n,*— X NI ^ a H S u o ^ o o o "cO o s??. Sestava kurilnega plina ali RPM v m„71000 kJ; (mn3/1000 kcal) Sestava kurilnega plina ali RPM v % Vz, Vz, Vp, Vz a a ■al c M y 3 "S Pk CL& 0 0,03948 — 100,00 — 0,03948 25330 6,45 0,2546 0,02707 (0,16529) (0,16529) (6050) (1,066) (0,11334) 0,01241 68,57 (0,05195) — 31,43 0,9349 0,7230 10 0,03553 0,00298 92,25 7,75 0,03852 25962 6,55 0,25246 0,02437 0,00091 0,01323 63,30 2,30 34,4 0,9885 0,7645 (0,14876) (0,0125) (0,16126) (6201) (1,0563) (0,1020) (0,00377) (0,0554) 20 0,03158 0,00597 84,10 15,90 0,03755 26628 6,666 0,25031 0,02166 0,00180 0,01409 57,67 4,79 37,54 1,0461 0,8090 (0,13223) (0,025) (0,15723) (6360) (1,04811) (0,9067) (0,00754) (0,05902) 30 0,02763 0,00896 75,52 24,48 0,03659 27327 6,783 0,24821 0,01895 0,00270 0,01494 51,78 7,38 40,84 1,1062 0,8555 (0,11570) (0,0375) (0,15320) (6527) (1,03922) (0,07933) (0,01131) (0,06256) 40 0,02368 0,01194 66,48 33,52 0,03563 28067 6,905 0,24598 0,01624 0,0036 0,01578 45,58 10,11 44,31 1,1695 0,9045 (0,09917) (0,0500) (0,14917) (6704) (1,02998) (0,06800) (0,01508) (0,06609) 50 0,01974 0,01493 56,94 43,06 0,03467 28845 7,035 0,24388 0,01354 0,00450 0,01663 39,05 12,99 47,97 1,2362 0,9561 (0,08264) (0,0625) (0,14514) (6890) (1,02104) (0,05667) (0,01885) (0,06962) 60 0,01579 0,01791 46,85 53,15 0,03370 29669 7,173 0,24171 0,01083 0,00540 0,01747 32,13 16,03 51,84 1,3068 1,0107 (0,06612) (0,075) (0,14112) (7086) (1,01228) (0,04534) (0,02262) (0,07316) 70 0,01184 0,02090 36,17 63,83 0,03274 30541 7,318 0,23961 0,00812 0,00630 0,01832 24,81 19,25 55,94 1,3816 1,0685 (0,04959) (0,0875) (0,13709) (7295) (1,00315) (0,034) (0,02639) (0,07669) 80 0,00789 0,02388 24,84 75,16 0,03177 31466 7,472 0,23746 0,00541 0,00720 0,01916 17,04 22,66 60,30 1,4608 1,1297 (0,03306) (0,1000) (0,13306) (7516) (0,99414) (0,02267) (0,03016) (0,08023) 90 0,00395 0,02687 12,81 87,19 0,03082 32448 7,636 0,23533 0,00271 0,00810 0,02001 8,78 26,30 64,92 1,5451 1,1949 (0,01653) (0,1125) (0,12903) (7750) (0,9853) (0,01133) (0,03393) (0,08377) 100 — 0,02986 — 100,00 0,02986 33494 7,81 0,2331 — 0,00901 0,02085 — 30,16 69,84 1,6347 1,2643 (0,1250) (0,1250) (8000) (0,97625) (0,0377) (0,0873) Osnovni kurilni plin: ZPZ, kurilnost 6050kcal/mn3 Plin zamenjevalec: PBZ, kurilnost 8000 kcal/mn3 ZPZ plin pridobivamo v mešalni postaji iz ZP s kurilnostjo 8823 kcal/mn3; PBZ plin prav tako v mešalni postaji iz TNP (PB) s kurilnostjo 26521 kcal/ny>. Pogodbena dobava ZP: 20 000mn3/h. Poraba toplotne energije v vseh obratih: Qi = 20 000 . 8823 = 176,46 .106kcal/h. Potrebni volumen ZPZ plina: Qt _ 176,46 .106 HZPZ ~ 6,05 .103 V 7P7 — = 29167 mn3/h ZEZB 11 (1977) štev. 2 O Ai K O K >o N a v a u o S Ž •o .t O K D o S S s ^ O g a •M C •3 o ~ S >S J«! o e 2 ^ 'd ^ o 'C D M O c 'n p m C C« \ O « ^ o nO ^ OO OO L* 2 N ca p- n a, N M ON g « O*. S &T 1 « «2 -H o ^ N " Mfl O N ^ S rt > 03 N rt tj O P, C > O C £ o X) -3 a c a s ^ a; ? C c PLh < 3 a d bo "E ca c a Ki o- M o > C S 3 M rt CS ™ > k! 2 m oj t/5 m r- oo o ON nO C rt .rH s 5fa i— « .M m 3 T, > M Se a M c/3 .S S nEb P4 ki - o | g « tU gE OJ Pi O o r- -3- o ro [>. ro P o" o cn in nO nO rt O cn cn o p, o o. oo r-, o" cn cn O o oo r- cn o o „ P O o o' r- 1 (N ^ O §1 on oo ro Os ro oo on s s o" o" __ r— ,—s on .—i m on rj" o (N o nO On rj O, o" m o oo o (N oo CO f* ^-N on NO -h t^ m O o o o" o on cn oo on o O o" P^ o rO m m oo ro O NO LTj in on o" _ ro m rn On O 2 P O O o -H o" o" rNi in rs m cn ro o (N ro oo" oo -a a z deleži ZPZ in ^ Volumska sestava RPM o s' S S pBZ v RPM .g "3 vm,Vh Pofaba =° 4Š 3 dovedena toplota12* 1M --=- -----zraka za * S -3- kJ/h (keal/h) "j VZPZ VZPZ zgorevanje u N _ ;r---~ frt S ----- I -8 5 I 6 is^o o ca ss W £ P, fL, PH> O 0 10 1 15973 (3815) (3815) D. N O S i-— o « N-aO 35 S Ž o a, M > > ca > n) > 1 N B s ft. « > a N 4 » m 0 15973 0,4324 0,5676 0 0 3,7 3,7 1,067 10 0,9 0,08478 0,98478 14376 (3433,5) 1597 (381,5) 16220 (3874) 0,38916 0,51084 0,01439 0,07039 3,72 3,664 1,1029 0,8531 20 0,8 0,16955 0,96955 12778 (3052) 3195 (763) 16475 (3935) 0,34592 0,45408 0,02877 0,14078 3,742 3,628 1,1401 0,8817 30 0,7 0,25433 0,95433 11181 (2670,5) 4792 (1144,5) j 16737 (3997,5) 0,30268 0,39732 0,04316 0,21117 3,764 3,592 1,1784 0,9113 40 0,6 0,33911 0,93911 9584 (2289) 6389 (1526) O M co r 1 oo 17007 (4062) 0,25944 0,34056 0,05755 0,28156 3,787 3,556 1,2182 0,9422 50 0,5 0,42389 0,92389 7987 (1907,5) 7986 (1907,5) o -I: C P -t-> G 17288 (4130) 0,2162 0,2838 0,07193 0,355195 3,801 3,512 1,2591 0,9737 60 0,4 0,50866 0,90866 6389 (1526) 9584 (2289) P 17578 (4198,5) 0,17296 0,22704 0,08632 0,42234 3,834 3,484 1,3013 1,0062 70 0,3 0,59344 0,89344 4792 (1144,5) 11181 (2670,5) 17877 (4270) 0,12972 0,17028 0,10071 0,49273 3,859 3,447 1,3448 1,0401 80 0,2 0,67822 0,87822 3195 (763) 12778 (3052) 18187 (4344) 0,08648 0,11352 0,11509 0,56313 3,885 3,412 1,3899 1,0749 90 0,1 0,763 0,8630 1597 (381,5) 14376 (3433,5) 18510 (4421) 0,04324 0,05676 0,12948 0,63352 3,912 3,376 1,4368 1,1112 100 0 0,8478 0,8478 0 15973 (3815) 18841 (4500) 0 0 0,14387 0,70393 3,940 3,340 1,4850 1,1485 Po tabeli III. sledi: Sestava ZPZ: VZP = 68,57 % Vz =31,43% Volumen ZP: VZP = VZPZ . 0,6857 = 29167 . 0,6875 = = 20 000 mn3/h Vz = VZPZ. 0,3143 = 29167.0,3143 = = 9 167 mn3/h Obratovalni pogoji, ki smo jih navedli, so vnaprej znani, oz. določeni v slehernem energetskem gospodarstvu. Pri določeni stopnji redukcije, n.pr. R = 30 %, sledi (gl. tab. III.) Poraba mešanice zemeljskega plina in zraka se mora zmanjšati na: V7P7„ = O, 103 .0,1157 = 176,46.106 103 .0,1157 = = 20417 mn3 ZPZ/h kar ustreza volumnu ZP: VZP = 20416 .0,6857 = 14000 mn3/h (0,6857 — po tabeli I., varianta 5) (30 % redukcija od 20.000 mn3/h da resnično 20000 . . 0,7 = 14000 m„3/h) Kot nadomestilo pričnemo dodajati plin zame-njevalec, t. j. PBZ, katerega količina znaša po tabeli III.: VPBZ=^. 0,0375 = 1?6'46-106 . 0,0375 = 103 103 = 6617 mn3/h Sestava PBZ (glej tabelo III) je pri kurilnosti 8000 kcal/mn3 30,16 % PB + 69,84 % Z. Potrebni dodatek plinske faze TNP (t. j. PB) je enak: VPB = 6617 .0,3016 = 1995,7 mn3/h (0,3016 — po tabeli I., varianta 5) ŽEZB 11 (1977) štev. 2 Tabela 6: Podatki o rezultirajoči plinski mešanici pri različnih stopnjah redukcije kurilnega plina (ZP). Baza je enaka toplotna obremenitev, enaki tlaki, za 1 m J kurilnega plina (K. P.) ali RPM v 1 uri pri porabniku. Primer za varianto 5: ZPZ ^ PBZ; ZPZ H = 25330 kJ/mn3 = 6050 kcal/mn3 PBZ H = 33494 kJ/mJ = 8000 kcal/mn3 S -P 3 0J a Z deleži ZPZ in PBZ v RPM dovedena toplota k J/h (kcal/h) S" rt ir ■ o ^ P- 5 o Volumska sestava RPM v ma3/h Poraba zraka za et N Ph N a x> a u o Ph o • PA "BU V; ZPZ V PBZ zgorevanje d Stopnja redukcije r* il N o m Ph Bh "s o s 0) a. •-1 K." Ph > cJ d N 03 Oh O rt Ph O) - ež > I o « N -a O SE ti K H fu > > m > N > 1 N G s - > rt N m D S _ M mM 0 1 0 1 25330 (6050) 0 25330 (6050) 0,6857 0,3143 0 0 6,45 6,45 0,9349 0,7230 10 0,9 0,07563 0,97563 22797 (5445) 2533 (605) (6201) 0,61713 0,28287 0,02281 0,05282 6,555 6,395 0,989 0,7649 20 0,8 0,015125 0,95125 20264 (4840) 5066 (1210) (6360) 0,54856 0,25144 0,04562 0,10563 6,666 6,341 1,0461 0,809 30 0,7 0,22688 0,92688 17731 (4235) 7599 (1815) S1 27329 (6527) 0,47999 0,22001 0,06843 0,15845 6,783 6,287 1,1062 0,8555 40 0,6 0,3025 0,9025 15198 (3630) 10132 (2420) (3 O M O m 28067 (6704) 0,41142 0,18858 0,09123 0,21127 6,906 6,233 1,1695 0,9045 50 0,5 0,37813 0,87813 12665 (3025) 12665 (3025) VO, O ^ P c r^ 28845 (6890) 0,34285 0,15715 0,11405 0,26408 7,036 6,178 1,2362 0,9561 60 0,4 0,45375 0,85375 10132 (2420) 15198 (3630) Bm S o P rr> O f*") !Q 29669 (7086) 0,27428 0,12572 0,13685 0,31690 7,173 6,124 1,3068 1,0107 70 0,3 0,52937 0,82937 7599 (1815) 17731 (4235) 30541 (7295) 0,20571 0,09429 0,15966 0,36971 7,318 6,069 1,3816 1,0685 80 0,2 0,6050 0,805 5066 (1210) 20264 (4840) 31466 (7516) 0,13714 0,06286 0,18247 0,42253 7,472 6,015 1,4608 1,1297 90 0,1 0,68063 0,78063 2533 (605) 22797 (5445) 32448 (7750) 0,06857 0,03143 0,20528 0,47535 6,636 5,961 1,5451 1,1949 100 0 0,75625 0,75625 0 25330 (6050) 33494 (8000) 0 0 0,3016 0,6984 7,81 5,906 1,6347 1,2643 Volumen rezultirajoče plinske mešanice pri 30 % redukciji pa bo enak: Vrpm = Vzrz + Vpbz = 20416 + 6617 = 27033 mn3/h ali z uporabo tabele (stolpec VRPM/1000 kcal!) krajše: VRPM = 0,15320 . Q, = 0,15320 .176,46 .106.10-3 = 27034 mn3/h Za dispečerja je še prikladnejša raba tabel, kjer so podani volumni obeh plinov ob redukciji v mn3/h. Za prej obravnavani primer isledi ob uporabi tabele VI: Pogodbena dobava ZP: 20000 mn3/h, kurilnost 8823 kcal/mn3 Kot kurilni plin enako kot prej: ZPZ, kurilnost 6050 kcal/mn3 Sestava VZP = 68,57 % Vz =31,43 % VZPZ = ^= 20000 = 29167 mPVh 0,6857 0,6857 pri normalnem obratovanju in polnem pogodbenem odvzemu. Pri redukciji R = 30 % sme znašati poraba ZP: VZPr = VZP . 0,7 = 20000 . 0,7 = 14000 mn3/h Volumen ZPZ plina po redukciji: VZPZR = VZPZ . 0,7 = 29167 . 0,7 = 20417 mn3/h Ostalo toplotno energijo moramo dovesti s PBZ plinom (kurilnosit 8000 kcal/mn3) Sestava VPB = 30,16 % (Vz = 69,84 %); po tabeli VI. sledi: Vpbz = Vzpz .0,22688 = 29167 . 0,22688 = 6617 mn3/h Volumen rezultirajoče plinske mešanice po redukciji je enak: ŽEZB 11 (1977) štev. 2 Problematika zamenljivosti kurilnih plinov v industriji Tabela 7: Podatki o rezultirajoči plinski mešanici pri različnih stopnjah redukcije kurilnega plina (ZP). Baza je enaka toplotna obremenitev, enaki tlaki, za 1 m„3 kurilnega plina (K. P.) ali RpM v 1 uri pri porabniku. Primer za varianto 10: ZP ^ PBZ ZP H = 36940 kJ/mn3 = 8823 kcal/mn3 PBZ H = 57719 ikJ/mn3 = 13786 kcal/mn3 g "i 3 ca c CD B Z deleži ZPZ in PBZ v RPM •C rt Sf ■ O ^ Ph .2 O Volumska sestava RPM v mn3/h Poraba zraka za ct SI 0* N tU s> iS I-. O P- n h 3 aoveaena lopiota o ^ kJ/h (kcal/h) • »i« a -S Vpsz VPBZ zgorevanje d Stopnja redukcije P t! N o CQ P* Pl, S "s « 2 ^ K? d, > N ta o. O N CQ o. O rt ? "S P- u s <& > s O N -d O M .6 5 S b. > CQ 0. > N > 6 c N £ s O. M > nj N i n M IO 0 1 0 1 36940 (8823) 0 36940 (8823) 1 0 0 9,875 9,875 0,7708 0,5961 10 0,9 0,0640 0,9640 33247 (7941) 3693 (882) 38320 (9152) 0,9 0,03327 0,03073 10,162 9,763 0,8445 0,6532 20 0,8 0,12799 0,92799 29550 (7058) 7390 (1765) 39806 (9507) 0,8 0,06653 0,06146 10,471 9,717 0,924 0,7146 30 0,7 0,19199 0,89199 25858 (6176) 11082 (2647) 41412 (9891) 0,7 0,09979 0,09220 10,805 9,638 1,0099 0,7811 40 0,6 0,25599 0,85599 22165 (5294) 14775 (3529) O in 43155 (10307) 0,6 0,13306 0,12293 11,168 9,559 1,1031 0,8531 50 0,5 0,31999 0,81999 18470 (4411,5) 18470 (4411,5) ro o w S jH S^r - 45048 (10759,5) 0,5 0,16633 0,15366 11,562 9,481 1,2043 0,9314 60 0,4 0,38399 0,78399 14775 (3529) 22165 (5294) rt 3 o o 47118 (11254) 0,4 0,19960 0,18439 11,993 9,402 1,315 1,017 70 0,3 0,44799 0,74799 11082 (2647) 25858 (6176) 49385 (11795) 0,3 0,23287 0,21512 12,465 9,324 1,4362 1,1107 80 0,2 0,51199 0,71199 7390 (1765) 29550 (7058) 51882 (12392) 0,2 0,26613 0,24586 12,985 9,245 1,5697 1,2139 90 0,1 0,57599 0,67599 3693 (882) 33247 (7941) 54646 (13052) 0,1 0,29940 0,27659 13,560 9,166 1,7176 1,3284 100 0 0,63999 0,63999 0 36940 (8823) 57719 (13786) 0 0,33267 0,30732 14,2 9,088 1,8819 1,4554 VRPM = VZPZr + VPBZ - 20417 + 6617 = 27034 mn3/h ali krajše z uporabo tabele VI: VRPM = VZPZ. 0,92688 = 29167.0,92688 = 27034 mn3/h Za posamezne kombinacije je za grobo orientacijo možno sestaviti preprost nomogram, kot je prikazan na si. 1. Narisani primer obravnava plinski sistem, ki bi obratoval kot varianta 2. Kurilni plin ZPZ ima Hsp = 4500 kcal/mn3; torej je potrebni urni pretok pri toplotni obremenitvi Qi = 11.106kcal/h, V, = 2444,4 ~2445mn3/h (prva kolona od leve proti desni na si. 1). Količina VRPM v mn3/h v odvisnosti od stopnje redukcije lahko odberemo v drugem sikupu skal, poleg tega pa v tretjem skupu skal še parcialne volumne VZPZ in Vpbz kot plina zamenjevalca. Za hitro orientacijo so taki prikazi praktiku lahko dobrodošli pripomoček. Slika 1 Nomogram za odbiranje volumskih pretokov VPPM v odvisnosti od potrebne količine dovedene toplotne energije Fig. 1 Nomogram for reading flow rates, V^, depending on the needed amount of thermal energy 2.0. Spremembe pogojev pretoka Iz tabel II., III. in IV. sledi nazorno (posamezne vrednosti podane na enoto potrebne dovedene toplotne energije), da moramo računati pri redukcijah na spremembo nekaterih parametrov plina RPM, predvsem: volumna RPM, gostote (in s tem relativne gostote), teoretično potrebne količine zraka za zgorevanje in kinematične, oz. dinamične viskoznosti RPM. Pri tem bodo razlike opazne pri: a) klasičnih merilnikih pretoka z zoženjem prereza (zaslonke, Venturijeve cevi) in s tem pri regulatorjih konstantnega razmernika zraka. b) pri gorilnikih in njihovi plamenski sliki (spremenjena temperatura gorenja, lega temperaturnega maksima plamena ter dolžina plamena) Manjše ali za prakso nepomembne diference lahko pričakujemo pri turbinskih merilnikih pretoka in njim priključenim regulatorjem. Za obravnavane variante 1, 5 in 10 so spremembe posameznih veličin prikazane v naslednjih tabelah (VII, VIII, IX in X). Volumen RPM se z večjim % redukcije ZP zmanjšuje, in sicer poprečno za 0,04 mn3/1000 kcal (od R = 0 do R = 100 %), kar pomeni izraženo v %: pri varianti 1 — 15,22 % pri varianti 5 — 24,37 % pri varianti 10 — 36 % 2EZB 11 (1977) štev. 2 Iz tabele VIII. sledi, da se gostota z večjim 0/o redukcije spreminja tako, da narašča zaradi dodatka PBZ, in sicer pri: varianta 1: + 39,20 % varianta 5: + 74,80 % varianta 10: + 135,10 % Spremembe so, z ozirom na vpliv na merilnike pretdka, ki delujejo na podlagi zoženja pretočnega prereza, zelo velike. Kot srednjo vrednost diference Zt' max in Zt' min lahko upoštevamo 0,091 mn3/1000 kcal. Z rastočim dodatkom PBZ pri povečevanju redukcije se specifična poraba zraka za zgorevanje zmanjšuje! Razlika v procentih je naslednja: varianta 1: — 9,7 % varianta 5: — 8,4 % varianta 10: — 7,9 % Z drugimi besedami: če je zgorevanje v neki peči zregulirano tako, da pri R = 0 % poteka s teoretično potrebno količino zraka, dobimo pri R = = 100 % zgorevanje s prebitkom, in sicer: pri varianti 1: n = 1,107 ali 10,7 % pri varianti 5: n = 1,0919 ali 9,2 % pri varianti 10: n = 1,086 ali 8,6 % Ker pri dodajanju PBZ plina, ki pri zgorevanju še bolj teži k spajanju kot ZP je povečanje faktor- Tabela 7: Sprememba volumna RPM v odvisnosti od stopnje redukcije (od 0 do 100 %) VRPM v mn71000 kcal Varianta R % 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 0,26212 0,25813 0,25414 0,25015 0,24616 0,24217 0,23818 0,23419 0,23020 0,22621 0,22222 5 0,16529 0,16126 0,15723 0,15320 0,14917 0,14514 0,14112 0,13709 0,13306 0,12903 0,1250 10 0,11334 0,10926 0,10518 0,10109 0,09702 0,09296 0,08886 0,08477 0,08069 0,07661 0,07254 Tabela 8: Sprememba gostote in relativne gostote RPM v odvisnosti od stopnje redukcije (od 0 do 100 °/o) Stopnja redukcije R % Vrednost-----— a 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 p 1,0670 1,1030 1,1401 1,1784 1,2182 1,2591 1,3013 1,2448 1,3899 1,4368 1,485 1-- d 0,8252 0,8531 0,8817 0,9113 0,9422 0,9737 1,0062 1,0401 1,0749 1,1112 1,1485 p 0,9349 0,9885 1,0461 1,1062 1,1695 1,2362 1,3068 1,3816 1,4608 1,5451 1,6347 5--- d 0,7230 0,7645 0,8090 0,8555 0,9045 0,9561 1,0107 1,0685 1,1297 1,1949 1,2643 P 0,7708 0,8445 0,9240 1,0099 1,1031 1,2043 1,3150 1,4362 1,5697 1,7176 1,8819 10-- d 0,5961 0,6532 0,7146 0,7811 0,8531 0,9314 1,0170 1,1107 1,2139 1,3284 1,4554 ZEZB 11 (1977) štev. 2 Problematika zamenljivosti kurilnih plinov v industriji Tabela 9: Spremembe specifične teoretične količine zraka za zgorevanje v odvisnosti od stopnje redukcije (od 0 do 100 %) Količina zraka za zgorevanje v mn3/1000 kcal = Z,' Varianta R % 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 0,96985 0,96025 0,95044 0,94047 0,93304 0,92494 0,91472 0,90398 0,89548 0,88441 0,87555 5 1,0660 1,05628 1,04811 1,03922 1,02998 1,02104 1,01228 1,00315 0,99414 0,98529 0,97625 10 1,11923 1,11029 1,10139 1,09241 1,08354 1,07464 1,06566 1,05680 1,04785 1,03892 1,03000 Tabela 10: Sprememba dinamične viskoznosti RPM v odvisnosti od stopnje redukcije (od 0 do 100 %) 106 .T[n kg/ms Dinamična viskoznost RPM 10s. r)n kg m—1 s—1 Varianta R % 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 14,36 14,00 13,71 13,46 13,24 13,06 12,91 11,83 12,67 12,60 12,53 5 12,46 11,92 11,52 11,21 10,98 10,81 10,68 10,61 10,58 10,58 10,62 10 10,15 9,51 9,09 8,82 8,66 8,58 8,59 8,65 8,78 8,96 9,20 ja zračnega prebitka v bistvu ugodno. Neprijetno se bo odrazilo le pri pečeh, ki jih namerno kurimo reduktivno. Kakšne bodo potrebne korekture pri merjenju pretoka z merilniki z zoženjem prereza? Če izhajamo iz osnovne enačbe pretoka, ki ga merimo z zaslonko, je: V! = 0,673 . m . a . D2. 1 Pi T, (VPo + fj (0,804 + fj) • Vhl m"3/h V2 = 0,673 . m 1 V p0 + f2) (0,804 + f2) . Vh2 Tj = T2 (T = & + 273 K) ob upoštevanju nespremenjene vlažnosti obeh plinov (v zimskem času bodo potrebne dodatne korekture!), torej fj = f2 ter dejstvu, da ostane vedno geometrija zaslonke in cevovoda ista, torej 0,673 . m . a . D2 = konst =K bomo dobili pri enakem diferenčnem tlaku na zaslonki, torej hi (5) (1) v prvem približku, da je ob pogoju p0, > fi in Po 2 > h' Vsi indeksi 1 se nanašajo na osnovni kurilni plin. Za plin zamenjevalec — indeks 2 — v tem primeru RPM z fizikalnimi lastnostmi, ki so odvisne od stopnje redukcije — sledi: V2 = K V P2/T2 ^ K vp^T; in po krajšanju odvisnost f,) (0,804 + f,) (Po2 j- f2) (0,804 + f2) (2) Ker smo za osnovni pogoj že v prvem delu razprave postavili, da ostane tlak plina konstanten, torej Pj = P2 (pri tem je P = p + b!), (3) dalje lahko predpostavimo, da ostane temperatura obeh plinov praktično nespremenjena, torej V2 1 [poL = V, I Po, V, Vi v Po2 Torej bo pri istem merilniku pretoka V2 = V,. k mnVh (6) (7) (8) (4) Za obdelane variante 1, 5 in 10 dobimo vrednosti k v odvisnosti od stopnje redukcije R = 0 do 100 %, kot so navedeni v tabeli XI. ŽEZB 11 (1977) štev. 2 Tabela 11: Vrednosti korekturnega faktorja za merjenje pretoka RPM z merilniki z zoženjem prereza v odvisnosti od stopnje redukcije (O do 100 %) k Varianta R % 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 1 0,1835 0,96741 0,95156 0,93589 0,92056 0,90550 0,89074 0,87617 0,86617 0,84765 5 1 0,97251 0,94536 0,91932 0,89409 0,86964 0,84582 0,82261 0,79999 0,77786 0,75625 10 1 0,95537 0,91334 0,87364 0,83592 0,80002 0,76561 0,73259 0,70075 0,66989 0,63999 Maksimalne razlike, ki nastopajo pri popolni zamenjavi kurilnega plina in plina zamenjevalca, so torej: varianta 1: -— 15,23 % varianta 5: — 24,37 % varianta 10: — 36,00 % kar odgovarja realnim vrednostim zmanjšanja pretočnega volumna RPM, kot smo jih prikazali v tabeli VII. Ker je sprotno preračunavanje pri merjenju pretoka s klasično zaslonko ali Venturijevo cevjo preveč zamudno, bo energetik —• toplotni tehnik v prvi fazi lahko uporabil korigirano skalo instrumenta za merjenje pretoka osnovnega kurilnega plina. Slika 2 kaže način konstrukcije in korekturo za primer — varianta 1. Osnovni kurilni plin je ZPZ, plin zamenjevalec pa PBZ. Osnovna delitev skale za pretok 2000 m3 = V,, t. j. ZPZ preračunano na PBZ in skalo razdelimo, kot kaže primer na sliki 2. Za hitro korekturo pretoka je ob upošteva- 20- F" 955 19- — 16 18- -15 17— -H 16- -13 15— -12 H- 13- -11 12- -10 N n 11- -9 n Si 10- 0. e" | 9— — 8 -7 V O o 8 — 7-6- —6 -5 5- -4 4- -3 v 1 5 3 — 2- -2 1 1- -1 * *» 0- ar jo 20 30 10 SO SO 70 60 90 100 Stopnja redukcije v % Slika 2 Način konstrukcije in uporabnost grafikona v primeru različnih stopenj redukcije osnovnega kurilnega plina za varianto 1 — potrebni korekturni faktorji in spremenjena skala Fig. 2 Construction and application of the graph for various de-grees of reduction of the basic fuel gas, čase 1 — necessary correction factors and corrected measuring scale. nju prej navedenih pogojev tak način prikladen, za primer, ko pa se spreminjata še vlažnost in temperatura, bo potrebno vrednosti sproti preračunavati. Za industrijske plinske sisteme v kontinuirni rabi bo zato potrebno, zlasti če bo priključena avtomatska regulacija peči, uporabiti pri meritvah pretoka z zoženjem prereza merilnike s korigirani-mi vrednostmi za temperaturo in gostoto (ev. vlažnost) pretočnega medija. Sistem pretvornikov in korektorji diferenčnega tlaka2 so že v rabi. Hkrati se ob tem ponuja misel o uvedbi procesnega računalnika, ki bi zlasti prišel v poštev pri večjih odjemalcih. Že danes je potrebno posebej poudariti to dejstvo in prilagajati plinske sisteme tako, da bo mogoče ob uporabi računalnika dejansko dispečer-sko službo povsem avtomatizirati. V ta namen kot ilustracija nekaj osnovnih misli: Kot bistvena vhodna veličina je pogodbeni odvzem zemeljskega plina, ki ga sproti korigira avtomatski kalorimeter tako, da je maksimalna količina dovedene toplote vedno čim bolj konstantna. Hkrati je vhod tudi temperatura in gostota plina. Sleherno spremembo porabe kot sumarno porabo ZP in s tem tudi ZPZ ter PBZ računalnik sproti korigira ter v mešalni postaji daje impulze posameznim mešalnikom za vklop in izklop ob hkratni regulaciji pretočnih volumnov. Ker je na tak način možno priključiti posamezne obrate (TOZDE) z njihovo specifično porabo kot posebnim vhodnim signalom na računalnik, je evidentno, da nudi tak način ne le zelo učinkovit sistem dispečerstva, temveč hkrati že vodi do sorazmerno visoke stopnje optimizacije energijske porabe. 3.0. PRERAČUN CEVOVODOV ZA PLINSKO MEŠANICO RPM Toplotni agregat je dimenzioniran za določeno toplotno obremenitev, ki mora ostati konstantna. Dovodno in razdelilno cevno omrežje je dimenzio-nirano za obstoječo plinsko mešanico in določeno toplotno obremenitev. 2EZB 11 (1977) štev. 2 Problematika zamenljivosti kurilnih plinov v industriji Pri kombiniranem kurjenju moramo raziskati tlačne razmere v cevovodih ipri konstantni obremenitvi toplotnega agregata. Tlačni padec v cevovodu, če ne upoštevamo višinske razlike, je3 P -- — — (kR + XB) w dL N/m2 (22) pRPM d 2 Za izotermični tok plina se enačba (22) glasi P1-P2 = Pt| 1-V1 — 2XP JL.-^-jN/m* (23) pRPM^ Pt P L T V enačbi (23) se nam s spreminjanjem sestave rezultirajoče plinske mešanice spreminja XR, pI( w1; začetni tlak p( je konstanten. Koeficient trenja za ravno hrapavo cev določimo po enačbi Colebrook.3 1 = —2 le —| (24) Re V XR 3,72 d Primer izračuna tlačnega padca v cevovodu dolžine 60 m in premera 100 mm, če uporabimo za osnovo čisti zemeljski plin HZP = 36940 kJ/mn3 (8823 kcal/mn3) PZP = 0,7708 kg/mn3 Plin zamenjevalec, plinska mešanica PBZ Hpbz = 57719 kJ/mn3 (13786 kcal/mn3) pPBZ = 1,8819 kg/mn3 Ostali podatki po tabeli IV Dovodni cevovod vodi na peč, kjer je 40 gorilnikov z nazivno toplotno obremenitvijo 3.105 kJ/ /h (7,2.104 kcal/h). Nazivni dovedeni toplotni tok je Q = 40 . 3.105 = 1,20.107 kJ/h (2,88.10* kcal/h) V odvisnosti od stopnje redukcije se nam spreminjajo tlačne razmere. Rezultate podamo tabelarično v tabeli XII. Enačbo (24) zapišemo tudi v naslednji obliki3 Tabela 12 XR = A . dB . Rec Za ravne hrapave jeklene cevi je A = 0,094 B = — 0,055 C = —0,14 Reynoldsovo število izračunamo po enačbi w .d Re "Hrpm • Prpm (25) (26) (27) Spreminjanje padca tlaka za navedeni cevovod za toplotno obremenitev Qdo = 1,2 . 107 kJ/h (2,88 . 106 kcal/h) in P, = 4905 N/m2. Če upoštevamo, da je hitrost plinske mešanice Vrpm-4 • Q w = n:. d2 ' K™ izrazimo Reynoldsovo število 1 HR p _ 4 Prpm ■Orpm .Vr m,,3/ s (28) (29) Če vstavimo enačbo (29), (28) in (25) v enačbo (23) dobimo tlačni padec v cevovodu kot funkcijo sestave plinske mešanice pri konstantni toplotni obremenitvi. R % 0 25 50 75 100 kJ/mn3 36940 Hrpm kcal/mn3 8823 42134 10065 47329 11307 52524 12548 57719 13786 Prpm kg/mn3 0,7708 1,0486 1,3264 1,6041 1,8819 kg "Hrpm —^ • 10-6 10,150 ms 8,95 8,58 8,715 9,202 VRPM ,mn3/h 324,85 284,81 253,54 228,47 207,90 N/m2 76,97 Pl ~ ?2 mm VS 7,84 78,02 7,95 76,67 7,84 74,19 7,56 71,27 7,26 P,~-I>2 % 1,57 P, 1,59 1,56 1,51 1,45 (AP)min o/o 7,99 AP 9,47 7,58 4,09 0 Pi — P2 = Pi (1 — V 1 — 0,14732 . E . F) V enačbi (30) pomeni E = — . d-^15 _1 'Pt (30) (31) F = Prpm • VRPM ^ tirpm | Prpm ' 0,14 Za vsak računski primer je člen E konstanten, člen F pa se spreminja s sestavo rezultirajoče plinske mešanice RPM. Iz računskega primera je razvidno, da vpliva na tlačne in pretočne razmere v cevovodih poleg spreminjajoče se količine plinske mešanice tudi dinamična viskoznost rezultirajoče plinske mešanice. 4.0 PLINSKI GORILNIK Toplotna obremenitev plinskega gorilnika je2 kJ/s (kcal/s) (32) Qg = Hrpm • A . a 2 P Prpm ŽEZB 11 (1977) štev. 2 Upoštevamo izvajanja v I. delu, kjer smo dobili enačbo [^Prpm ,Hr = ■ h« = konst. Prpm (33) Za določevanje variant zamenjevanja zemeljskega plina s plinom zamenjevalcem smo izhajali iz naslednjega kriterija3 h rpm j Hh M Prpm l ] Prpm = konst = C, (34) Konstanta C2 je definirana z enačbo C, = A . a . V 2 m2 (36) Vrpm — Qg Hrpm m„3/s Z upoštevanjem enačbe (35) je c,. c2. vy Vppv* — h« mn3/s (37) (38) Za prejšnji primer preračunano spreminjanje količine plinske mešanice za navedeni plinski gorilnik s karakteristikami, prikazanimi na si. 3 Rezultate navajamo v tabeli xiii Tabela 13 Preračun plinskega gorilnika Qg = 3 .105 kJ/h, P = = 1962 N/m2, C, = 42075, C2 = 9,589 . 10-5 m2 ki je številčno znan za vsako obravnavano varianto zamenjevanja. Za določen plinski gorilnik lahko toplotno obremenitev plinskega gorilnika izrazimo s konstanto C[ in tlakom plinske mešanice p. Z vstavljanjem enačbe (34) v (32) dobimo Qg = C, . A . a . V2TP = Q . C2. VP~kJ/s (kcal/s) (35) R % 0 25 50 75 100 h rpm kJ/mn3 36940 42134 47329 52524 57719 Vrpmg mn3/h 17,416 15,269 13,594 12,289 11,146 A V °/o 56,25 36,99 21,96 9,89 0 in je odvisna od dimenzij in pretočnih karakteristik gorilnika. Količino plinske mešanice RPM na plinskem gorilniku, da dobimo konstantno toplotno obremenitev gorilnika, izračunano po enačbi Za izbrano kombinacijo osnovnih plinskih mešanic je volumski tok za konstantno toplotno obremenitev gorilnika in za podane tlačne razmere na gorilniku samo funkcija sestave rezultirajoče plinske mešanice. Iz tabele XIII je razvidno, da se nam za konstantno toplotno obremenitev količina rezultirajoče plinske mešanice RPM pri redukciji od 0 do 100 % spreminja od 0 do 56,25 %. 5.0 VPLIV STOPNJE REDUKCIJE ZEMELJSKEGA PLINA NA CENO PORABLJENE ENERGIJE Osnova, iz katere določamo glavne pogoje za izračun cene porabljene energije, sta mesečni in dnevni diagram energije. Ta dva diagrama določimo na osnovi statističnih opazovanj porabe energije v določenih časovnih intervalih ali kontinuirano. Vsak odjemalec bo imel drugačen mesečni in dnevni digram. Primer videza mesečnega in dnevnega diagrama je prikazan na si. 4 Pri obravnavanju cene porabljene energije na mesec ločimo dva primera a) porabljeno energijo pokrijemo samo z zemeljskim plinom b) porabljeno energijo pokrijemo z rezultirajo-čo plinsko mešanico RPM Stroški porabljene mesečne energije, ki jo pokrijemo z zemeljskim plinom, znašajo S„, = V7 ■ c7 din/mesec (39) cZPo Osnovni podatki za gorilnik dpi= 6x 3,5mm dz- 16 X 5,0 m m Af Af 0,0000 7693 rn At- 0,0004071 m' da e 10 mm (f. P - 0,8314 Qp- 63,721 kW C pri p^mi t^m) H£25B0 k/ai) Slika 3 Shema ustja plinskega gorilnika z oznakami in podatki Fig. 3 Scheme of the burner opening with markings and data VZPo je dejansko porabljena količina zemeljskega plina na mesec, če kurimo samo z zemeljskim plinom, in je enaka: V ZPo ' _ Qdej h7 mn3/mes (40) Ceno zemeljskega plina izračunamo po enačbi: Czpo = a-^- + c + b (K20 — 1) din/mn3 (41) Km ŽEZB 11 (1977) štev. 2 Problematika zamenljivosti kurilnih plinov v industriji 1 Planrana mesečna količina toplote 2 Qmo.-720 bi jena tcplota pri polnem kurjenju 3 dejansko porabljena toplota 4 qmin-720 porabljena toplota pri minimalnem kurjenja 5 maksimalna urna poraba toplote S minimalna urna poraba toplote M i i i i i Dnevni diagram porabljene toplote maksimalni odvzem u 1'11. L!..... Dnevni diagram porabljene toplote minimalen odvzem i i -LJJ_L 12 SeRPM — SeZp + SePB din/mes (42) Stroški energije so vsota stroškov dovedene energije z zemeljskim plinom in stroškov dovedene energije s plinom zamenjevalcem. Stroški energije, dovedene z zemeljskim plinom, so sezp = Qzp • ceZP = VZP . cZP din/mes (43) Stroški energije, dovedene s plinom zamenjevalcem, so scpb = Qpb • cePB = VPB . cPB din/mes (44) Cena zemeljskega plina v enačbi (13) je definirana K, cZp = a--fc + b (K2 — 1) din/mn3 • (45) Ki Faktorja K, in K2 se razlikujeta od faktorjev K10 in K20. Določimo ju na novo, pri tem pa si prizadevamo, da sta določena tako, da se cena zemeljskega plina čim bolj približuje ceni zemeljskega plina pri porabi v pasu. Cena plina zamenjevalca propan-butana se s porabo ne spreminja. Enačbo (42) lahko z upoštevanjem enačb (43) in (44) zapišemo Se = VZP . cZP + VPB. cPB din/mes (46) Dejansko porabljeno toploto na mesec izrazimo Odej = Vzpo • HZP = VzP . HZP + VPB . HPBkJ/mes; (47) (kcal/mes) Faktor redukcije zemeljskega plina R definiramo z r = -R = 100 . r % Vzpo (48) pri čemer je r 1 Iz enačbe (47) z upoštevanjem enačbe (48) izrazimo VPB Slika 4 Mesečni in dnevni maksimalni oziroma dnevni minimalni diagram porabljene toplote Fig. 4 Monthly and daily maximal and daily minimal heat con-sumption Koeficienta K10 in K2o sta določena po diagramih mesečne in dnevne porabe energije. Za določenega odjemalca, ki ima svoj specifičen režim dela, sta ta dva koeficienta, če kurimo samo z zemeljskim plinom, fiksna podatka. Nanju in s tem na ugodnejšo ceno zemeljskega plina lahko vplivamo edino s spremembo režima dela, kar pa v veliko primerih ni možno. Stroški porabljene mesečne energije, če kurimo z rezultirajočo plinsko mešanico, so VPB=i^-.VZPo(l-r) HpB Enačba (46) se sedaj glasi mn3/mes H Se = VZP . cZP 4- VZPo (1 — r) . CpB HPB (49) (50) Cena energije na enoto zemeljskega plina pri kurjenju samo z zemeljskim plinom je torej: Se o „ , HZP -r;- = R . CZP +—- (1 -r) . CpB Vzpo HPB (51) Na osnovi enačb (39), (41), (45) in (51) in s pomočjo mesečnega in dnevnega diagrama porabe energije lahko poiščemo optimalne razmere zamenjevanja zemeljskega plina s plinom zamenjevalcem (PB). Ta problem težko posplošimo, ker je potrebno pri iskanju optimalnih razmer upoštevati vse specifičnosti porabnika, ki jih ne moremo definirati v splošnem matematičnem izrazu. Kot primer izračuna navedemo naslednji primer: Za narisani mesečni diagram (si. 4) porabe energije dobimo s planimetriranjem dejansko mesečno porabo toplote, ki znaša ZEZB 11 (1977) štev. 2 Qm = 1,39 .1011 kJ/mes (3,32.1010 kcal/mes) Iz obeh dnevnih diagramov dobimo maksimalno dnevno porabo Qmax = 5,32.109 kJ/dan (12,72.108kcal/dan) in minimalno dnevno porabo Qmi„ = 3,410.10« kJ/dan (8,17.108 kcal/dan) Osnovni podatki za izračun Kalorična vrednost obeh plinskih mešanic HZPZ = 33488 kJ/mn3 (8000 kcal/mn3) HPBZ = 25115 kJ/mn3 (6000 kcal/mn3) Osnovni podatki za zemeljski plin in tekoči plin so navedeni v I. poglavju članka. Planirana količina zemeljskega plina Qmax = 1,67.10" kJ/mes (4,0.1010 kcal/mes) Cena zemeljskega plina c = 2,473 din/mn3 Faktorja transporta in neenakomernosti odvzema a = 0,3 b = 1,2 Cena plina zamenjevalca, še ne mešanega z zrakom cTNP = 2,3 din/kg Cena rezervnega kuriva, ki je navedena za tekoče stanje, preračunamo na plinsko mešanico PBZ hpbz _ , , 6000 cpb — ctnp ~- — " V7p„ = = 4,15.106 mn3/mes 1,2 (1,205 — 1) cZPo = 0,3 ^^ + 2,473 0,926 cZPo = 3,103 din/mn3 Za kasnejše primerjanje ceno preračunamo na 1000 kcal in dobimo Ceo = 0,388 din/1000 kcal Drugi primer kurjenja je, če konice pokrivamo z rezervnim kurivom, t.j. s plinom zamenjevalcem. v i. delu smo ugotovili, da je najugodnejši primer takšnega kurjenja, če zemeljski plin trošimo v pasu. Za tak primer kurjenja sta faktorja kj = k2 = 1 Iz diagrama minimalne porabe dobimo qmin = 12,56.107 kJ/h (3,107 kcal/h) Količina toplote, ki jo dovedemo z zemeljskim plinom, znaša QZP = 9,04.1010 kJ/mes (2,16.1010 kcal/mes) Toplota, ki jo moramo pokriti s plinom zamenjevalcem, znaša Qpb = Qm~Qzp = 4,86.1010 kJ/mes (1,16.1010 kcal/mes) Stopnja redukcije zemeljskega plina znaša po enačbi (48) VZP QZP HZP _ Qzp Qm R = v7 h7 Qn 0,65 = 1,255 din/mn3 Hxnp 11000 Obdelamo računsko oba načina kurjenja. Kurjenje samo z zemeljskim plinom Iz diagrama dnevne porabe toplote razberemo največjo urno porabo toplote 4max = 2,51.10® kJ/h (6,0.107 kcal/h) Količino zemeljskega plina določimo iz mesečne porabe toplote Qm 1,39.10" HZP 33488 Po enačbah iz I. dela članka izračunamo faktor neenakomerne porabe in faktor dejanske porabe K10 = 0,926 K20 = 1,205 Ceno zemeljskega plina, če kurimo samo z zemeljskim plinom, izračunamo po enačbi (11) Po enačbi (21) izračunamo ceno energije za opisani primer kurjenja ce = (0,3 + 2,473). 0,65 + (1 — 0,65). 1,255 = 6000 2,388 din/mn3 Cena energije, preračunana na enoto 1000 kcal ce = 0,267 din/1000 kcal Razlika v ceni med najugodnejšim in najneugodnejšim primerom je Ac = 31,18 % 6.0 PLINSKI SISTEM V INDUSTRIJI PRI ZAMENJAVANJU IN KOMBINIRANJU PLINSKIH GORIV Industrijski potrošniki zemeljskega plina v SR Sloveniji bodo lahko oskrbovani z zemeljskim plinom iz magistralnega plinovoda — iz visokotlačnega omrežja — iz srednjetlačnega omrežja Vrsto odvzema bo določala lokacija porabnika, manj pa velikost in tehnološki karakter. Direktno oskrbovani porabniki iz visoko tlačne mreže bodo imeli urejeno reduciranje tlaka v dveh stopnjah. Te postaje imajo funkcijo reduciranja tlaka, regulacije in merjenja pretoka zemeljskega plina, imenujemo jih glavne industrijske merilno--regulacijske postaje. Porabniki, oskrbovani iz srednje tlačne mreže, bodo opremljeni s postajami, kjer bo redukcija tlaka samo v eni stopnji. Predredukcija tlaka bo izvedena že prej v glavni industrijski merilno-regulacijski postaji, ki bo oskrbovala širšo okolico z zemeljskim plinom srednjega tlaka. Postaja pri porabniku, ki je oskrbovan iz srednjetlačne mreže, se imenuje merilno-regu-lacijska postaja. Tak način je predviden za mestna področja ali večje industrijske odjemalce. ŽEZB 11 (1977) štev. 2 Problematika zamenljivosti kurilnih plinov v industriji Slike 5, 6, 7 shematsko prikazujejo osnovne načine priključitve na magistralno mrežo ZP za karakteristične industrijske porabnike. VT GIMRP S NT Tlačne razmere p,-50-10 bar Pribor Slika 5 Dvostopenjska redukcija tlaka zemeljskega plina v glavni industrijsko merilno regulacijski postaji — GIMRP Fig. 5 Double-grade pressure reduction of natural gas. In the main industrial measuring and regulation station — GIMRP Tlačne razmere p,-50-10 bar p,-10-5,3 bar p^lbar Slika 6 Ločena redukcija tlaka zemeljskega plina, prva stopnja redukcije v glavni merilno regulacijski postaji — GMRP in druga stopnja redukcije v merilno regulacijski postaji — MRP Fig. 6 Separated pressure reduction of natural gas. The first reduction grade is in the main measuring and regulation station — GMRP, the second reduction grade is in the measuring and regulation station — MRP Tlačne razmere p,-50-10 bar pv-3bar ft™"1bar Slika 7 Primer oskrbe velikega porabnika, ki ima zelo oddaljena potrošna mesta Fig. 7 Example of supply to a great consumer with very distant small consumers Meril,no-regulacijske postaje so opremljene s takole osnovno opremo: — regulacijska oprema za enostopenjsko ali dvostopenjsko redukcijo plina, — varnostna oprema za preprečevanje prekoračitve tlaka in povratnih udarcev, — vezna armatura (plinski ventili), — instalacije, — lovilnik nesnage, — merilniki tlaka in temperature, — merilniki pretoka plina. a i v 1 Regulator 2 Varnostna loputa 3 Skruber 4 Meriec pretoka Slika 8 Shema enostopenjske merilno regulacijske postaje Fig. 8 Scheme of a single-grade mesuring and regulation station Regulacijska oprema je izvedena v dveh linijah. Ena linija je rezervna. Obe liniji sta medsebojno povezani in je možno avtomatsko aktiviranje rezervne linije. Osnovno shemo enostopenjske me-rilno-regulacijske postaje prikazuje slika 8. Pri uvajanju zemeljskega plina za industrijsko porabo je pri izbiri načina odvzema ZP potrebno upoštevati tele elemente: — obseg in način porabe ZP, — dolgoročno pokrivanje porabe toplotne energije. — dolgoročno oskrbovanje s toplotno energijo, — tehnološke karakteristike potrošnih mest, — sedanji način oskrbovanja s toplotno energijo, — obstoječe kurilne naprave z opremo in instalacijami obstoječega plinskega sistema, — možnosti dopolnjevanja in zamenjevanja plinske energije z drugimi plini (konične porabe, izpadi ZP, ekonomika obratovanja). Pred odločitvijo o načinu odvzema in oskrbe z zemeljskim plinom moramo analizirati naslednje glavne elemente plinskih sistemov: a) Sedaj uporabljamo nasledje kurilne pline: 1. generatorski plin (GP) 2. plavžni plin (PP) 3. TH — plin 4. plinsko fazo tekočega naftnega plina (PB) 5. mešanico propan-butan-zrak (PBZ) 6. mestni — plinarniški plin (MP) 7. cepljeni plin (CP) 8. porabnik brez plinske oskrbe b) Upoštevati moramo dejstvo, da plini, ki vsebujejo CO in H2, niso zamenljivi z zemeljskim plinom pri nespremenjenih armaturah in gorilnikih. ŽEZB 11 (1977) štev. 2 c) Z upoštevanjem tega lahko pišemo: — GP % Z?.........ni zamenljiv — PP iž ZP.........ni zamenljiv — PB % ZP.........ni zamenljiv — CP ZP.........ni zamenljiv — PBZ ^ ZP.........je zamenljiv — PBZ ^ ZPZ........je zamenljiv — CP ^ ZPZ........ni zamenljiv — MP ^ ZPZ........ni zamenljiv Na način izbire transportiranja zemeljskega plina od merilnoregulacijske postaje do porabnih mest vpliva: — obstoječa inštalacija -— obstoječe naprave — lokacija potrošnih mest — velikost posameznih potrošnih mest — način porabe posameznih potrošnih mest — razvoj Za oskrbovanje uporabljamo naslednje sisteme: 1. linijski sistem oskrbe 2. oskrba iz zanke 3. mešani način oskrbe Pri izbiri načina oskrbe je najvažnejša lokacija, velikost in poraba posameznih potrošnih mest. Običajno uporabljamo linijski način in mešani način oskrbe. Pri linijskem načinu se po posameznih vejah omrežja oskrbujejo potrošna mesta iz centralne merilnoregulacijske postaje. V primerih, ko se nam tlačne razmere na določenih potrošnih mestih preveč spremene, nastane prevelika odvisnost distribucijskega tlaka od porabe, povežemo lahko samo nekaj kritičnih potrošnih mest v zanko, ostali pa so oskrbovani linijsko. Tak način je mešani način oskrbe. Če povežemo vsa potrošna mesta, da bi izboljšali tlačne razmere na potrošnih mestih, imenujemo tak sistem oskrba iz zanke. Od prej naštetih pogojev je odvisen tudi tlak v razdelilnem plinskem sistemu. Po nemških normah (DVGW) ločimo naslednje tlačne režime: 1. nizko tlačni......do 4905 N/m2 (500 mm H2) 2. srednjetlačni......od 4905 N/m2 do 2,94 bar (500 mm H20 do ca. 3 at) 3. visokotlačni......nad 2,94 bar (nad 3 at) Za izbrani tlačni režim, hitrost plina in prepustnost cevovodov je dejanski delovni tlak pri porabniku osnovni pokazatelj za pravilno izbiro plinskega oskrbovalnega sistema. Za posamezne režime ločimo po velikosti naslednje tlake: 1. oskrbovalni tlak......pQ......tlak v oskrbovalnem cevovodu 2. distribucijski tlak......pa......tlak v internem razvodu 3. tlak na potrošnem mestu......pp ...... dejanski tlak pri porabniku Pri prehodu na novi plinski medij moramo izvršiti še podrobno analizo stanja naprav, opreme in aparatov obstoječega plinskega sistema. Pri tem moramo podrobno obdelati: — instalacije — zaporne armature — regulacijske armature — varnostne armature — merilno-regulacijsko opremo V nadaljevanju bomo obdelali različne variante plinskih sistemov za različne kombinacije medsebojne uporabe zemeljskega plina aili plinske mešanice zemeljski plin-zrak s plinskimi mešanicami plinske faze TNP ali PB z zrakom. Sočasno bomo upoštevali tudi različne tlačne režime in načine oskrbe. Plinski sistem za čisti zemeljski plin Plinski sistem je uporaben za porabnike, ki do sedaj v svoji energetski oskrbi še nimajo plinskih goriv, in odvzemnike, ki bodo zgradili poleg obstoječe plinske mreže novo plinsko mrežo za oskrbovanje določene skupine potrošnih mest. Slika 9 prikazuje linijsko oskrbo, slika 10 pa oskrbo v zanki. i I Slika 9 Linijska oskrba potrošnih mest samo z zemeljskim plinom z različnimi tlačnimi nivoji Fig. 9 Line supply of consumers with natural gas alone, being at various pressure levels Slika 10 Oskrba potrošnih mest samo z zemeljskim plinom iz zanke za različne tlačne nivoje Fig. 10 Supply of consumers with natural gas alone from the loop for various pressure levels ŽEZB 11 (1977) štev. 2 Problematika zamenljivosti kurilnih plinov v industriji Plinski sistem za čisti ZP in ločeni sistem za PB V bistvu obravnavamo dva ločena plinska sistema, enega za ZP in drugega za PB. Uporaben je za porabnike, ki že uporabljajo PB, vendar bodo za določeno skupino potrošnih mest uporabljali samo čisti ZP. Pri tem moramo upoštevati dvojnost sistema in nezamenljivost PB z ZP. Vpliv nihajoče in konične porabe ZP pri taki rešitvi ni možno kompenzirati brez večjih investicij. Ob izpadu enega od plinskih medijev nimamo nobene rezerve. Shema takega sistema je prikazana na sliki 11. ZP R PB -flRpf- LZP \PM\ PMj ( O mm ZP zemeljski plin PB propan butan PM porabnik Slika 11 Kombinirani sistem oskrbe potrošnih mest z zemeljskim plinom in propan-butanom, ki sta med sabo ločena Fig. 11 Combined supply system vvith the separated natural and propane-buthane gas Plinski sistem za ZP in PBZ Sočasna uporaba obeh plinov je možna pri uporabi plinske mešanice propan-butan-zrak (PBZ). Za tak način uporabe je potrebna mešalna naprava za mešanje PB z zrakom. Sistem oskrbujemo z ZP iz merilno-regulacijske postaje (MRP) in s PBZ iz mešalne postaje (MP). Glede na vrsto, značaj in velikost potrošnje je možen sistem v zanki (slika 13) ali linijski sistem (slika 12). Slika 12 Linijski sistem kombinirane oskrbe potrošnih mest z zemeljskim plinom in plinsko mešanico propan-butan-zrak Fig. 12 Line system of the combined supply vvith the natural gas and the propane-buthane-air mixture Slika 13 Kombinirani sistem oskrbe iz zanke potrošnih mest z zemeljskim plinom in plinsko mešanico propan-butan-zrak Fig. 13 Combined supply system from loop vvith the natural gas and the propane-buthane-air mixture. Plinski sistem za ZPZ in PBZ Zamenljivost PBZ in ZPZ je možna v širšem območju. Rezultirajoča plinska mešanica (RPM) obeh komponent se lahko brez dodatnih omejitev uporablja na gorilnikih. Zemeljski plin se po redukciji (MRP) v mešalni postaji meša z zrakom na zahtevano kurilno vrednost in z njim napaja sistem. Enako se PB v mešalni postaji meša z zrakom na zahtevano kurilno vrednost in vodi v sistem. Tak plinski sistem je zelo elastičen; možna je kompenzacija nihajoče porabe in porabe ZP v pasu. Glede na vrsto, značaj in obseg potrošnih mest je lahko sistem izveden v zanki (slika 14) ali linijsko (slika 15). RPM t-jmj PBZ -IX........ Slika 14 Kombinirani sistem oskrbe iz zanke potrošnih mest s plinsko mešanico zemeljski plin-zrak in plinsko mešanico propan-butan-zrak Fig. 14 Combined supply system from loop vvith the natural gas — — air mixture and the propane-buthane-air mixture Obratovanje plinskega sistema ZPZ in PBZ Porabo plinske energije (ZPZ in PBZ) diktirajo porabniki, oz. tehnološki postopki. Poraba ni enakomerna, ampak niha. Plinslki sistem priredimo tako, da odvzamemo časovno konstantno količino ZP, spreminjamo pa časovno porabo tekočega naftnega plina v mešanici PBZ. S pomočjo programskega regulatorja, ki dobiva impulz z merilnega mesta na obeh oskrbovanih cevovodih plinskih medijev, ustrezno nastavljamo pretočno količino enega ali drugega plinskega medija. ŽEZB 11 (1977) štev. 2 ------------------m ZP j-------------- ti L&BL^pbz^ U- pm Ap|0n mu - sti sprememba tlaka zaradi spremembe hitro- Apx — izguba tlaka zaradi uporov armatur in merilnikov v plinskem sistemu — izguba tlaka zaradi trenja v plinskem siste- Regulacija tlaka pri porabnikih Pogoj za pravilno in učinkovito zgorevanje plina na mestu porabe je, da dovajamo plin na gorilnik pri konstantnem tlaku. Ta pogoj je posebno pomemben pri uporabi ZP in mešanice ZP in PBZ. Kurilno tehnične lastnosti plinov zamenjevalcev se bistveno razlikujejo od kurilno tehničnih lastnosti »klasičnih« plinov. Zato je nujna vgradnja regulatorjev tlaka pred uporabniki. Osnovna naloga plinskega regulatorja je, da nihajoči tlak iz omrežja regulira na konstantno vrednost pri uporabniku. Pri opredelitvi in izboru regulatorjev je potrebno, da pregledamo nekatere njihove osnovne karakteristike: Slika 15 Kombinirani linijski sistem oskrbe potrošnih mest s plinsko mešanico zemeljski plin-zrak in plinsko mešanico propan-butan-zrak Fig. 15 Combined line supply system vvith the natural gas-air mix-ture and the propane-buthane-air mixture Armature Pri plinskih sistemih uporabljamo različne armature, ki služijo za odpiranje, pripiranje in zapiranje plinskega pretoka. Uporabljamo plinske ventile, zasune (ročne ali daljinsko 'krmiljenje), vodne zapore in lopute. Poleg tesno9ti za plin, obratovalne vzdržljivosti in konstrukcijske robustnosti zahtevamo od armature tudi, da povzročajo male padce tlaka in da imajo linearno karakteristiko pretoka plina v celem obratovalnem območju. Pomembno je, da pri uvajanju novih plinskih medijev upoštevamo za armature krivulje propustnosti in glede na tlačni režim izberemo tiste, ki nam funkcionalno najbolj ustrezajo v sistemu. Tlačne razmere v cevovodih Pri obravnavi plinskega sistema in uvajanju novih plinskih medijev moramo upoštevati vpliv fizikalnih lastnosti (gostota, viskoznost) na tlačne razmere v cevovodih. Obdelati moramo spremembo tlakov zaradi spremembe hitrosti, (ki je pogojena s spremembo pretočnih volumnov, vpliv uporov armatur in merilnikov tna tlačne razmere v cevovodih in izgubo tlaka zaradi trenja v cevovodih. Pri tem obravnavamo: A P ! o" = 2*(aPw + Ap* + Aip x)... N/m2 (mm H20) skupna sprememba tlaka v plinskem siste- Karakteristika Razlaga Po DIN 3380 (DVGW - G 650) NP — predpisani tlak za ohišje regulatorja (trdnost) Ppi — Pplmax iPplmin Popi - jem Pp2 — Ppl-2 Ppr Popr Ppz — vr- Vr, v,., tlak plina pred regulatorjem — maksimalni tlak plina pred regulatorjem — minimalni tlak plina pred regulatorjem — območje nihanja tlalka plina pred regulator- tlak plina za regulatorjem — padec tlaka v regulatorju regulirani tlak plina (na regulatorju) — območje nihanja reguliranega tlaka plina zaporni tlak regulatorja kapaciteta regulatorja — maksimalna kapaciteta regulatorja — minimalna kapaciteta regulatorja Po načinu delovanja ločimo regulatorje brez pomožne energije in regulatorje s pomožno energijo. Prav tako ločimo regulatorje glede na tlačne stopnje: od 0,49 bar (0,5 at), 15,69 bar (16 at), 24,52 bar (25 at), 39,23 bar (40 at) in 62,76 bar (64 at). Pri izboru regulatorja moramo upoštevati toleranco tlaka za regulatorjem (pp2) v odvisnosti od reguliranega tlaka (ppr). Po DIN 3380 ločimo tako mu Slika 16 Karakteristika p/V tlačnega regulatorja Fig. 16 p/V characteristics of a pressure regulator ZEZB 11 (1977) štev. 2 Problematika zamenljivosti kurilnih plinov v industriji tri skupine regulatorjev: R 3 s toleranco ±3%, R 10 s toleranco ± 10 % in R 25 s toleranco ± ±25 %. Bistvenega pomena pri izboru regulatorja je njegova karakteristika p/V, ki je prikazana na sliki 16. Tipične normirane krivulje z dovoljenim tolerančnim poljem (DIN 3380) kažejo karakteristično spremembo tlaka za regulatorjem kot funkcijo pretoka. Uporabljene oznake: Q — toplotna obremenitev v kJ/h2 ali kcal/h P 1,2 P 1,2— tlak plinskega medija v N/m2, barih ali mb ZP — zemeljski plin ZPZ — mešani plin zemeljski plin + zrak PB — plinska faza tekočega naftnega plina, ali pro- pan-butan PBZ — mešani plin iz propana-butana in zraka R — stopnja redukcije v °/o RPM — rezultirajoča plinska mešanica p„ — gostota plinskega medija ali plinske mešanice pri normnih pogojih kg/mn3 d — relativna gostota z ozirom na zrak d = 1, pre- mer cevovoda v m m — koeficient zoženja (zaslonka, Vneturijeva cev i. P-) a — pretočno število a — premer cevovoda mm f — vlažnost plina v kg/m„3 D — diferenčni tlak $ — temperatura 0 C T — temperatura v K ■n — dinamična viskoznost kg/ms H — kurilnost plina ali plinske mešanice v kJ/m„3 ali (kcal/m„3) Z, — teoretična poraba zraka za zgorevanje Z,' — specifična poraba zraka D,, — teoretična količina vlažnih dimnih plinov VPB — delež plinske faze PB v mešanem plin PBZ ali RPM m„!/m„! VZP — delež zraka v mešanem plinu PBZ; ZPZ ali RPM m,7m,! Vz VZPZ — delež mešanega plina ZPZ v RPM m„3/m„3 Vpbz — delež mešanega plina PBZ v RPM mn3/m„3 VZP — količina zemeljskega plina mn3/h Vz — količina zraka m„3/h Vzpz — količina mešanega plina ZPZ mn3/h VPB — količina plinske faze propan-butan mn3/h Vpbz — količina mešanega plina PBZ m„3/h Vrpm — količina rezultirajoče plinske mešanice RPM m„3/h KP — kurilni plin VZPZR — reducirana količina mešanega plina ZPZ p — nadtlak plina N/m2 b — atmosferski tlak N/m2 K — konstanta merilnika z zoženjem prereza k — konstanta hrapavost cevi dp — diferencial tlaka N/m2 XR — koeficient trenja — koeficient pospeševanja dL — diferencial dolžine m w — hitrost plina v cevovodu m/s L — dolžina cevovoda m Re — Reynoldsovo število A — konstanta, prerez plinskih šob m2 B, C — konstante E, F — konstante cevovoda C,, C, — konstante plinskega gorilnika S«, — stroški porabljene energije, ki jo pokrijemo samo z zemeljskim plinom din/mes VZp — dejansko porabljena količina zemeljskega pli- LY q na na mesec, če kurimo samo z zemeljskim plinom mn3/mes Czpo — cena zemeljskega plina, če kurimo samo z ze- meljskim plinom din/m„3 Klo , K2q — faktorja, ki upoštevata neenakomerno porabo in dejansko porabo K„ K2 — faktorja, ki upoštevata neenakomerno porabo in dejansko porabo a — faktor transporta din/m„3 b — faktor neenakomernosti odvzema din/m„3 c — cena zemeljskega plina na meji din/m/ Scrpm — stroški porabljene energije, če kurimo z RPM din/mes SeZp — stroški energije dovedene z zemeljskim plinom din/mes Scpb — stroški energije dovedene s plinom zamenjevalcem din/mes Czp — cena zemeljskega plina pri kombiniranem kurjenju din/m„3 CpB — cena plina zamenjevalca din/m„3 clZP — cena energije dovedene z ZP din/kJ (din/kcal) Cepb — cena energije dovedene s plinom zamenjevalcem din/kJ (din/kcal) r — faktor redukcije zemeljskega plina C„ — cena energije (din/kcal) din/kJ GP — generatorski plin RP — plavžni plin MP — mestni — plinarniški plin CP — cepljeni plin Po — oskrbovalni tlak Pd — distribucijski tlak Pp — tlak na potrošnem mestu Ap \o° — sprememba tlaka v sistemu Ap„ — sprememba tlaka zaradi hitrosti Ap, — izguba tlaka zaradi armatur Apx — izguba tlaka zaradi trenja v cevovodu Literatura: 1. B. Lorger, dipl. ing., Petrol Ljubljana, Posvetovanje o gazifikaciji Slovenije, referat, dec. 1975 2. B. Sicherl, D. Vodeb: Problematika zamenljivosti kurilnih plinov v industriji, I. del, Žel. zbornik št. 4, 1976 3. H. Richter: Rohrhydravlik, Springer Verlag 1962 Pripis fusnota k članku Sicherl: Problematika zamenljivosti. ..: Avtorji se za posredovanje podatkov o formiranju cene ter prikazu na primerih (Železarski zbornik, letnik 10, december 1976, str. 163) zahvaljujejo Ferdu Medlu dipl. inž., direktorju tehniških služb Železarne Ravne. ŽEZB 11 (1977) štev. 2 ZUSAMMENFASSUNG In der Industriepraxis werden wir bei der Einfiihrung des Erdgases im breiten Verbrauch mit den Verbrauchern zu tun haben, welche schon den fliissigen Erdolgas benut-zen und iiber die Mischanlagen fiir die Erzeugung des ge-mischten Gases Propan-Butan-Luft verfiigen, und anderen, welche Gas als Heizmittel erst anwenden werden. Fiir beide Falle dieser Verbraucher sind charakteristi-sche Parameter der Gasmischungen bearbeitet worden fiir den Fall der Einschrankung des Erdgases als grundlegen-den Hcizgases. Da bei der Einschrankung der Gasmenge eine Anderung der Durchflussmenge eintritt und sich die physikalischen Eigenschaften der resultierenden Gasmi-schung andern, sind die Anderungen dieser Eigenschaften und des Luftverbrauches fiir die Verbrennung bearbeitet worden. Die angegebenen neuen Eigenschaften iiussern sich bei der Projektierung der Brenner und als Anderung der Durchflusswiderstande in Gasleitungen. Beim Messen der Durchflussmengen der resultierenden Gasmischung mit klassischen Messgeraten mit einer Ein- dammung des Durchflussquerschnittes durch die Mess-blende, entsteht wegen der Anderung der physikalischen Eigenschaften und der tatsachlichen Anderung des Volu-mens eine Anderung des Differenzdruckes. Die Anderungen der Mess-skala der Messgerate werden behandelt und die Art der Korrektur derselben ist angegeben. Angedeutet sind Elemente—Umformer des Differenzdruckes mit ein-gebauten Korrektoren fiir die Dichte, Druck und Temperatur des Gasmediums. Der Erdgaspreis ist eine Funktion des Warmeverbrau-ches und ist beim Bandverbrauch am giinstigsten. Die bearbeiteten Beispiele interpretieren die Anderungen dieser Werte fiir den giinstigsten Fall. Die Art der Versorgung der Verbraucher mit Gas aus der Hoch- oder Mitteldruckgas-leitung ist fiir ein Liniensvstem und ein Schlingensystem zusammen mit der Behandlung der zugehorigen Armaturen und Druckreglern im Niederdrucksystem bearbeitet wor-den SUMMARY Introduction of natural gas into industry as the most common fuel will demand two ways of solutions. Some consumers already use liquid oil gas and they have mixing stations for production of mixed propane-buthane-air gas. For the other consumers, the natural gas will be the first fuel gas. Characteristic parameters of gas mixtures when the amount of natural gas as the basic fuel is reduced are described for both tvpes of consumers. Since such a reduction means also changed flow rate, and changed physi-cal properties of the resulting gas mixture, also properties and changed air needs for combustion are described. The mentioned new properties have influence on the burner construction and on the flow resistance in pipes. In normal measuring the flovv rates of the resulting gas mixtures by contraction of the cross section, the changed physical properties and changed volumes cause various differential pressures, therefore the measuring scales of instruments must be corrected. Additional measuring devices — conver-ters of differencial pressure with built-in correctors for gas density, pressure and temperature are proposed. Priče of natural gas is a function of the heat consum-ption and it is the lowest in the band consumption. The treated examples interprete the changes of these parameters for the most unsuitable and for the optimal čase. Gas delivery from the high-pressure and medium-pressure pipe line is treated for the line system and loop system together with the corresponding armatures and pressure regulators for reduction to the low-pressure system. 3AKAK)qEHHE Ilpn bbeaehiih npiipoAnoro ra3a aah ninpoKoro nphmehehhh b npoMbiniAeHHOCTH Svacm HMeTb c noTpeČHTeAHMH, KOTopbie y>Ke yno-TpeSAHior ra30ByK) 4>a3y thi1 h hmciot b pacnopHHceHHH cMeccnTe-ABHye CTaHiiiiH aah np0H3B0ACTBa cMeniaHHoro ra3a nponaH-6yTaH--b03ayx, a TaK^ke n c notpečhteahmh, K0T0pwe AHiHb hamhyt c yno-TpeSAeHHeM npnpoAHoro ra3a KaK TonAHBa. AAa o6ohx cAynanx t3khx noTpeSHTeAeii pa3pa6oTaHbi THnHHHbie napaMeTpbi ra30Bbix CMecefl b CAynae peaykiimh npHpoAHoro ra3a KaK ocHOBHoro ToriAHBa. TaK KaK npn peavknnn HacTynaiOT h3mehehhh bakkymhoro npotoka, a tak^ce h3mehhk>tch (])h3h^eckhe CBOHCTBa nOAyqeHHOH CMeCH, pa3pa6oTaHbI H3MeneHHH 3thx CBOHCTB h ckipeaeaeho h3mehchhe pacxoaa B03AyXa Heo6xoAHMoro aah cropaHHH. IlpHBeAeHHbie HOBbie CBOHCTBa yMHTbi-BaioTCH npn npoeKTHBamiH ropeAOK h npn H3MeHeHHHX conpora-BAeHHH b Tpy60np0B0Aax. Ilpn H3MepeHHH pacxoAa n0ayhehh0h ra-3oboh CMeCH c KAaccHMecKHMH H3MepHTeAbHbiMH npnSopaMH npn coKpameHHH npoxoAnoro ceneHHH B03HHKai0T, bcacactbhh H3MeHeHHH cJ)H3HqeCKHX cbohctb h $akthheckoro H3MeHeHHH oSteMa, H3MeHeHHJI ahc^epeHHnaAbHoro AaBAeHHH. PaccMOTpeHbi H3MeHeHHH h HHTepnpe-TiipoBaH cnocoS KoppeKTypbi niKaA H3MepHTeAbHbix npnSopoB. A^ho yKa3aHHe Ha 3Ae.\ieHTbi — npec>6pa30BaTeAH AH(|>4>epeHUHaAbHoro AaB-\eHHH C BMOHTHpOBaHHbIMH npnSopaMH aah HCnpaBAeHHH ryCTOTbI, AaBAeHHH h TeMneparypbi ra30B0H CMeCH. Ctohmoctb npnpoAHoro ra3a npeACTaBAneT coSoh 4>yHKHHio pac-xoAa TenAOTbi; npn 30HaAbH0M pacxoAe OHa onTHMaAbHa. PaccMorpe-HHbie npiLMepbl 06i>HCHHI0T H3MeHeHHH 3THX 3HaqeHHH npH CaMOM HeSAaronpiiHTHbiM h onTHMaAbHOM cAynae. Cnoco6bi chač^ceHHH no-TpeSHTeAeft c ra30m h3 rasoboro tpy6onpoboaa bmcokoto, oth. cpeH-nero AaBAeHHH pa3pa6oTaHbi aah AiiHeiiHOH CHCTeMbi h aah CHCTeMbi c neTAeH; npn stom pacc.MOTpeHbi TaioKe npHHaAAeacamne ap\iaTypbi h peryAHTopbi AaBAeHHH b Tpy60np0B0Aax HH3Koro AaBAeHHH. S3