Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid CENTRALE VERWARMING 5.3A. Brandertechnieken. Stookoliebranders. Stookolie: eigenschappen en opslag

Transcriptie

1 Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid CENTRALE VERWARMING 5.3A Brandertechnieken Stookoliebranders

2 2

3 Voorwoord Stookoliebranders Voorwoord Situering De bouwsector, een draaischijf van onze economie, heeft voortdurend te kampen met een groot aantal uitdagingen. Een van deze uitdagingen is ervoor zorgen dat de sector over opgeleide arbeidskrachten beschikt. Om deze nood aan arbeidskrachten te lenigen, besteedt het Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid, fvb-ffc Constructiv, bijzondere aandacht aan het bouwonderwijs en aan de jongeren die kiezen voor een bouwopleiding. Ook de bij- en nascholing van volwassenen blijft een noodzaak omdat de technieken en materialen sterk wijzigen en er meer aandacht zal gegeven worden aan het veilig en duurzaam bouwen. Daarom heeft het fvb, samen met de beroepsorganisaties, opdracht gegeven aan redactieteams om verschillende handboeken uit te werken. Deze modulaire handboeken kunnen een aanvulling zijn aan de publicaties van het WTCB. De redactieteams kunnen worden samengesteld uit instructeurs, docenten en lesgevers. Ook beroepsverenigingen en mogelijk ook fabrikanten kunnen vakspecialisten uitvaardigen om een handboek te ontwikkelen dat overeenstemt met de huidige realiteit op de werkvloer. Het modulair handboek Centrale Verwarming Vele slimme mensen met slimme handen hebben met dit werk een onschatbare bijdrage geleverd om het vakmanschap in ons land op een hoger peil te brengen. Dit handboek richt zich dan ook tot iedereen die het vak onder de knie wil krijgen. In deze handboekenreeks zijn er boekdelen die zich meer richten op de uitvoerder (monteur), terwijl andere eerder interessant zijn voor de onderhoudsmedewerker (technicus) of leidinggevende (installateur). In bevattelijke taal en in een sterk visuele stijl worden alle aspecten van het beroep in de kleinste bijzonderheden omschreven en uitgelegd. Het geeft enerzijds een overzicht van de hedendaagse producten, technieken en toepassingen, én sluit anderzijds aan bij de beroepscompetentieprofielen die omgezet worden in opleidingsprogramma s. Het resultaat is een modulaire handboekenreeks die bruikbaar is als ondersteuning van de lessen voor verschillende opleidingen en doelgroepen. Deze inhouden worden ook gebruikt om het leermateriaal digitaal aan te bieden via de website fvb.constructiv.be Samenvatting Dit handboek beschrijft de oorsprong, eigenschappen en verbranding van stookolie voor huishoudelijk gebruik, evenals een beperkte omschrijving van de opslagmogelijkheden. In het eerste hoofdstuk worden de ruwe olie en de derivaten besproken; in het tweede hoofdstuk worden de eigenschappen van de stookolie verder toegelicht. De verbranding van de stookolie wordt in het derde hoofdstuk uit de doeken gedaan; een beetje chemie kan hier geen kwaad. De algemene informatie over de opslag van stookolie kan je terugvinden in hoofdstuk 4; dit omvat zeker niet de volledige reglementering en de constructienormen. In deze reeks worden volgende handboeken uitgegeven: eigenschappen en opslag stookoliebranders: werking en onderdelen stookoliebranders: verbrandingscontrole en onderhoud Doelpubliek : lesgevers, leerlingen, professionals Robert Vertenueil Voorzitter fvb-ffc Constructiv 3

4 Redactie Coördinatie: Patrick Uten Redactieleden: Paul Adriaenssens Chris De Deyne Inge De Saedeleir Gustaaf Flamant rené Onkelinx Jacques Rouseu Teksten: Tekeningen: Dank aan: Chris De Deyne VDAB CEDICOL Thomas De Jongh CEDICOL CEDICOL VDAB Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid, Brussel, 2014 Alle rechten van reproductie, vertaling en aanpassing onder eender welke vorm, voorbehouden voor alle landen Versie augustus 2014 D/2014/1698/03 Contact Voor opmerkingen, vragen en suggesties kun je terecht bij: fvb-ffc Constructiv Koningsstraat 132/ Brussel Tel.: Fax: website : fvb.constructiv.be 4

5 Inhoud Stookoliebranders Inhoud 1 Ruwe olie en DERIVATEN Ruwe olie en derivaten De winning van ruwe olie Rangschikking Raffinage De distillatie Kraking Vloeibare brandstoffen Indeling Stookolie / mazout / gasolie Stookolie extra Halfzware stookolie Zware stookolie Analysemethodes De massadichtheid, densiteit De relatieve dichtheid Het vlampunt - Flash Point Kinematische viscositeit (symbool = v) Het verwarmingsvermogen Het zwavelgehalte Water en sedimenten Conradson-residu De invloed van lage temperaturen op vloeibare brandstoffen Het productveiligheidsblad De VERBRANDING VAN stookolie Algemeen Samenstelling van zuivere lucht Soorten verbranding De volledige verbranding De onvolledige verbranding De destructieve verbranding De hydroxylatieve verbranding De verbranding van stookolie De verbranding van koolstof De verbranding van waterstof De verbranding van zwavel Bepaling van de hoeveelheid zuurstof Samenstelling van de verbrandingsgassen Hoeveelheid koolstofdioxide (CO 2 ) Hoeveelheid water in de vorm van waterdamp (H 2 O) Hoeveelheid zwaveldioxide (SO 2 ) Hoeveelheid stikstof (N 2 ) Totale hoeveelheid verbrandingsgassen Maximaal theoretische CO 2 -gehalte Vorming van stikstofoxiden Het dauwpunt Luchtfactor Invloed van de luchtovermaat op het CO 2 gehalte Verbrandingsrendement Formule van Siegert Bij meting van het CO 2 -gehalte Bij meting van het zuurstofgehalte Luchthoeveelheid Samenvatting De OPSLAG van stookolie Het reservoir en zijn uitrusting Niet-toegankelijke reservoirs Toegankelijke reservoirs Constructie van een reservoir: Materiaal, plaatdikte en bekleding Het mangat De identificatie van het reservoir De uitrusting De leidingen Systemen tegen overvulling Inhoudsbepaling van een reservoir De plaatsing van reservoirs Plaatsing van toegankelijke reservoirs Plaatsing van ontoegankelijke reservoirs (ingegraven of in een opgevulde groeve) bijlagen

6 6

7 1. Ruwe olie en derivaten Stookoliebranders 1. Ruwe olie en derivaten 1.1 Ruwe olie en derivaten Boorplatform Wikipedia creative commons Aardolie, ruwe olie en petroleum zijn drie benamingen die gebruikt worden om eenzelfde grondstof aan te duiden. Aardolie of ruwe olie is een donkerkleurige vloeistof die in de bodem zit en die ontgonnen wordt op diepten tot m. We spreken van aardolie wanneer de materie nog onder de grond zit en van ruwe olie wanneer ze al gewonnen is. Petroleum is de oudere benaming, die afstamt van de Latijnse woorden petrus (rots) en oleum (olie). Ruwe olie wordt namelijk gewonnen uit rotslagen van sedimentaire aard. Ruwe olie is een complex mengsel van koolwaterstofverbindingen, namelijk koolstof- en waterstofatomen en hun zwavel-, stikstof- en zuurstofverbindingen. Deze laatste zijn echter ongewenste bestanddelen die in geringe mate voorkomen. Aardolie ontstond uit een proces dat al honderden miljoenen jaren geleden van start ging. Dierlijke en plantaardige resten hebben zich circa 300 miljoen jaar geleden in reusachtige hoeveelheden neergezet op de zeebodem, samen met verweringsproducten, die ontstonden door natuurlijke erosie nabij de uitmonding van rivieren en stilstaand water. Langzamerhand werd dit bezinksel bedekt met nieuwe lagen sedimenten. Aangezien er zuurstof ontbrak, konden de resten van de dode organismen hun verrottings- of afbraakproces niet voltooien. Als gevolg van geofysische veranderingen raakten deze sedimenten bedekt onder zand- en kleilagen. Gedurende miljoenen jaren werden deze bedekte lagen blootgesteld aan hoge druk, hoge temperaturen en micro-organismen. Uit de afgestorven organismen ontstond op die manier aardolie. Aardolie verschilt van samenstelling naargelang van de vindplaats, aangezien de omstandigheden van het omvormingsproces niet overal identiek waren. 7

8 Stookoliebranders 1. Ruwe olie en derivaten De winning van ruwe olie De techniek van het boren naar aardolie stamt af van de techniek van het boren naar artesische putten (Artois, 1126). De boortorens die gebruikt worden om aardolie op te sporen, worden ook gebruikt voor de ontginning. Om de lagen van de aardkorst te doorboren, onderscheiden we verschillende procedés. De technieken van het turboboren en het rotary-systeem komen het vaakst voor. De boorbeitels die gebruikt worden, verschillen in vorm naargelang van de aard van de rots en het doel van de boring. Voor zachte rotsen wordt een visstaartbeitel gebruikt, voor middelharde rotsen een rolbeitel en voor de hardste gesteenten een beitel met diamantkroon. Het boren kan onder hoek gebeuren en tegenwoordig wordt zelfs de techniek van het horizontaal boren toegepast. De ontginning kan zowel gebeuren op het vasteland als op de zeebodem. Bij ontginning op zee wordt een boorplatform gebruikt dat na verloop van tijd verplaatst kan worden Rangschikking Een eerste onderverdeling van ruwe olie gebeurt aan de hand van het dichtheidsverschil. Op basis van deze eigenschap verkrijgen we immers een natuurlijke opsplitsing van de verschillende bestanddelen: gas, benzine, lichte en daarna zware fracties. We onderscheiden achtereenvolgens: lichte ruwe olie (dichtheid van ± 0,800 tot 0,830), zoals de olie uit Libië of uit de Noordzee, die veel benzine en halfzware fracties opbrengt; halfzware ruwe olie, die vooral uit het Midden- Oosten afkomstig is; zware ruwe olie met een dichtheid van meer dan 0,890 (zware olie uit Arabië en olie uit Venezuela), die door atmosferische distillatie tot 80 % residuele brandstoffen (zware fuels) oplevert. Scheikundig gezien bevat ruwe olie hoofdzakelijk koolwaterstofstructuren. De aanwezige koolwaterstoffen worden ingedeeld in de volgende groepen: paraffine (verzadigde koolwaterstoffen met open keten), naftenen (verzadigde koolwaterstoffen met ringstructuur), aromaten (onverzadigde koolwaterstoffen met ringstructuur) en olefinen (onverzadigde koolwaterstoffen met open keten). 8

9 1. Ruwe olie en derivaten Stookoliebranders Rotary-boring Wikipedia creative commons Wikipedia creative commons raffinage Zoals ze uit de bodem komt, is ruwe olie een grondstof die bestaat uit verschillende bestanddelen en die onzuiverheden bevat. Tijdens hef raffineren wordt de ruwe olie gescheiden in haar verschillende bestanddelen en gescheiden van deze onzuiverheden De distillatie In een eerste fase worden de verschillende bestanddelen, die een verschillend kookpunt hebben, gescheiden door distillatie. We onderscheiden hier: atmosferische distillatie; vacuümdistillatie. De atmosferische distillatie Atmosferische distillatie is een eenvoudige bewerking waarbij de ruwe oliestroom verhit wordt tot ongeveer 370 C, de temperatuur waarbij de olie overgaat in dampvorm. Daarna worden de dampen op een bepaalde hoogte in de distillatietoren geleid. De zware fracties, die vloeibaar gebleven zijn, scheiden zich af van de lichtere, dampvormige fracties en stromen naar de bodem van de distillatietoren. De lichtere fracties stijgen van de ene naar de andere plaat. Zij borrelen door de al gecondenseerde vloeistof, die tegengehouden wordt door de platen. De fracties, die alsmaar lichter worden naarmate ze dichter bij de top komen, blijven verder stijgen. Tezelfdertijd stroomt het condensaat langs openingen van elke plaat naar een lager liggende plaat. Aangezien de temperatuur daar hoger ligt, verdampen de overgebleven lichtere fracties. Als gevolg van de tegenstroom en de neerwaartse vloeistofstroom vinden er op elke plaats herdistillaties plaats die van de top tot de bodem van de toren een zeer nauwkeurige scheiding van de producten toelaten. Distillatietoren 9

10 Stookoliebranders 1. Ruwe olie en derivaten Op sommige platen wordt zo een vloeistof verkregen die perfect aan de gewenste eigenschappen voldoet. Op deze plaatsen zijn aftappingen voorzien: De topstroom bevat producten met een kookpunt lager dan 0 C, die gebruikt worden voor de productie van gas en benzine. De eerste zijstroom wordt gebruikt voor de productie van kerosine en solventen. De tweede en derde zijstromen geven lichte en zware fracties, die gebruikt worden voor de productie van stookolie en dieselolie. De bodemstroom bevat producten met een kookpunt boven 370 C, die nog een vacuümdistillatie of een kraking moeten ondergaan. Vacuümdistillatie De bestanddelen van de ruwe olie waarvan het kookpunt hoger ligt dan 370 C, worden doorgevoerd naar de vacuümdistillatie. De druk in deze distillatietoren bedraagt circa 60 millibar (= 0,06 bar). Door een verlaging van de druk zullen de kookpunten lager liggen dan 400 C. De zware bodemstroom, die uit de atmosferische distillatie komt, wordt zo verder gedistilleerd. 10

11 1. Ruwe olie en derivaten Stookoliebranders Kraking Kraken is een bewerking waarbij de temperatuur en de druk voldoende hoog worden opgevoerd om de koolstof-koolstofbindingen te doorbreken en de moleculaire structuur van de koolwaterstofketens te wijzigen. Dit procedé wordt toegepast op de bodemstroom van de atmosferische distillatietoren, maar ook en vooral op de zware fracties van de vacuümdistillatie. Thermische kraking Thermisch kraken gebeurt door ontbinding van koolwaterstoffen bij hoge druk (± 10 bar) in een oven die tot 400 C is opgewarmd. Onder deze omstandigheden worden grote moleculen gebroken. Hoewel dit procedé nog nauwelijks wordt gebruikt, vinden we de principes ervan terug in de zogenaamde techniek van de viscoreductie (visbreaking). Katalytische kraking Het verloop van een scheikundige reactie kan versneld worden door de aanwezigheid van een katalysator, met andere woorden een scheikundige stof die de reactie bevordert zonder zelf te veranderen. De kraking van petroleumproducten wordt aanzienlijk vergemakkelijkt door de aanwezigheid van sommige katalysatoren, waardoor het mogelijk is om met zeer goede resultaten zware fracties te kraken bij betrekkelijk lage temperaturen (± 500 C) en een betrekkelijk lage druk (± 2 bar). Eenvoudige raffinage (zonder kraking) Complexe raffinage (met kraking) GPL 2 % GPL 3 % Nafta 17 % Nafta 30 % Kerosine 9 % Kerosine 9 % Gasoil 26 % Gasoil 28 % Fuel oil 46 % Fuel oil 30 % (1,5% zwavel) 100 % 100 % Tabel: Resultaten verkregen bij een eenvoudige raffinage (zonder kraking) en een complexe raffinage (met kraking) 11

12 Stookoliebranders 1. Ruwe olie en derivaten Het praktische verloop van de bewerkingen gebeurt als volgt: een stroom van zware fracties, in gasvormige toestand, gemengd met stoom, wordt door een toren (reactor) gestuurd waarin een hoeveelheid poedervormige katalysator aanwezig is. Door de opwaartse blaaskracht komt de katalysator los. Er ontstaat dan een innig contact tussen deze katalysator en de koolwaterstofdampen (de krakingsreacties gebeuren aan het oppervlak van de katalysator). Tijdens de reactie zet er zich koolstof af op de katalysator, waardoor zijn werking vermindert. Daarom wordt de katalysator langs een U-buis naar de tweede toren (regenerator) overgeheveld. Hierin wordt lucht door de katalysator geblazen, zodat de koolstof gewoon verbrandt. Na enkele minuten is deze verbranding beëindigd en vloeit de geregenereerde katalysator door een tweede U-buis naar de reactor om er zijn werking te hervatten. Het hele proces verloopt ononderbroken aan het bijna ongelooflijke tempo van 8 ton per minuut. De typische katalysator is samengesteld uit silicium en aluminiumoxide. Ontzwavelen Na de raffinage kunnen de producten ontzwaveld worden in verschillende ontzwavelingsinstallaties, waarbij het zwavelhoudende gas in een zwavelterugwinningsinstallatie wordt omgezet in zuivere zwavel, die weer wordt gebruikt als grondstof in de rubber-, kunstmest-, chemische en farmaceutische industrie. 12

13 2. Vloeibare brandstoffen Stookoliebranders 2. Vloeibare brandstoffen Stookolie en vloeibare brandstoffen in het algemeen zijn afkomstig van een mengsel van fracties die verkregen worden door distillatie, kraking of door behandelingsprocedés met waterstof en die gebruikt worden voor de warmteproductie in verwarmingsinstallaties voor woningen en industrie. De wetgever bepaalt de kenmerken van deze brandstoffen. Alle zware minerale oliën die als brandstof worden gebruikt, moeten samengesteld zijn uit een mengsel van koolwaterstoffen dat bij distillatie bij 250 C niet meer dan 65 % mag overdistilleren. De in de handel gebrachte zware minerale oliën hebben benamingen en kenmerken gekregen waaraan ze moeten voldoen. 2.1 Indeling Er zijn verschillende soorten stookolie, afhankelijk van de raffinage van de aardolie Stookolie / mazout / gasolie De verzamelnaam stookolie wordt als brandstof gebruikt in verwarmingsinstallaties en dieselmotoren. De aan het Russisch ontleende naam mazout (Russisch: мазут ; mazoet) wordt ook vaak gebruikt in België. Stookolie is een lichte stookolie en wordt gebruikt als brandstof in verwarmingsinstallaties van gebouwen, dieselmotoren, auto s, vrachtwagens, tractors en schepen. Aan de stookolie bestemd voor gebruik voor verwarming en buiten het wegverkeer (rode diesel), wordt een rode kleurstof en furfural toegevoegd om te vermijden dat men de stookolie als motorbrandstof bij auto s zou gebruiken (omwille van hogere accijnzen op motorbrandstof ). De kleurstof is in principe gemakkelijk te verwijderen, maar het furfural blijft geruime tijd in kleine hoeveelheden in de tank aanwezig, waardoor men alsnog kan nagaan of men rode stookolie als brandstof in de auto heeft gebruikt. Er worden geregeld controles uitgevoerd op het gebruik van rode stookolie; er staan zware boetes op overtredingen omdat dit een vorm van belastingontduiking is. 13

14 Stookoliebranders 2. Vloeibare brandstoffen Stookolie extra Er bestaat ook stookolie met een extra laag zwavelgehalte van 0,005%, speciaal voor condensatieketels en vergassingsbranders (blauwe vlam). Deze wordt stookolie extra of mazout extra genoemd Halfzware stookolie Een zwaardere stookolie wordt veel gebruikt voor de verwarming van serres in de glastuinbouw, voor schepen, voor grote verwarmingsinstallaties en voor industriële warmtetechniek. Deze olie moet voorverwarmd worden Zware stookolie Zware stookolie is moeilijk te verwerken omdat ze zeer stroperig is. Zij moet verwarmd opgeslagen worden. Zeeschepen gebruiken deze stookolie. 2.2 Analysemethodes Het is noodzakelijk inzicht te hebben in de betekenis en de praktische toepassing van de waarden die toegekend worden aan de kenmerken. Het is ook nuttig de genormaliseerde analysemethode terug te vinden die bij de bespreking van de verschillende kenmerken wordt opgegeven De massadichtheid, densiteit De massadichtheid van een vloeistof bij een gegeven temperatuur is gelijk aan haar massa, gedeeld door haar volume: ρ = m (kg) v (m 3 ) Ze wordt uitgedrukt in kilogram per kubieke meter, in kilogram per liter of in gram per milliliter. Voor aardolieproducten wordt ze veelal gegeven bij 15 C. De densiteit speelt zowel een belangrijke rol bij de facturatie in liter van een in gewicht geleverd product als bij de te nemen voorzorgsmaatregelen bij het opslaan en het vervoer van de producten, omdat de kans bestaat dat het volume van de producten toeneemt bij een temperatuursverhoging. 14

15 2. Vloeibare brandstoffen Stookoliebranders De relatieve dichtheid De relatieve dichtheid (of kortweg de dichtheid) van een product bij een temperatuur Θ1 is de verhouding van de massa van een volume van dit product bij deze temperatuur Θ1 tot de massa van een gelijk volume water bij een referentietemperatuur Θ2. Voor vloeibare brandstoffen is de relatieve dichtheid de verhouding van de massa van een volume vloeibare brandstof bij een temperatuur van 15 C tot de massa van een identiek volume gedistilleerd water bij een temperatuur van 4 C (dichtheid 15/4 C) bij een normale atmosferische druk op zeeniveau (1.013 mbar). Met de relatieve dichtheid kan het gewicht van een brandstof bepaald worden, uitgedrukt per volume-eenheid. De relatieve dichtheid van een vloeibare brandstof wordt beïnvloed door de temperatuur. De relatieve dichtheid 15/4 C van een vloeibare brandstof die op het ogenblik van de meting niet deze temperatuur heeft, kan bepaald worden aan de hand van de onderstaande tabel. Basiscorrectie voor dichtheidsmeting Relatieve dichtheid Basiscorrectie 1 C temperatuurverschil minder of meer van 0,600 tot 0,700 0,00090 van 0,700 tot 0,800 0,00080 van 0,800 tot 0,840 0,00075 van 0,840 tot 0,880 0,00070 van 0,880 tot 0,920 0,00065 van 0,920 tot 1,000 0,

16 Stookoliebranders 2. Vloeibare brandstoffen Densimeter a) stookolie b) water c) thermometer CEDICOL Wikipedia creative commons Voorbeelden van correcties: Stookolie met een dichtheid van 0,845 bij 10 C: het temperatuurverschil naar beneden toe bedraagt 5 C (15-10 ). De basiscorrectie bedraagt 0,0007. Het correctiecijfer zelf zal gelijk zijn aan 0,0007 x 5 = 0,0035. Aangezien de meettemperatuur lager ligt dan 15, zullen we het correctiecijfer aftrekken en verkrijgen we een dichtheid van 0,841 bij 15 C (0,845-0,0035). Stookolie met een dichtheid van 0,828 bij 25 C: het temperatuurverschil naar boven toe bedraagt 10 C (25-15 ). De te gebruiken basiscorrectie is 0, Het correctiecijfer is gelijk aan 0,00075 x 10 = 0,0075. Aangezien de meettemperatuur hoger ligt dan 15 C, wordt het correctiecijfer bij de dichtheid bij 25 C geteld en verkrijgen we een dichtheid van 0,835 bij 15 C (0, ,0075). De dichtheid van stookolie schommelt in het algemeen tussen 0,800 en 0,880 bij 15 C. Voor producten met een temperatuur lager dan 15 C kan de samentrekking van het product of het volumeverlies als volgt berekend worden: 7,5 liter per graad minder en per liter voor een nominale dichtheid van 0,800 tot 0,840 bij 15 C; 7 liter per graad minder en per liter voor een nominale dichtheid van 0,840 tot 0,880 bij 15 C. Omgekeerd berekenen we de uitzetting van het product of de volumetoename als volgt voor producten met een temperatuur hoger dan 15 : 7,5 liter per graad meer en per liter voor een nominale dichtheid van 0,800 tot 0,840 bij 15 C; 7 liter per graad meer en per liter voor een nominale dichtheid van 0,840 tot 0,880 bij 15 C. De dichtheid wordt vooral gecontroleerd met behulp van een dichtheidsmeter (densimeter). Deze meter werkt volgens het volgende principe: een lichaam dat in een vloeistof wordt ondergedompeld, heeft hetzelfde gewicht als de verplaatste hoeveelheid vloeistof. 16

17 2. Vloeibare brandstoffen Stookoliebranders Het toestel van Pensky-Martens a) Brander b) Verwarmingsfluïdum c) Staal d) Opening e) Waakvlam f ) Thermometer CEDICOL aliexpress.com Het vlampunt - Flash Point Het vlampunt is de laagste temperatuur waarop een product verwarmd kan worden en waarbij de ontwikkelde dampen nog ontvlammen in aanwezigheid van een vlam. Het vlampunt wordt in een laboratorium bepaald in een gesloten vat (toestel van Pensky-Martens). Het vlampunt bepaalt de veiligheidsgrens voor het gebruik van vloeibare brandstoffen. In de praktijk mogen we beschouwen dat vloeibare brandstoffen (lamppetroleum uitgesloten) onder een temperatuur van 60 C principieel geen enkel gevaar opleveren tijdens hun behandeling, vervoer en opslag. Wanneer stookolie wordt opgeslorpt door brandbare materialen zoals hout, vodden, papier, enz., ontstaat er werkelijk een ernstig brandgevaar. Daarom verbieden de Inspectiediensten voor de Arbeidsbeveiliging de aanwezigheid van brandbare stoffen in opslagplaatsen voor vloeibare brandstoffen en in stookplaatsen. Opgeslagen brandstoffen en brandstoffen in leidingen mogen bijgevolg nooit verwarmd worden op een temperatuur die hoger ligt dan het vlampunt. De indeling in licht ontvlambare, ontvlambare en brandbare stoffen gebeurt op basis van het vlampunt (zie tabel): Vlampunt P-Product Benzine VP < 21 C P1 Kerosine 21 C < VP < 55 C P2 Stookolie, diesel 55 C < VP < 100 C P3 Smeerolie VP > 100 C P4 17

18 Stookoliebranders 2. Vloeibare brandstoffen Kinematische viscositeit (symbool = ν) De kinematische viscositeit van stookolie is haar vermogen om meer of minder vloeibaar te zijn, met andere woorden haar vermogen om meer of minder weerstand te bieden bij het oppompen of doorstromen in een opening of een leiding. De kinematische viscositeit wordt in een laboratorium gemeten met een viscosimeter. Een nauwkeurig bepaalde hoeveelheid stookolie wordt door een capillaire buis (een zeer fijn buisje, ook wel haarbuisje genoemd) gestuurd. De tijd die hiervoor nodig is, bepaalt de kinematische viscositeit. In het Internationale Eenhedenstelsel (SI) wordt de kinematische viscositeit uitgedrukt in mm 2 /s, wat overeenkomt met de oude benaming cst (Centistokes). Voor de invoering van het Internationale Eenhedenstelsel werden nog andere eenheden gebruikt, zoals graden Engler, Saybolt, Redwood of Oswald. Engler graden is de uitstroomtijd van 200 cm³ (1/5 liter) van een vloeistof door een boring van 2,8 mm diameter (doorsnede is 1 mm²) te vergelijken met water (1/5 l) bij een temperatuur van 20 C. Vandaar de eenheid mm²/s. De temperatuur speelt een belangrijke rol bij de viscositeitsmeting. Bij hogere temperaturen wordt stookolie vloeibaarder en neemt de kinematische viscositeit af. Koudere stookolie daarentegen wordt dikker en minder vloeibaar, terwijl de kinematische viscositeit toeneemt. De kinematische viscositeit van stookolie is van groot belang voor de brander. Bij een verstuivingsbrander moet de brandstof zo vloeibaar mogelijk zijn, omdat een zeer vloeibare brandstof gemakkelijker opgepompt kan worden en een betere verstuiving mogelijk maakt. Een fijnere verstuiving verbetert de mengeling van lucht en stookolie en bevordert bijgevolg de verbranding. Bij een vergassingsbrander daarentegen vermindert het debiet van stookolie naarmate de kinematische viscositeit hoger wordt. Sommige verstuivingsbranders zijn uitgerust met een voorverwarmer, die de stookolie opwarmt om de kinematische viscositeit te stabiliseren. Omzettingstabel van kinematische viscositeiten (als bijlage). Thomas De Jongh Grafiek van de viscositeit in functie van de temperatuur 18

19 2. Vloeibare brandstoffen Stookoliebranders Het verwarmingsvermogen Het verwarmingsvermogen van een brandstof is de hoeveelheid warmte-energie die vrijkomt bij de volledige verbranding van een kilogram vloeibare of vaste brandstof of een kubieke meter gas. Het verwarmingsvermogen wordt uitgedrukt in kilojoule (kj) per kilogram of kubieke meter brandstof. We onderscheiden twee verwarmingsvermogens, die in een laboratorium bepaald worden door middel van een calorimetrische bom of door een berekening. De verbrandingswaarde of calorische bovenwaarde De bovenste verbrandingswaarde van een brandstof is de hoeveelheid warmte die vrijkomt bij een volledige verbranding van één kg brandstof, waarbij de verbrandingsproducten afgekoeld worden tot de begintemperatuur en waarbij de bij de verbranding gevormde waterdamp gecondenseerd wordt. De stookwaarde of calorische onderwaarde De stookwaarde of onderste verbrandingswaarde is de warmtehoeveelheid die ontwikkeld wordt bij de volledige verbranding van één kg brandstof, maar waarbij de gevormde waterdamp niet gecondenseerd wordt terwijl de verbrandingsproducten worden afgekoeld tot de aanvangstemperatuur. De latente verdampingswarmte wordt dus niet teruggewonnen. Het verschil tussen de bovenste verbrandingswaarde en de onderste verbrandingswaarde van een brandstof is bijgevolg de warmte van de bij de verbranding gevormde waterdamp. De warmte van de waterdamp die vrijkomt bij de verbranding van één kg stookolie, bedraagt ongeveer 814 W/kg of 2931 kj/kg. Waarden: Voor een brandstoftype blijft het verwarmingsvermogen vrij constant. De eenheid van het verwarmingsvermogen was vroeger de kilocalorie (kcal). De internationale eenheid is nu de joule (J). Noteer dat: 1 cal = 4,1868 J 1 kcal = 4186,81 J = 4,187 kj 1 kj = 0,238 kcal 1 MJ = Joule 1 W= 1 J/s 1 kwh = 3,6 MJ 1 kcal/h = 1,163 W Het latente verdampingsverlies van water ligt tussen 2500 en 2930 kilojoule per kilogram (kj/kg) vloeibare brandstof (tussen 700 en 814 W/kg), dus ongeveer 6%. 19

20 Stookoliebranders 2. Vloeibare brandstoffen 20 Brandstof Lamppetroleum Stookolie Stookolie extra EN 590 Zware stookolie Extra zware stookolie Verbrandingswarmte per kg, liter of Nm 3 De warmtevermogens: worden gebruikt voor de berekening van het nuttig rendement van een stookketel. Hierbij moeten we even herhalen dat de stookwaarde of onderwaarde voor de berekening van het stookketelrendement alleen wordt gebruikt wanneer het water dat gevormd werd tijdens de verbranding in de vorm van damp, in verbrandingsgassen ontsnapt; maken het mogelijk om het debiet te bepalen van de verstuiver die op de brander wordt geplaatst, in functie van het vermogen van het verwarmingstoestel; maken het mogelijk om de energiekostprijs van de verschillende brandstoffen te vergelijken; maken het mogelijk om het brandstofverbruik te berekenen voor een gegeven gebouw en voor de bereiding van het sanitair warm water. Praktisch gezien is de stookwaarde (onderste verbrandingswaarde) het belangrijkst. Zodra het water gevormd wordt in de vlam, door de verbinding van de waterstof uit de olie en de zuurstof uit de lucht, gaat het op in dampwarmte. Deze warmte is niet meer bruikbaar voor de verwarming van het medium (uitgezonderd bij condenserende ketels, waar een deel van deze dampwarmte wordt gerecupereerd). Stookwaarde per kg, liter of Nm 3 kilocalorie kilojoule kilowattuur kilocalorie kilojoule kilowattuur kcal/kg kj/kg 12,888 kwh/kg kcal/kg kj/kg 12,016 kwh/kg 8900 kcal/l kj/l 10,351 kwh/l 8295 kcal/l kj/l 9,647 kwh/l kcal/kg kj/kg 12,677 kwh/kg kcal/kg kj/kg 11,863 kwh/kg 9150 kcal/l kj/l 10,641 kwh/l 8550 kcal/l kj/l 9,945 kwh/l kcal/kg kj/kg 12,677 kwh/kg kcal/kg kj/kg 11,863 kwh/kg 9150 kcal/l kj/l 10,641 kwh/l 8550 kcal/l kj/l 9,945 kwh/l kcal/kg kj/kg 12,037 kwh/kg 9800 kcal/kg kj/kg 11,397 kwh/kg 9729 kcal/l kj/l 11,315 kwh/l 9210 kcal/l kj/l 10,711 kwh/l kcal/kg kj/kg 11,833 kwh/kg 9700 kcal/kg kj/kg 11,281 kwh/kg 8852 kcal/l kj/l 10,295 kwh/l 8439 kcal/l kj/l 9,814 kwh/l Cokes 7100 kcal/kg kj/kg 8,260 kwh/kg 6500 kcal/kg kj/kg 7,560 kwh/kg Antraciet 7800 kcal/kg kj/kg 9,071 kwh/kg 7500 kcal/kg kj/kg 8,722 kwh/kg Propaan (**) 24174kcal/Nm³ kj/nm³ 28,11 kwh/nm³ kcal/nm³ kj/nm³ 26,00 kwh/ Nm³ Butaan (**) kcal/nm³ kj/nm³ 37,14 kwh/nm³ kcal/nm³ kj/nm³ 34,34 kwh/ Nm³ Elektriciteit kcal/kwh 3600 kj/kwh 1 kwh Aardgas L (*) (Slochteren) 8754,8 kcal/nm³ kj/nm³ 10,18 kwh/nm³ 7903,4 kcal/nm³ kj/nm³ 9,19 kwh/nm³ Aardgas H(*) (Rijk gas) 9847 kcal/nm³ kj/nm³ 11,45 kwh/nm³ 8892,4 kcal/nm³ kj/nm³ 10,34 kwh/nm³ (*) Voor aardgas moet rekening gehouden worden met de oorsprong, de druk en de leveringstemperatuur om het warmtevermogen te bepalen. Bron: KVBG Cerga. (**) Bron: Febupro

21 2. Vloeibare brandstoffen Stookoliebranders Het zwavelgehalte De reglementering in verband met de bescherming van de luchtverontreiniging is in de laatste decennia veel strenger geworden, niet alleen in België, maar ook in de buurlanden. De controle op de toepassing van de wetgeving en op het juiste gebruik van de juiste brandstof met het overeenkomstige zwavelgehalte in de voorgeschreven installaties, zijn dus van groot belang. Corrosieverschijnselen in de installatie zijn vaak het gevolg van het zwavelgehalte in de rookgassen, gecombineerd met een ongunstige temperatuur van deze rookgassen. Daarom moeten we ervoor zorgen dat de temperatuur van de rookgassen boven het zuurdauwpunt ligt Water en sedimenten Brandstoffen mogen slechts een zeer kleine hoeveelheid water en enkele sporen van sedimenten bevatten. Het water kan in opgeloste vorm voorkomen. Bij een temperatuurdaling vermindert het oplossend vermogen van water in stookolie, hopen de microscopische druppels zich op en scheiden ze zich af in de vorm van water. In sommige omstandigheden kunnen de microscopische waterdruppels een stabiele emulsie vormen met de sedimenten en neerslaan in de vorm van een massa op de bodem van het reservoir. Een weinig water is afkomstig van de condensatie van het vocht in de lucht. Bij het verbruik van stookolie uit het opslagreservoir wordt dit volume vervangen door deze lucht en gaat het water tegen de wanden condenseren. De zwevende stofdeeltjes slaan neer in de stookolie en bereiken uiteindelijk de bodem van het reservoir. Bij de volgende levering maken de druppels zich los van de wanden en verzamelen ze zich op de bodem van het reservoir. Zodra het water het niveau van de brandstofaanzuigleiding bereikt, wordt het aangezogen en veroorzaakt het niet alleen werkingsstoringen van de brander, maar berokkent het ook schade aan de branderpomp. Volgens de vastgestelde wettelijke specificaties mag stookolie niet meer dan 0,05 % water bevatten. Dat is een halve liter water per duizend liter stookolie. Deze normen gelden bij de levering van stookolie. Het meest voorkomende water en de meeste sedimenten zijn echter afkomstig van doorsijpelend water in ondichte ondergrondse tanks. Er wordt van uitgegaan dat de gebruiker (eigenaar) de tank regelmatig laat controleren (VLAREM-wetgeving) en indien nodig laat reinigen. 21

22 Stookoliebranders 2. Vloeibare brandstoffen Conradson-residu De bepaling van de residuele koolstof, die we krijgen na verdamping en pyrolyse van een petroleumproduct, geeft informatie over de neiging van dit product om koolstofresidu s af te zetten op branders en verbrandingskamers. Voor stookolie gebeurt de bepaling op de bij C gedistilleerde fractie. Een staal van ongeveer 10 gram wordt in een toestel geplaatst dat bestaat uit een opeenvolging van drie ineengeschoven smeltkroezen. Het staal wordt gedurende ongeveer 30 minuten verwarmd tot 550 C. De vrijkomende dampen worden verbrand en het product wordt gepyrolyseerd. Na afkoeling wordt het residu gewogen. De Conradson-koolstof wordt uitgedrukt in massapercent van het oorspronkelijke staal, dat zelf 10% van de onderzochte stookolie vertegenwoordigt. Thomas De Jongh De invloed van lage temperaturen op vloeibare brandstoffen Troebelpunt (cloud point) Maximale temperatuur van filtreerbaarheid (C.F.P.P.) Uiterste schenkpunt (pour point) Het troebelpunt Wanneer stookolie afkoelt, wordt de brandstof troebel. De karakteristieke temperatuur waarbij dit gebeurt, wordt het troebelpunt (cloud point) genoemd. Dit is de temperatuur waaronder er zich zeer kleine paraffinekristallen vormen en de stookolie minder doorschijnend wordt. Naarmate de temperatuur daalt, wordt de stookolie almaar minder doorschijnend. Het troebelpunt is dan ook het eerste noodsignaal. Bij het troebelpunt stroomt stookolie bovendien moeilijker onder invloed van haar eigen gewicht (zwaartekracht), omdat haar viscositeit (vloeiweerstand) merkelijk groter is geworden dan in normale omstandigheden. Bij vergassingsbranders neemt in dat geval ook het debiet bij de niveauregelaar af, wat uiteraard de hoeveelheid warmte beïnvloedt die door de oliehaard wordt afgegeven. Toestel voor de bepaling van het troebelpunt (afmetingen in millimeter) 1. Thermometers 2. Kurken stop 3. Huls 4. Gestandaardiseerde glazen buis 5. Dichting 6. Koelbad 7. Schijf 22

23 2. Vloeibare brandstoffen Stookoliebranders Het uiterste punt van filtreerbaarheid (cold filter plugging point - C.F.P.P.) Wanneer de temperatuur van stookolie nog verder daalt, gaan de paraffinekristallen aan elkaar kleven en almaar grotere kristallen vormen. Daardoor ontstaat een dichte, witachtige massa die eruitziet als vaseline. Vanaf dit punt bestaat het risico dat filters en leidingen verstopt raken, waardoor de brandstof niet meer kan stromen. De uiterste temperatuur van filtreerbaarheid is dan bereikt. Dit tweede, bijzonder kritieke punt geeft op een zeer correcte wijze de werkelijke praktische vloeiomstandigheden weer waaronder we niet mogen dalen als we de normale brandstofbevoorrading van de verwarmingsinstallaties willen waarborgen. De uiterste temperatuur van filtreerbaarheid kan bepaald worden met een methode waarbij bepaald wordt bij welke maximale temperatuur een gegeven volume stookolie, binnen een bepaalde tijd, ophoudt door een nauwkeurig omschreven filtertoestel te stromen. Het staal wordt in een koelbad geplaatst en opgezogen door een filter van metaalgaas met een diameter van 15 mm en mazen van 45 micron. De behandeling wordt herhaald bij een temperatuur van telkens 1 C minder, tot de stookolie niet meer door de filter raakt. De uiterste temperatuur van filtreerbaarheid is de temperatuur die wordt afgelezen op het ogenblik dat de laatste filtratie begint. Het uiterste schenkpunt (pour point) Het uiterste schenkpunt is de laagste temperatuur waarbij de brandstof nog stroomt, na onder specifieke omstandigheden te zijn afgekoeld. Deze temperatuur beïnvloedt de plaats van opslag en bepaalt de mogelijkheid om stookolie op te pompen. Om deze eigenschap te bepalen, wordt een bepaalde hoeveelheid stookolie in een gesloten proefbuisje gegoten dat voorzien is van een thermometer. Het proefbuisje wordt in een koelbad geplaatst, zodat de brandstof geleidelijk afkoelt. Bij elke temperatuurdaling van 3 C wordt het vrije oppervlak van het product bestudeerd door het proefbuisje horizontaal te houden. Als er gedurende vijf seconden geen beweging meer te bespeuren valt in het product, is het uiterste schenkpunt bereikt. Het nominale schenkpunt wordt verkregen door de laatst afgelezen temperatuur met 3 C te verhogen. 23

24 Stookoliebranders 2. Vloeibare brandstoffen 2.3 Het productveiligheidsblad Het productveiligheidsblad is als het ware een identificatiefiche van de brandstof (of van een ander product) met daarop alle nodige gegevens voor de personen die de brandstof frequent behandelen of verwerken, of voor het medisch personeel bij een ongeval. Het bevat: 1. de identificatie van het product en de maatschappij; 2. de samenstelling en informatie over de bestanddelen van stookolie: minerale koolwaterstoffen; 3. de risico s voor de gezondheid en het milieu; 4. raadgevingen in geval van contact met de ogen of de huid en bij het inademen of inslikken van het product; 5. de brandbestrijdingsmiddelen; 6. de maatregelen die getroffen moeten worden wanneer het product vrijkomt; 7. de hantering en opslag; 8. de maatregelen om blootstelling te voorkomen en persoonlijke bescherming te verzekeren; 9. de fysische en chemische eigenschappen; 10. de stabiliteit en de reactiviteit; 11. de toxicologische informatie; 12. de ecologische informatie; 13. instructies voor de verwijdering; 14. informatie met betrekking tot het vervoer; 15. de wettelijk verplichte informatie; 16. overige informatie. Het productveiligheidsblad, ook veiligheidsinformatieblad of MSDSfiche (Material Safety Data Sheet) genoemd, is gratis te verkrijgen bij de leverancier van het product en bevat alle informatie om op een veilige manier met het product om te gaan. Specificaties voor stookolie : zie als bijlage. 24

25 3. De verbranding van stookolie Stookoliebranders 3. De verbranding VAn STOOKOLIE 3.1 Algemeen Zoals voor iedere verwarmingsinstallatie is een correcte verbranding ook bij een oliestookinstallatie van essentieel belang. Bij het afstellen van de oliebrander moet de technicus rekening houden met verschillende factoren: het CO 2 - gehalte, het rookgetal, de temperatuur van de verbrandingsgassen, het rendement, voldoende aanvoer van verse lucht in de stookplaats, enz. In de praktijk kan daar nog de controle van de emissies van NO x, SO 2 en CO bijkomen. De technicus moet dan ook over de nodige meetapparatuur beschikken om de kwaliteit van de verbranding op te meten. De verbranding kan omschreven worden als de scheikundige reactie tussen zuurstof en een brandbare stof, waarbij warmte wordt ontwikkeld. Een scheikundige wet zegt: in elke scheikundige reactie blijft het totale gewicht van de bestanddelen die aan het proces deelnemen, onveranderd. Bovendien vindt de verbinding tussen de verschillende bestanddelen altijd plaats met dezelfde weegbare samenstelling (wet van behoud van massa). In dit verband spreken we van moleculair gewicht. Een molecule is het kleinste deeltje van een stof dat nog de eigenschappen van deze stof bezit. Een molecule is zo nietig dat het zelfs met de grootste microscoop niet zichtbaar is. Toch is een molecule nog samengesteld uit kleinere deeltjes, namelijk atomen. Deze atomen worden aangeduid door symbolen. Enkele voorbeelden: Element Symbool Atoomgewicht Moleculair gewicht koolstof C (C) zuurstof O (O 2 ) stikstof N (N 2 ) zwavel S (S) waterstof H 1 2 (H 2 ) 25

26 Stookoliebranders 3. De verbranding van stookolie Omdat een molecule waterstof, zuurstof of stikstof uit twee atomen bestaat, wordt het door de volgende symbolen aangeduid: H 2, O 2, N 2. Als moleculen zich onderling verbinden tot een samengestelde molecule, spreken we van een scheikundige reactie. Waterstof en zuurstof reageren als volgt: H 2 H 2 O 2 2H 2 O of 2 H 2 + O 2 = 2H 2 O Uitgedrukt in moleculair gewicht geeft dit 4 gram waterstof + 32 gram zuurstof = 36 g water. Een molecule water is dus samengesteld uit 2 waterstofatomen en 1 zuurstofatoom. 3.2 Samenstelling van zuivere lucht Een verbranding komt pas tot stand wanneer er voldoende zuurstof (lucht) aanwezig is om de chemische reactie te voltooien. De onderstaande tabel geeft de belangrijkste componenten van lucht en hun aandeel weer. Element Chemische formule Volumeprocent Massaprocent stikstof N 2 78,08 75,52 zuurstof O 2 20,95 23,1 argon Ar 0,93 1,29 koolstofdioxide CO 2 0,034 0,052 Naast deze (belangrijkste) bestanddelen bevat lucht ook nog gassen zoals helium (He), neon (Ne), methaan (CH 4 ), krypton (Kr), distikstofoxide (N 2 O), koolmonoxide (CO), enz. Deze bestanddelen vinden we slechts in zeer kleine fracties terug. 26

27 3. De verbranding van stookolie Stookoliebranders 3.3 Soorten verbranding De verbranding van stookolie verwarming is een hevige exotherme reactie. Dit wil zeggen dat er warmte vrijkomt, in tegenstelling tot een endotherme reactie, waarbij warmte wordt onttrokken aan de omgeving. Opmerking 1 mol C + 1 mol O 2 1 mol CO 2 + warmte 12 g C + 32 g O 2 36 g CO 2 + warmte 1 g C + 2,667 g O 2 3,667 g CO 2 + warmte Opmerking 2 mol H + 1 mol O 2 2 H 2 O + warmte 4 g H g O 2 36 g H 2 O + warmte 1 g H g O 2 9 g H 2 O + warmte De volledige verbranding Bij een volledige verbranding verbindt de koolstof zich volledig met de zuurstof die aanwezig is in de lucht. De aanwezige koolstof in de brandstof wordt na een reactie met de zuurstofmoleculen omgezet in koolstofdioxide. De reactie luidt: C + O 2 CO 2 Bij deze reactie komt een warmte vrij van ongeveer 33,830 MJ per kg verbrande koolstof. Voor een volledige verbranding moet aan twee voorwaarden voldaan worden. Eerst en vooral moet er voldoende zuurstof (lucht) aanwezig zijn en ten tweede moeten de brandstof en de verbrandingslucht in een juiste verhouding met elkaar vermengd zijn. Ook de verbranding van waterstof is een exotherme reactie waarbij een aanzienlijke hoeveelheid warmte vrijkomt. Deze reactie luidt: 2 H 2 + O 2 2 H 2 O Per kg waterstof komt er ongeveer 141,890 MJ warmte vrij De onvolledige verbranding Opmerking 1 mol C + ½ mol O 2 1 mol CO + warmte 12 g C + 16 g O 2 18 g CO + warmte 1 g C + 1,334 g O 2 2,334 g CO + warmte Wanneer er onvoldoende zuurstof aanwezig is (luchttekort), zal de koolstof toch opbranden, maar bij deze reactie zal koolstofmonoxide vrijkomen. Dat is een kleurloos en reukloos, maar giftig gas. Bovendien is deze onvolledige verbranding een reactie waarbij merkbaar minder warmte vrijkomt dan bij een volledige verbranding: ongeveer 30% per kg verbrande koolstof. Dit betekent een potentieel energieverlies van 33,83 MJ - 10,22 MJ = 23,61 MJ per kg verbrande koolstof. Deze energie ontsnapt in de vorm van koolmonoxide via de schoorsteen. De reactie luidt: C + 1/2 O 2 CO. 27

28 Stookoliebranders 3. De verbranding van stookolie De destructieve verbranding De destructieve verbranding wordt gekenmerkt door lichtgevende gele vlammen en ontstaat wanneer verbrandingslucht wordt toegevoegd aan de brandstof terwijl deze brandt. De vlam van een kaars is een typisch voorbeeld van een destructieve verbranding. Doordat de vlam de nodige zuurstof aan de omringende lucht onttrekt, moet ze een groot aanrakingsoppervlak hebben met de lucht en zich vrij in de lucht kunnen ontwikkelen. Zodra de vlam in contact komt met een hindernis (bijvoorbeeld de wand van een vuurhaard), houdt de verbranding op en komt de onverbrande koolstof vrij in de vorm van roet. De verbranding gebeurt alleen op het oppervlak dat de vlamomtrek begrenst en op een dikte van minder dan een millimeter. De kern van de vlam bevat vergaste koolwaterstoffen, die echter niet volledig met de lucht verbranden. De zeer dunne verbrandingszone straalt zeer sterk uit, zowel naar binnen als naar buiten toe. Door de hoge temperatuur in de kern, die het gevolg is van stralingsconcentratie, worden de aanwezige koolwaterstoffen gekraakt, wat betekent dat de koolstofdeeltjes worden gescheiden van de waterstofdeeltjes. De waterstofdeeltjes, die een grote affiniteit met zuurstof hebben, verbranden eerst en maken de koolstofdeeltjes witgloeiend. Het zijn deze witgloeiende deeltjes die ervoor zorgen dat de buitenkant van de vlam lichtgevend en geel is De hydroxylatieve verbranding (blauwe vlam brander) De hydroxylatieve verbranding wordt gekenmerkt door blauwe vlammen. Hier wordt een bepaalde hoeveelheid lucht, primaire lucht genoemd, voorafgaand aan de verbranding vermengd met de vergaste brandstof. De vlam onttrekt de overige verbrandingslucht die nodig is voor een volledige verbranding, aan de omgeving. De aanvoer van de lucht gebeurt dus in twee stadia: het aanbrengen van primaire lucht voorafgaand aan de verbranding; het aanbrengen van secundaire lucht tijdens de verbranding. Doorgaans wordt ervanuit gegaan dat de verhouding primaire lucht/ secundaire lucht 50/50 is. Bij de hydroxylatieve verbranding is er geen vlamkraking. Er is minder kans op roetvorming dan bij een gele vlambrander. 28

29 3. De verbranding van stookolie Stookoliebranders 3.4 De verbranding van stookolie Stookolie is een complex mengsel van koolwaterstoffen, dat uit meervoudige verbindingen van koolstof en waterstof bestaat. De algemene term luidt: C x H y. Om de hoeveelheid verbrandingsproducten te kunnen berekenen bij een volledige verbranding, moeten we de samenstelling van de brandstof kennen. Deze samenstelling wordt uitgedrukt in een percentage van de massa (massaprocent). In de onderstaande tabel geven we de voornaamste bestanddelen weer. Bestanddeel Massaprocent Koolstof (C) 86 Waterstof (H) 13 Zwavel (S) 0.2 koolstofdioxide 0, De verbranding van koolstof Opmerking 1 mol C + ½ mol O 2 1 mol CO + warmte De onvolledige verbranding van koolstof C + ½ O 2 CO + warmte Of 12 g C + 16 g 0 2 = 28 g CO + warmte We herleiden deze reactie naar 1 gram koolstof: 1 g C + 1,335 g 0 2 = 2,335 g CO + warmte Het gevormde product is koolstofmonoxide. Eigenschappen van koolstofmonoxide (CO): Brandbaar Zeer giftig; tast de rode bloedcellen aan Kleur-, reuk-, en smaakloos Wanneer 1/5000 van de ademhalingslucht uit CO bestaat, wordt meer dan 20% van de rode bloedcellen vernietigd. Sterk luchtverontreinigend 29

30 Stookoliebranders 3. De verbranding van stookolie Opmerking 1 mol C + 1 mol O 2 1 mol CO 2 + warmte De volledige verbranding van koolstof C CO 2 + warmte of 12 g C + 32 g 0 2 = 44 g CO 2 + warmte We herleiden deze reactie naar 1 gram koolstof: 1 g C + 2,67 g 0 2 = 3,67 g CO 2 + warmte Voor de verbranding van 1 gram koolstof is dus 2,67 gram zuurstof nodig. We bekomen dan 3,67 gram koolstofdioxide. Het gevormde product is koolstofdioxide of koolzuurgas. Eigenschappen van CO 2 : Goed oplosbaar in water Niet brandbaar Komt in de vrije lucht voor Niet giftig Smaak- en kleurloos Bij een volledige verbranding komt ongeveer driemaal meer warmte vrij dan bij een onvolledige verbranding. Uit de eigenschappen van CO en CO 2 kan besloten worden dat we altijd naar een volledige verbranding moeten streven, omwille van de luchtverontreiniging en het rendement. Opmerking 2 mol H mol O 2 2 H 2 O + warmte De verbranding van waterstof 2 H H warmte of 4 g H g 0 2 = 36 g H warmte We herleiden deze reactie naar 1 gram waterstof: 1 g H g 0 2 = 9 g H 2 O + warmte Voor de verbranding van 1 gram waterstof is dus 8 gram zuurstof nodig. We verkrijgen dan 9 gram water in de vorm van waterdamp. Waterstof verbindt zich met zuurstof en vormt water. Het gevormde water kan vrijkomen in vloeibare of dampvormige toestand. Wanneer het in vloeibare toestand vrijkomt, is het gecondenseerd en heeft het zijn condensatiewarmte afgestaan, waardoor er meer warmte wordt afgegeven ( hoger rendement). 30

31 3. De verbranding van stookolie Stookoliebranders Opmerking 1 mol S + 1 mol O 2 1 mol SO 2 + warmte De verbranding van zwavel S + O 2 SO 2 + warmte of 32 g S + 32 g O 2 = 64 g SO 2 + warmte We herleiden deze reactie naar 1 gram zwavel: 1 g S + 1 g O 2 = 2 g SO 2 + warmte Voor de verbranding van 1 gram zwavel is dus 1 gram zuurstof nodig. We bekomen dan 2 gram zwaveldioxide. Bij deze reactie komt weinig warmte vrij en aangezien er slechts weinig zwavel in de brandstof zit, is deze uit warmtetechnisch oogpunt onbelangrijk. Eigenschappen van SO 2 : Kleurloos gas met een prikkelende geur Goed oplosbaar in water Gevaar voor zwavelzuurvorming ( tast metalen aan) Bepaling van de hoeveelheid zuurstof Op basis van van de samenstelling van de brandstof kunnen we gemakkelijk de theoretische hoeveelheid zuurstof bepalen die nodig is voor een volledige verbranding. De onderstaande tabel geeft weer hoeveel zuurstof er nodig is voor de volledige verbranding van 1 kilogram stookolie en voor 1 liter stookolie 1 : Stookolie (1 kg) Benodigde zuurstof (3338 g) Stookolie (1 l) Benodigde zuurstof (2823 g) koolstof (858 g) 2296 g koolstof (726,7 g) 1941 g waterstof (140 g) 1040 g waterstof (110 g) 880 g zwavel (2 g) 2 g zwavel (1,69 g) 1,69 g 1 massa dichtheid tussen 830 en 870 kg/m³, volgens norm NBN EN ISO

32 Stookoliebranders 3. De verbranding van stookolie Voor de verbranding van 1 liter stookolie hebben we 2823 gram nodig. Verder kennen we ook de samenstelling van zuivere lucht. Lucht bestaat voor 23 massaprocent uit zuurstof. We berekenen dus het totale gewicht aan lucht dat nodig is voor een volledige verbranding: 2823 x = g =12,274 kg lucht Voor een stoechiometrische verbranding hebben we dus ongeveer 12,3 kg lucht nodig per liter brandstof. Het is natuurlijk niet realistisch om een hoeveelheid lucht uit te drukken in kg. Dankzij het soortelijk gewicht van lucht bij 15 C (we nemen hier 15 C als gemiddelde temperatuur van de verbrandingslucht), berekenen we het luchtvolume dat overeenstemt met 12,3 kg bij 15 C en een normale atmosferische luchtdruk van 1013 mbar (soortelijk gewicht van lucht bij 15 C en 1013 hpa = 1,2258). 12,3 1,2258 = 10,03 m 3 lucht op 15 C In de praktijk zullen we echter nooit een volledige verbranding bekomen met de theoretisch berekende hoeveelheid lucht. Dit komt omdat er een aantal zuurstofdeeltjes vrij door de vuurhaard stromen zonder zich te binden met brandbare stoffen. We moeten dus altijd met een grotere hoeveelheid lucht werken dan wat we aanvankelijk berekend hebben. We werken dan met een luchtovermaat. In de praktijk houden we rekening met een luchtovermaat van maximaal 24% (12% CO 2 ). We komen dan ongeveer tot een volume van 12,44 (12,5) m 3 lucht per liter stookolie. 32

33 3. De verbranding van stookolie Stookoliebranders 3.5 Samenstelling van de verbrandingsgassen Hoeveelheid koolstofdioxide (CO 2 ) We hebben gezien dat voor 1 gram koolstof 3,67 gram koolstofdioxide (CO 2 ) gevormd wordt. Per liter stookolie (726,7 gr koolstof ) wordt er dus ongeveer 2667 g of 2,667 kg koolstofdioxide gevormd. De dichtheid 1 van koolstofdioxide bij 0 C en 1013 mbar bedraagt 1,977. We berekenen het volumegehalte aan CO 2 : 2,667 kg 1,977 kg/nm 3 = 1,35 Nm Hoeveelheid water in de vorm van waterdamp (H 2 O) Voor 1 gram waterstof wordt altijd 9 gram waterdamp gevormd. Per liter stookolie (110 gr) wordt dan 990 g of 0,99 kg waterdamp gevormd. De dichtheid van waterdamp bij 0 C en 1013 mbar bedraagt 0,804. We berekenen het volume aan waterdamp: 0,990 kg 0,804 kg/nm 3 = 1,23 Nm Hoeveelheid zwaveldioxide (SO 2 ) Voor 1 gram zwavel wordt altijd 2 gram zwaveldioxide (S0 2 ) gevormd. Per liter stookolie (1,69 g) wordt dan ongeveer 3,38 gram of 0,00338 kg zwaveldioxide gevormd. De dichtheid van zwaveldioxide bij 0 C en 1013 mbar bedraagt 2,9263. We berekenen het volume aan zwaveldioxide: 0,00338 kg = 0, Nm 3 2,9263 kg/nm Hoeveelheid stikstof (N 2 ) We kennen de totale hoeveelheid zuurstof (0 2 ) die nodig is voor de verbranding van 1 l stookolie, nl gram. We kennen ook de hoeveelheid lucht die nodig is voor een volledige verbranding, nl gram. We veronderstellen dat lucht hoofdzakelijk uit stikstof en zuurstof bestaat. De hoeveelheid stikstof bedraagt dus g g = 9451 g N 2 of 9,451 kg. De dichtheid van stikstof bij 0 C en 1013 mbar bedraagt 1,25. We berekenen het volume aan stikstof: 1 De Normaal m³ (Nm³) is bepaald op een temperatuur van 0 C en een atmosferische druk op zeeniveau. 9,451 kg 1,25 kg/nm 3 = 7,56 Nm 3 33

34 Stookoliebranders 3. De verbranding van stookolie Totale hoeveelheid verbrandingsgassen Verbrandingsproduct Gevormde hoeveelheid bij verbranding van 1 l stookolie CO 2 1,35 Nm 3 H 2 O 1,23 Nm 3 SO 2 0, Nm 3 N 2 7,56 Nm 3 Totaal 10,14 Nm 3 Het totale volume aan verbrandingsgassen bij 0 C en mbar bedraagt dus 10,14 Nm Maximaal theoretische CO 2 -gehalte Het maximale C0 2 -gehalte kan berekend worden aan de hand van de volgende verhouding: CO 2max = volume C0 2 x 100 volume droge gassen in Nm 3 Het volume droge gassen is het totale volume verbrandingsgassen, min het volume aan waterdamp. CO 2max = 1,35 x ,14-1,23 = 15,15% Het maximaal te bekomen CO 2 -gehalte hangt dus voornamelijk af van het koolstofgehalte en het waterstofgehalte Vorming van stikstofoxiden We gaan ervanuit dat de aanwezige stikstof in de lucht niet aan de verbranding deelneemt. De stikstof die echter wel in de lucht en ook in zeer kleine hoeveelheden in de brandstof aanwezig is, zal zich tijdens de verbranding verbinden met de zuurstof en zo stikstofoxiden vormen. Stikstofoxiden is de algemene term voor stikstofdioxide (NO 2 ), stikstofoxide (NO), distikstofoxide (N 2 0), enz. De voornaamste stikstofoxiden die gevormd worden bij de verbranding, zijn NO 2 en NO, respectievelijk in een verhouding van ongeveer 5% en 95%. De stikstofoxiden die gevormd worden, kunnen we indelen in drie grote reactiemechanismen: 34

35 3. De verbranding van stookolie Stookoliebranders 1. fuel NO x Bij deze reactie wordt de stikstof die aanwezig is in de brandstof, gedeeltelijk geoxideerd. De vorming van fuel NO x is niet zozeer temperatuurgebonden, de NO x ontstaat zelfs bij lage temperaturen. De vorming van fuel NO x is zeer beperkt, de stikstof in de brandstof wordt ook niet volledig omgezet in NO x. 2. spontane NO x Bij deze reactie wordt de NO x voornamelijk in het vlammenfront gevormd wanneer er een zuurstofoverschot is, en dit al bij een lage temperatuur. 3. thermische NO x De aanwezige stikstof zal zich met de zuurstofmoleculen verbinden bij temperaturen boven 1200 C. Bij een verdere stijging van de vlamtemperatuur zal de vorming van NO x toenemen. Naast het verder reduceren van de brandstofgebonden stikstof zijn er nog een aantal elementen die de emissies van stikstofoxiden kunnen beperken: de vlamtemperatuur verminderen; de verblijftijd van de verbrandingsgassen in de vuurhaard zo veel mogelijk beperken; de zuurstofovermaat binnen bepaalde grenzen 1 houden. Thomas De Jongh 1 zie ook boekdeel 5.3 C: Stookoliebranders - verbrandingscontrole en onderhoud 35

36 Stookoliebranders 3. De verbranding van stookolie Het dauwpunt Het waterdauwpunt Verbrandingsgassen bestaan uit bestanddelen als CO 2, N 2, SO 2, O 2, NO x, H 2 O, enz. Het water in de verbrandingsgassen komt natuurlijk voor in de vorm van waterdamp. Wanneer de verbrandingsgassen te sterk afkoelen, zal deze waterdamp condenseren. De temperatuur waarbij de waterdamp in de rookgassen vloeibaar wordt, noemen we het waterdauwpunt. Het waterdauwpunt van stookolie hangt voornamelijk af van het waterstofgehalte en dus ook van de partiële druk van de waterdamp. Het waterdampgehalte voor stookolie ligt rond 12,5%, wat resulteert in een dauwpunt van 45 C. Het zuurdauwpunt Belangrijker nog dan het waterdauwpunt is het zuurdauwpunt. Het zuurdauwpunt is de temperatuur van de rookgassen waarbij het dampgehalte aan zwaveldioxide zal condenseren. Wanneer de temperatuur van de verbrandingsgassen onder dit punt komt te liggen, kan er uiteindelijk zwavelzuur (H 2 SO 4 ) afgescheiden worden. Stookolie bevat nog altijd een bepaalde hoeveelheid zwavel. Zoals we eerder al aanhaalden, zal de aanwezige zwavel in de brandstof tijdens de verbranding omgezet worden in zwaveldioxide volgens de reactie: S + O 2 SO 2 SO 2 is een bruin prikkelend gas. Aangezien we bij de verbranding altijd met een bepaalde luchtovermaat werken, zal de zwaveldioxide zich binden met de zuurstof die in deze luchtovermaat aanwezig is. De reactie luidt: 2SO 2 + O 2 2SO 3 Deze reactie voltooit zich bij temperaturen hoger dan 600 C en wanneer het SO 2 lange tijd in de ketel blijft. Katalysatoren, zoals bijvoorbeeld Fe 2 O 3 (ijzeroxide), zetten de reactie in gang. De luchtovermaat verdunt enerzijds wel het SO 2, maar bevordert anderzijds de oxidatie van SO 2 naar SO 3. Aangezien de verbrandingsgassen ongeveer 12,5 volumeprocent waterdamp bevatten, zal de SO 3 hiermee reageren. H 2 O + SO 3 H 2 SO 4 (zwavelzuur) 36

37 3. De verbranding van stookolie Stookoliebranders Deze reactie voltooit zich zelfs bij temperaturen lager dan 450 C. H 2 SO 4 is een sterk zuur dat ernstige vormen van corrosie kan veroorzaken. Wanneer er ook nog waterafscheiding optreedt, wordt het zwavelzuur verdund, waardoor het corrosieverschijnsel nog zal toenemen. We kunnen dus stellen dat het zuurdauwpunt afhankelijk is van de gevormde hoeveelheid SO 3. Anderzijds reageert SO 2 ook op de aanwezige waterdamp volgens deze formule: SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 (zwavelig zuur) Dit zwavelig zuur kan ook verder oxideren tot H 2 SO 4. Ook het roetgehalte in de verbrandingsgassen heeft zijn belang, want het gevormde SO 2 -gas zal neerslaan op de roetdeeltjes en zal zo gemakkelijker reageren met de aanwezige waterdamp. Het zuurdauwpunt is dus afhankelijk van: het zwavelgehalte van de brandstof; de luchtovermaat; de hoeveelheid waterdamp; de verblijftijd van de verbrandingsgassen in de ketel. Om de vorming van H 2 SO 4 te vermijden en dus ook het zuurdauwpunt te verlagen, kunnen er additieven (MgO, CaO) toegevoegd worden aan de brandstof (industrie). Het SO 2 zal dan reageren op het additief in plaats van verder te oxideren naar SO 3. Het is ook zeer belangrijk om met een niet te grote luchtovermaat te werken en de zuurstofovermaat en het waterdampgehalte op die manier te beperken. Een regelmatig onderhoud van de ketel en de schoorsteen is zeker geen overbodige luxe. 37

38 Stookoliebranders 3. De verbranding van stookolie 3.6 Luchtfactor Invloed van de luchtovermaat op het CO 2 gehalte Op figuur 3.2 merken we dat deze luchtovermaat belangrijk is voor het CO 2 -gehalte en het CO-gehalte. Bij een luchttekort of wanneer er te weinig zuurstof (O 2 ) aanwezig is voor een volledige verbranding, zal er CO-vorming optreden, wat natuurlijk een verlies aan CO 2 en een verlies aan rendement met zich meebrengt. Een te laag CO 2 -gehalte kan twee oorzaken hebben: te weinig zuurstof voor een volledige verbranding; een te grote luchtovermaat door verdunning van de rookgassen. Het is dan ook wenselijk om de zuurstofovermaat van de verbranding na te gaan om het risico op koolstofmonoxidevorming te vermijden. Men kan ook uitgaan van een zuurstofmeting (O 2 -meting) en hieruit het CO 2 -gehalte bepalen met de volgende formule: CO 2 = CO 2max x (21 - O 2 ) 21 Het maximale CO 2 -gehalte dat bereikt kan worden in de verbrandingsgassen, bedraagt 15,15% (afhankelijk van het koolstofgehalte van de brandstof ). Praktisch gezien kunnen we deze waarde nooit bereiken bij de instelling van een brander. Ideaal is 12,5%. Een gehalte van bijvoorbeeld 14% is echter niet ondenkbaar en komt het verbrandingsrendement natuurlijk ten goede. Wanneer echter een hoog CO 2 -gehalte ingesteld wordt, kunnen er zich problemen voordoen. Bij lage temperaturen ( s winters) is het zuurstofgehalte in de lucht groter dan bij hoge temperaturen ( s zomers). Wanneer de temperatuur van de omgevingslucht die aangevoerd wordt naar de brander, dan toeneemt, zal er onvermijdelijk minder zuurstof aanwezig zijn om een correcte verbranding te verzekeren en treedt er vervuiling op aan de vlammenhaker. Er zal roet gevormd worden dat zich afzet op de wand van de vuurhaard. Daardoor neemt de weerstand van de vuurhaard toe, zodat er minder verbrandingslucht aangezogen wordt. Daardoor wordt nog meer roet gevormd, wat tot gevolg kan hebben dat de brander uitvalt. Op figuur 3.2 zal het instellingspunt dus naar links toe hellen; er treedt met andere woorden een luchttekort op. 38

39 3. De verbranding van stookolie Stookoliebranders Thomas De Jongh De luchtfactor moet dus enerzijds zo klein mogelijk zijn en anderzijds toch voldoende groot om een volledige verbranding te verwezenlijken. Verbranden met een te grote luchtfactor: Laag CO 2 -gehalte Onttrekt warmte aan de vlam Verhoogt de rookgastemperatuur Gevolg: rendementsverlies Verbranden met te kleine luchtfactor: Hoog CO 2 -gehalte Roetvorming CO-vorming Vervuiling van de ketel Slechte warmteoverdracht Gevolg: rendementsverlies 39

40 Stookoliebranders 3. De verbranding van stookolie 3.7 Verbrandingsrendement Formule van Siegert ŋ = (RT - VT) %CO 2 x K ŋ = RT= VT = %CO 2 = K = rendement rookgastemperatuur verbrandingsluchttemperatuur koolstofdioxidegehalte in de rookgassen coëfficiënt die als volgt bepaald wordt: K = (0,008 x %CO 2 ) + 0, Bij meting van het CO 2 -gehalte ŋ = (RT - VT) x A1 CO 2 + B Bij meting van het zuurstofgehalte ŋ = (RT - VT) x A O 2 + B Stookolie Aardgas Vloeibaar gas Stadsgas Cokesgas Bij CO 2 A1 0,50 0,37 0,42 0,35 0,29 Bij O 2 A2 0,68 0,66 0,63 0,63 0,60 B 0,007 0,009 0,008 0,011 0,011 40

41 3. De verbranding van stookolie Stookoliebranders 3.8 Luchthoeveelheid L = λ x L min L = werkelijke hoeveelheid lucht λ = luchtovermaat L min = theoretische vereiste luchthoeveelheid 3.9 Samenvatting 1 liter stookolie - 726,7 g C koolstof g H waterstof - 1,69 g S zwavel ± 10.3 m³ lucht - 79% N 2 volumeprocent - 21% O 2 volumeprocent Verbranding verbrandingsgassen 10,14 Nm 3 ± 1,35 Nm³ CO 2 ± 1,23 Nm³ H 2 O ± 0,00115 Nm³ SO 2 ± 7,56 Nm³ N 2 Opmerking: - 1 Nm ³ gas bij 0 C en 1013 mbar - Er wordt aangenomen dat de stikstof in de verbrandingslucht en in de brandstof niet deelneemt aan de verbranding Thomas De Jongh 41

42 42

43 4. De OPSLAG van stookolie Stookoliebranders 4. De OPSLAG van STOOKOLIE 4.1 Het reservoir en zijn uitrusting Reservoir in een opgevulde groeve Thomas De Jongh De meest voorkomende wijze van opslag is nog altijd in een cilindrische reservoir dat ingegraven wordt. In de toekomst zullen we echter meer en meer rekening moeten houden met opslag in één of meerdere reservoirs die aan elkaar gekoppeld zijn in een toegankelijk lokaal waar de buitenwand van het reservoir visueel gecontroleerd kan worden. In dit hoofdstuk worden enkel de basisprincipes van de verschillende opslagvormen uitgelegd en geven we een opsomming van de minimale uitrusting van een reservoir. Voor meer informatie over de reglementering en de constructienormen verwijzen we naar de syllabus 1 Praktische handleiding voor de installatie en het nazicht van stookoliereservoirs. Rechtstreeks ingegraven reservoir Reservoir in een lokaal Niet-toegankelijke reservoirs Wanneer we spreken van niet-toegankelijke reservoirs, onderscheiden we twee soorten reservoirs: het reservoir dat rechtstreeks ingegraven wordt en het reservoir dat geplaatst wordt in een groeve waarbij de ruimte tussen de wand en de groeve opgevuld wordt met een inert materiaal, waardoor de buitenwand niet visueel gecontroleerd kan worden. Voor deze vorm van opslag zijn enkel cilindrische reservoirs toegestaan. Deze zijn gemaakt van polyester of metaal. Reservoir in de openlucht Toegankelijke reservoirs De buitenwand van het reservoir kan visueel gecontroleerd worden. Het reservoir kan in een lokaal, in een toegankelijke groeve of gewoon in de openlucht staan. Reservoirs die bovengronds geplaatst worden, mogen zowel cilindrisch als rechthoekig zijn. Ze kunnen gemaakt zijn van metaal, polyester, polyethyleen of nylon. Er kunnen meerdere reservoirs in batterij opgesteld worden. Reservoir in een toegankelijke ondergrondse groeve 1 uitgegeven door CEDICOL, en binnenkort ook te verkrijgen via deze boekenreeks. 43

44 Stookoliebranders 4. De OPSLAG van stookolie Constructie van een reservoir: Materiaal, plaatdikte en bekleding Metalen reservoirs Doorgaans wordt staal van het type Ste 37.2 gebruikt. De constructie van een metalen reservoir moet voldoen aan de norm NBN I (voor enkelwandige reservoirs) en NBN I (voor dubbelwandige reservoirs). De onderstaande tabellen geven de plaatdikte weer voor metalen reservoirs. Enkelwandige metalen cilindrische reservoirs (in functie van de diameter) Min. wanddikte Diameter volgens norm NBN I < 1600 mm 5 mm 1600 tot 2500 mm 6 mm 2500 tot 3000 mm 7 mm > 3000 mm Bepaald volgens berekening maar = 7 mm Enkelwandige metalen cilindrische reservoirs (in functie van de inhoud) Inhoud in liter Minimale dikte > 250 tot mm van 1200 tot 2000 van 2000 tot mm 4 mm Dubbelwandige metalen cilindrische reservoirs (ondergronds en bovengronds) Min. wanddikte buitenwand Diameter volgens norm NBN I mm 3 mm > 1900 mm 4 mm De bepaling van de dikte van de binnenwand gebeurt op dezelfde manier als voor enkelwandige reservoirs. Voor rechthoekige reservoirs die kleiner zijn dan 5000 liter, moet de plaatdikte minstens 4 mm zijn (Vlarem, Titel II). Voor de overige reservoirs bedraagt deze dikte minstens 5 mm. 44

45 4. De OPSLAG van stookolie Stookoliebranders Bekleding van het reservoir Reservoir met toegankelijke buitenwand Metalen toegankelijke reservoirs (bovengronds) zijn bij de levering bedekt met twee lagen roestwerende verf in een verschillende kleur. Het is zeer belangrijk dat de aangebrachte verflaag uniform verdeeld is over de wand van het reservoir en geen gaten vertoont. Reservoir waarvan de buitenwand niet toegankelijk is Metalen reservoirs die rechtstreeks ingegraven worden of die in een ontoegankelijke groeve geplaatst worden, moeten voorzien zijn van een voldoende waterdichte bekleding. Traditioneel worden hiervoor bekledingen met bitumen gebruikt. Tegenwoordig worden wel alsmaar vaker coatings zoals polyurethaan en epoxy gebruikt. Reservoirs uit kunststof (polyester, polyethyleen, nylon,...) Reservoirs uit polyester moeten qua constructie voldoen aan de norm NBN EN Voor polyethyleen en nylon zijn in België geen duidelijke normen vastgelegd Het mangat Alle cilindrische reservoirs van meer dan 3000 liter moeten voorzien zijn van een mangat met een minimumdiameter van 500 mm. Als de lengte van het reservoir meer dan 10 m bedraagt, moet het reservoir uitgerust worden met twee mangaten. Er moeten ook voldoende aansluitstukken voorzien worden voor de peilmeting, het eventuele lekdetectiesysteem, de vulleiding, enz. De mangatring wordt gemaakt uit hetzelfde materiaal als het reservoir en loopt minstens 15 mm naar binnen (verbinding via een dubbele las). De pakking tussen het mangat en het mangatdeksel moet bestand zijn tegen koolwaterstoffen en hun mogelijke additieven. Verder moet deze pakking voldoende soepel zijn om een perfecte dichting te verzekeren. De bevestigingsbouten zijn gemaakt van een corrosievast materiaal of van een materiaal waarvan de corrosiepotentiaal zo dicht mogelijk bij de corrosiepotentiaal van het materiaal waaruit het reservoir is gemaakt, staat. Als dat niet mogelijk is, moet er een elektrische isolatie aangebracht worden tussen de bouten en het mangatdeksel. Voor een mangat van 500 mm diameter moeten voldoende bouten voorzien worden om een perfecte dichting te verzekeren. 45

46 Stookoliebranders 4. De OPSLAG van stookolie De identificatie van het reservoir Ieder reservoir moet een identificatieplaat hebben met daarop de volgende gegevens: de naam en het adres van de constructeur; de datum en het fabricagenummer; de referentie van de prototypekeuring; de norm waaraan het reservoir beantwoordt; het volume en de afmetingen van het reservoir; de proefdruk in bar. Ook moet bij ieder reservoir een certificaat afgeleverd worden waarop alle identificatiegegevens van het reservoir vermeld staan reservoir 2. peilmeter 3. vulleiding 4. ontluchtingsdop 5. ontluchtingsleiding 6. fluitsignaal (of 7) 7. elektronische peilsonde (facultatief ) 8. terugslagklep 9. aansluitingen 10. aanzuigleiding 11. retourleiding (eventueel) 12. aansluitingen en afdichting van het mangatdeksel 13. reservebuisstuk (peilcontrole) 1. reservoir 2. peilmeter 3. vulleiding 4. ontluchtingsdop 5. ontluchtingsleiding 6. fluitsignaal (of 7) 7. elektronische peilsonde (facultatief ) 8. terugslagklep 9. aansluitingen 10. aanzuigleiding 11. retourleiding (eventueel) 12. aansluitingen en afdichting van het mangatdeksel 13.deksel 14. controleruimte 15. detectiesysteem voor lekken met controle van het vloeistofniveau 16. reservebuisstuk (peilcontrole) Principeschema van opslag in een enkelwandig reservoir Principeschema van opslag in een dubbelwandig reservoir Thomas De Jongh Thomas De Jongh

47 4. De OPSLAG van stookolie Stookoliebranders 4.2 De uitrusting De leidingen Alle openingen en leidingen van een reservoir voor centrale verwarming zijn geplaatst boven het maximumpeil van de opgeslagen vloeistof. De aansluitingen van de leidingen worden dus op het deksel van het mangat of op het bovenste beschrijvende oppervlak van het reservoir geplaatst. Om latere, eventueel inwendige, controles te vergemakkelijken is het aangeraden om alle leidingen die zich op het mangat bevinden, te verbinden via koppelstukken die gemakkelijk losgeschroefd kunnen worden. Dat moet een snelle toegang tot het reservoir mogelijk maken. De vulleiding Elk reservoir is voorzien van zijn eigen vulleiding. Deze vulleiding is gemaakt uit staal en mondt uit op zowat 30 cm van de bodem. Bovenaan is ze voorzien van een uitwendige schroefdraad waarop een vuldop met een voldoende goede dichting geplaatst wordt. De vulleiding moet in een voortdurend dalende helling naar het reservoir liggen. Als dat niet mogelijk is, moeten er aftapkranen voorzien worden op elk laag punt. De vulleiding moet beantwoorden aan de volgende diameter: Volume-inhoud reservoir Nominale diameter vulleiding V < l d = 2 (DN 50) V l d = 3 (DN 80) 47

48 Stookoliebranders 4. De OPSLAG van stookolie De ontluchtingsleiding leder reservoir heeft zijn eigen ontluchtingsleiding. Deze leiding is gemaakt van staal of een evenwaardig materiaal met gelijke mechanische eigenschappen en een voldoende hoge weerstand bij brand. De ontluchtingsleiding mondt uit in het reservoir net boven de maximale vloeistofspiegel. De bedoeling is dat het teveel aan lucht via de ontluchtingsleiding afgevoerd wordt naarmate het reservoir gevuld wordt en dat er lucht aangevoerd wordt naarmate er stookolie verbruikt wordt. De ontluchtingsleiding heeft een voortdurend dalende helling van minstens 5 mm/m naar het reservoir toe. Ze mondt uit in de buitenlucht (niet in de toegangskamer van het mangat). Op de uitmonding wordt een ontluchtingskap geplaatst uit bv. messing. De leiding mondt uit in de openlucht, bij voorkeur minstens 1 meter boven het maaiveld en op een plaats waar ze geen geurhinder kan veroorzaken. Deze uitmonding moet zichtbaar zijn vanaf de vulleiding, mag zich op niet meer dan 20 m van de begane grond bevinden en mag niet in een bocht van 180 eindigen. De ontluchtingsleiding moet aan de volgende afmetingen voldoen: Volume-inhoud reservoir Nominale diameter ontluchtingsleiding V < l d 5/4 (DN 32) V l d 2 (DN 50) VDAB Verschillende vuldoppen en ontluchtingsdoppen De aanzuigleiding Langs deze leiding zuigt de pomp van de brander de brandstof aan. In het reservoir moet het laagste punt van deze leiding voorzien zijn van een voetklep en gelegen zijn op 8 à 12 cm van de bodem van het reservoir. Zo vermijden we dat water en sedimenten, die zich onvermijdelijk stilaan ophopen, meegezogen worden. De aanzuigleiding is van metaal of kunststof. In het geval van kunststof leidingen moet de kunststof over een voldoende goede mechanische weerstand beschikken en bestand zijn tegen koolwaterstoffen. 48

49 4. De OPSLAG van stookolie Stookoliebranders Opmerking De leidingen moeten met de grootste zorg verbonden worden, zodat de dichtheid ervan altijd verzekerd is. De aanzuigleiding en de terugvoerleiding worden in een brandstofdichte greppel of buis geplaatst die afhelt naar een toegankelijke opvangput. Waar mogelijk moet zonder retourleiding gewerkt worden. De terugvoerleiding (indien nodig) Als de pomp van de brander voorzien is van een terugvoerleiding, moet deze terug naar het reservoir gaan en er diep genoeg indringen: tot op minstens ¾ van de diameter van het reservoir. Daardoor kan er geen brandstof van een grote hoogte terug in het reservoir vallen. Dat zou een geluid in het reservoir kunnen veroorzaken dat zich via de leidingen voortzet tot in de woonkamers, wat storend zou zijn Systemen tegen overvulling leder reservoir moet zijn eigen systeem tegen overvulling hebben. Er bestaan twee systemen tegen overvulling: een waarschuwingssysteem tegen overvulling; een beveiligingssysteem tegen overvulling. Een waarschuwingssysteem is een systeem dat een hoorbaar signaal, bijvoorbeeld een fluitsignaal, uitzendt tijdens het vullen van het reservoir. Zodra dit signaal stopt, moet gestopt worden met vullen, want dan is het reservoir voor 95% vol. In tegenstelling tot dit waarschuwingssysteem zal een beveiligingssysteem de toevoer automatisch stoppen wanneer het reservoir voor 98% vol is. Een voorbeeld van een beveiligingssysteem is een elektronische sonde. Het fluitsignaal Wanneer het reservoir gevuld wordt, ontsnapt de lucht die zich in het reservoir bevindt, langs de ontluchtingsleiding. Het fluitje wordt onder de ontluchtingsleiding op het reservoir geplaatst. Tijdens het vullen moet het signaal duidelijk hoorbaar zijn. Zodra het vloeistofniveau onderaan het fluitje komt, kan de lucht niet meer door het fluitje ontsnappen en zal het signaal ophouden. Zodra het signaal stopt, moet de levering onmiddellijk gestopt worden. Thomas De Jongh Het fluitsignaal of de overvulbeveiliging 49

50 Stookoliebranders 4. De OPSLAG van stookolie De elektronische sonde Een volledig geïsoleerde sonde wordt verticaal in het reservoir gemonteerd. De lengte van de sonde moet aangepast zijn aan de hoogte van het reservoir. Daarbij moet ook rekening gehouden worden met de hoogte van het mangat. Dat systeem bestaat uit twee delen: een deel dat vaststaat op het reservoir (de sonde); de versterker, die op de tankwagen gemonteerd is. Om het reservoir te vullen wordt de sonde door middel van een tweepolige elektrische stekker met een verlengdraad verbonden aan het beveiligingssysteem op de tankwagen. De tankwagen stuurt een kleine gelijkstroom naar de sonde. Deze stroom is net voldoende om de weerstand (thermistor) van de sonde op te warmen tot ± 75 C. Door deze temperatuurverhoging verhoogt de weerstand van de thermistor en wordt het signaal in de versterker op de tankwagen waargenomen en doorgegeven naar het elektromagnetisch of pneumatisch ventiel van de vuldarm, waarna de vuloperatie begint. Wanneer het peil van de stookolie gestegen is tot tegen het weerstandje van de sonde, gebeurt het omgekeerde: de temperatuur van de thermistor daalt, de weerstand verandert, er vertrekt een signaal naar de versterker op de tankwagen en het ventiel sluit onmiddellijk. Wanneer er een defect zou zijn aan één van de componenten, blijft het ventiel dicht, wat een positieve veiligheid is. Vullingen met een sonde zijn dan ook betrouwbaarder dan met een fluitsignaal, maar het reservoir en de tankwagen moeten wel uitgerust zijn met de nodige apparatuur. Er bestaan aangepaste toestellen om de sonde te testen. Thomas De Jongh 50

51 4. De OPSLAG van stookolie Stookoliebranders Inhoudsbepaling van een reservoir De inhoud van een reservoir moet op ieder ogenblik bepaald kunnen worden. Hier bestaan diverse methodes en toestellen voor. Wij zullen het hebben over peilsystemen, zoals: de gegradueerde peillat; de mechanische peilmeter; de pneumatische peilmeter; de elektropneumatische peilmeter. De gegradueerde peillat Via de vulleiding of een daartoe bestemde peilopening wordt een gegradueerde lat uit hout of brons in het reservoir gebracht. Eventueel kan een pasta op deze lat aangebracht worden om het aflezen van het brandstofniveau te vergemakkelijken. Voorbeeld: inhoudsbepaling van een cilindervormig reservoir Hoeveel brandstof bevat een reservoir met een totale inhoud van liter en een diameter van 1,20 m, wanneer het vloeistofniveau zich op 20 cm van de bodem bevindt? Berekening: 20 / 120 = 0,1666 = ± 17% van de diameter Met de volgende grafiek kunnen we het resterende percentage van de inhoud bepalen x = 330 liter fvb-ffc Constructiv Uit de grafiek of tabel in bijlage (eerste tabel in bijlage) blijkt dat 17% van de diameter overeenstemt met 11% van de totale inhoud. 51

52 Stookoliebranders 4. De OPSLAG van stookolie Euro- index De mechanische peilmeter Er bestaan zeer veel verschillende modellen van meters die op de tank geplaatst worden. Meestal zijn het mechanische meters die gebruik maken van het vlotterprincipe. De stand van de vlotter wordt overgebracht op een draad, die zich rond een reductietrommel wikkelt en een wijzer langs een schaalverdeling brengt. Naargelang van het type meter kan dan het hoogtepercentage of het aantal liter afgelezen worden. Euro- index a. voor alle reservoirs van 0 tot 180 cm diameter of hoogte b. voor alle reservoirs van 0 tot 250 cm diameter of hoogte c. voor alle reservoirs van 0 tot 150 cm diameter of hoogte Nota: De peilmeter moet goed aansluiten via de koppelstukken om geurhinder en insijpelend water te vermijden. Een goede mechanische weerstand is aanbevolen. 52

53 4. De OPSLAG van stookolie Stookoliebranders Euro-index Thomas De Jong Thomas De Jong De pneumatische peilmeter Bij pneumatische peilmeters kan de afleesschijf van het reservoir zich ergens anders bevinden, zodat hier een goed bereikbare en verlichte plaats voor uitgezocht kan worden. De pneumatische peilmeter werkt als volgt: een kleine pomp verwekt een luchtdruk in de leiding, waardoor de brandstof tot aan het onderste gedeelte van de ondergedompelde leiding geduwd wordt. De druk, die overeenstemt met de hoogte van de vloeistof die weggedrukt wordt in de leiding (4 tot 6 mm), is identiek aan de druk die op het meetelement van het toestel wordt uitgeoefend. 1. Gleuf om het dekglas af te nemen 2. Wijzerplaat 3. Instelschroef van de diameter van het reservoir 4. Nulcorrectiepunt 5. Index van de diameter van het reservoir 6. Verwisselbare schaal 7. Peilmeter 8. Aansluitopening 9. Bevestigingslip Op de schaal kunnen we het resterende aantal liters of het volumeprocent dat nog in het reservoir aanwezig is, aflezen. De elektropneumatische peilmeter De elektropneumatische peilmeter werkt volgens hetzelfde principe als de pneumatische peilmeter. De elektropneumatische peilmeter heeft een ingebouwde elektrische luchtpomp en geeft een permanente aanduiding van het hoogtepercentage van de vloeistof in het reservoir. Meestal kan er ook een optisch en akoestisch minimumalarm ingesteld worden tussen 4 cm en 40 cm hoogte. Ook literschalen zijn verkrijgbaar. VDAB 53

54 Stookoliebranders 4. De OPSLAG van stookolie 4.3 De plaatsing van reservoirs Plaatsing van toegankelijke reservoirs Enkelwandige reservoirs kunnen het best in een inkuiping of opvanglade geplaatst worden, ook als de reglementering dat niet vereist. Deze inkuiping of opvanglade moet de volledige inhoud van het reservoir kunnen opvangen. De dichtheid van de inkuiping mag niet aangetast worden door leidingen of doorgangen en in de inkuiping mogen zich alleen het reservoir en de toebehoren bevinden. Verder moet er ook voldoende afstand bewaard worden tussen de wanden van de inkuiping en het reservoir, zodat dit toegankelijk blijft voor controles Plaatsing van ontoegankelijke reservoirs (ingegraven of in een opgevulde groeve) Het hoogste punt van een ingegraven reservoir moet minstens 50 cm onder het maaiveld liggen. Er mogen geen roerende of onroerende lasten boven een ingegraven reservoir geplaatst worden. Als er toch lasten geplaatst moeten worden, moet een voldoende draagkrachtige structuur voorzien worden rond het mangat. Een betonnen bekisting, die afgedekt is rondom het mangat, kan volstaan om de drukkrachten op te vangen. Tussen de wanden van het reservoir en de zijdelingse wanden van de uitgegraven ruimte moet een afstand van minstens 30 cm voorzien worden voor het aanvullingsmateriaal. Dit aanvullingsmateriaal mag geen risico op beschadiging of aantasting van het reservoir inhouden. Het reservoir moet geplaatst worden: op een bed van minstens 20 cm neutraal zand of neutrale aarde. Om het zand of de aarde droog te houden, kan onder in de put een drainage voorzien worden; op een onvervormbare funderingsplaat. Als het reservoir ingegraven wordt in een streek waar gevaar bestaat voor overstromingen of opkomend grondwater, moet het voorzien worden van een ballast, zodat het niet kan gaan drijven. 54

55 4. De OPSLAG van stookolie Stookoliebranders Deze ballast moet aangebracht worden in de vorm van een verankering, die met stalen beugels van minstens 4 mm dik of met beugels uit kunststof met een gelijkwaardige stevigheid aangebracht wordt aan een onvervormbare betonnen grondplaat. De beugels moeten zo aangebracht zijn dat de bekleding of de buitenwand van het reservoir niet beschadigd kan worden bij de plaatsing of wanneer het reservoir de neiging tot drijven vertoont. Hiervoor is een voering uit roofing of een analoge bescherming tussen de verankeringsbanden en het reservoir aangewezen. De metalen delen van de vasthechting moeten beschermd worden tegen corrosie. Het mangat moet altijd rechtstreeks toegankelijk zijn. Daarom wordt een toegangskamer rond het mangat gebouwd. Er moet voldoende ruimte vrijgelaten worden om snel en eenvoudig alle leidingen en toebehoren van het reservoir te kunnen loskoppelen. Vanaf de buitenomtrek van het mangat tot de rand van de toegangskamer moet minstens een afstand van 15 cm vrijgelaten worden. Thomas De Jong Plaatsing van een tank in een bodem met ondiepliggend grondwater 55

56 56

57 5. bijlagen Stookoliebranders 5. bijlagen Tabel verhouding % DIAMETER TOV % inhoud D = diameter, C = inhoud % D % C % D % C % D % C % D % C % D % C 1 0, , , , ,77 2 0, , , , ,75 3 0, , , , ,72 4 1, , , , ,67 5 1, , , , ,59 6 2, , , , ,49 7 3, , , , ,36 8 3, , , , ,20 9 4, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,00 57

58 Stookoliebranders 5. bijlagen Omzettingstabel van kinematische viscositeiten Centistokes of mm²/s Redwood N 1 Saybolt U.S. Graden Engler Centistokes of mm²/s Redwood N 1 Saybolt U.S. Graden Engler Centistokes of mm²/s Redwood N 1 2,0 30,76 32,64 1,119 23,0 96,96 110,4 3, ,0 570,0 647,9 18,43 2,1 31,01 33,00 1,129 24,0 100,8 114,7 3, ,0 590,6 671,1 19,08 2,2 31,26 33,36 1,139 25,0 104,6 119,0 3, ,0 610,7 694,2 19,75 2,3 31,51 33,72 1,149 26,0 108,5 123,4 3, ,0 631,0 717,2 20,40 2,4 31,76 34,08 1,159 27,0 112,4 127,8 3, ,0 651,4 740,4 21,05 2,5 32,01 34,44 1,169 28,0 116,3 132,3 3, ,0 671,8 763,4 21,73 2,6 32,26 34,76 1,178 29,0 120,2 136,7 3, ,0 692,4 786,6 22,38 2,7 32,51 35,08 1,188 30,0 124,2 141,1 4, ,0 712,6 809,7 23,03 2,8 32,76 35,41 1,198 31,0 128,1 145,5 4, ,0 733,1 832,9 23,70 2,9 33,01 35,73 1,207 32,0 132,1 149,9 4, ,0 753,5 856,1 24,35 3,0 33,26 36,05 1,217 33,0 136,1 154,4 4, ,0 774,0 879,3 25,00 3,1 33,51 36,37 1,226 34,0 140,0 158,9 4, ,0 794,3 902,5 25,67 3,2 33,76 36,69 1,235 35,0 144,0 163,4 4, ,0 814,6 925,6 26,32 3,3 34,01 37,01 1,244 36,0 147,9 167,9 4, ,0 855,2 971,8 27,65 3,4 34,27 37,33 1,253 37,0 151,9 172,4 4, ,0 896,3 101,8 28,95 3,5 34,52 37,65 1,264 38,0 155,9 176,9 5, ,0 936, ,28 3,6 34,77 37,95 1,274 39,0 160,0 181,4 5, ,0 978, ,60 3,7 35,03 38,25 1,283 40,0 164,0 185,9 5, , ,90 3,8 35,28 38,55 1,291 41,0 168,0 190,5 5, , ,25 3,9 35,53 38,85 1,300 42,0 172,0 195,0 5, , ,55 4,0 35,78 39,15 1,308 43,0 176,1 199,5 5, , ,85 4,5 37,03 40,76 1,354 44,0 180,1 204,1 5, , ,18 5,0 38,31 42,36 1,400 45,0 184,2 208,7 5, , ,50 5,5 39,65 43,96 1,441 46,0 188,2 213,3 6, , ,80 6,0 40,91 45,57 1,481 47,0 192,2 217,9 6, , ,12 6,5 42,26 47,17 1,521 48,0 196,3 222,5 6, , ,45 7,0 43,57 48,77 1,563 49,0 200,3 227,1 6, , ,75 7,5 44,89 50,42 1,605 50,0 204,3 231,7 6, , ,10 8,0 46,26 52,07 1,633 55,0 224,6 254,8 7, , ,40 8,5 47,66 53,77 1,700 60,0 244,8 277,8 7, , ,70 9,0 49,04 55,48 1,746 65,0 265,2 300,8 8, , ,00 9,5 50,47 57,18 1,791 70,0 285,5 323,8 9, , ,35 10,0 51,92 58,88 1,837 75,0 305,7 347,0 9, , ,65 11,0 54,94 62,39 1,928 80,0 326,0 370,2 10,53 450, ,25 12,0 58,05 66,00 2,020 85,0 346,3 393,3 11,19 500, ,80 13,0 61,24 69,70 2,120 90,0 366,6 416,5 11,85 550, ,40 14,0 64,50 73,50 2,129 95,0 386,8 439,5 12,51 600, ,00 15,0 67,89 77,31 2, ,0 407,3 462,6 13,16 650, ,60 16,0 71,34 81,21 2, ,0 427,7 485,8 13,82 700, ,20 17,0 74,80 85,22 2, ,0 447,9 509,0 14,47 750, ,80 18,0 78,36 89,32 2, ,0 468,2 532,1 15,14 800, ,3 19,0 82,00 93,43 2, ,0 488,6 555,3 15,80 850, ,9 20,0 85,66 97,64 2, ,0 509,0 578,5 16,45 900, ,5 21,0 89,42 101,8 2, ,0 529,3 601,6 17,11 950, ,0 22,0 93,16 106,1 3, ,0 549,6 624,7 17, , ,6 Saybolt U.S. Graden Engler 58

59 5. bijlagen Stookoliebranders Specificaties voor stookolie EIGENSCHAP EISEN BEPROEVINGSMETHODE Verbrandingswarmte, MJ/kg (kcal/kg) min. 44,4 (10 600) ASTM D4868 Massadichtheid bij 15 C, kg/m 3 min. 830 max. 870 Distillatie; gecondenseerd volume, % NBN EN ISO NBN EN ISO 3675 bij 250 C max. 65 NBN EN ISO 3405 bij 350 C min. 85 Watergehalte, mg/kg max. 200 NBN EN ISO Totaal gehalte aan verontreinigingen, mg/kg max. 24 NBN EN ISO Koolstofresidu op het 10% destillatie-residu, % (m/m) Zwavelgehalte, % (m/m) max. 0,1 max. 0,30 NBN EN ISO NBN EN NBN EN ISO 8754 NBN EN ISO Proef met het koperplaatje (3 u bij 50 C) max. klasse 1 NBN EN ISO 2160 Vlampunt - gesloten vat, C hoger dan 55 NBN EN ISO 2719 Temperatuurgrens voor de filtreerbaarheid (CFPP), C max. -10 NBN EN 116 Kinematische viscositeit bij 20 C, mm 2 /s max. 6,00 NBN EN ISO 3104 Specificaties voor stookolie extra EIGENSCHAP EISEN BEPROEVINGSMETHODE Verbrandingswarmte, MJ/kg (kcal/kg) min. 44,4 (10 600) ASTM D4868 Massadichtheid bij 15 C, kg/m 3 min. 820 max. 845 Distillatie; gecondenseerd volume, % NBN EN ISO NBN EN ISO 3675 bij 250 C max. 65 NBN EN ISO 3405 bij 360 C min. 95 Watergehalte, mg/kg max. 200 NBN EN ISO Totaal gehalte aan verontreinigingen, mg/kg max. 24 NBN EN ISO Koolstofresidu op het 10% distillatie-residu, % (m/m) Zwavelgehalte, % (m/m) max. 0,005 max. 0,30 NBN EN ISO NBN EN NBN EN ISO 8754 NBN EN ISO Proef met het koperplaatje (3 u bij 50 C) max. klasse 1 NBN EN ISO 2160 Vlampunt - gesloten vat, C hoger dan 55 NBN EN ISO 2719 Temperatuurgrens voor de filtreerbaarheid max. 0 C (klasse B) max - 15 C (klasse E) NBN EN 116 Kinematische viscositeit bij 40 C, mm 2 /s max. 4,50 NBN EN ISO

60 Stookoliebranders 5. bijlagen Specificaties voor residuele brandstoffen EIGENSCHAP Verbrandingswarmte, MJ/kg (kcal/kg) EISEN Halfzware stookolie Zware stookolie Zeer zware stookolie min. 41,8 ( ) min. 41,4 (9.900) min. 40,6 (9.700) BEPROEVINGSMETHODE Massadichtheid bij 15 C, kg/i max. 0,980 max. 0,990 max. 1,005 NBN T Asgehalte % (m/m) max. 0,15 max. 0,15 max. 0,15 NBN T Watergehalte % (V/V) max. 0,8 max. 0,8 max. 1,0 NBN T Zwavelgehalte % (m/m) max. 1,0 max. 1,0 max. 1,0 (type A) max. 2,0 (type B) max. 3,0 (type C) NBN T Vanadiumgehalte, mg/kg max. 300 max. 350 max. 400 In voorbereiding Vlampunt-gesloten vat, C > 55 > 55 > 65 NBN T Gehalte aan PCB en PCT, mg/kg max. 10 max. 10 max. 10 In voorbereiding Kinematische viscositeit (υ ), mm 2 /s bij 50 C bij 100 C 18 < υ < υ < υ 40 NBN T (*) Vanaf 1/1/2008 bedraagt het maximale zwavelgehalte 0,10% m/m. (**) Komt overeen met 3/80 bij 40 C Eisen en beproevingsmethodes voor lampolie EIGENSCHAP Massadichtheid bij 15 C (min - max) (kg/l) Distillatie - Gecondenseerd volume (%) bij 210 C bij 250 C bij 280 C EISEN Type A Type B Type C BEPROEVINGSMETHODE 0,780-0,820 NBN-ISO NBN-ISO 3405 Zwavelgehalte (massaprocenten) 0, 200 0, 010 0, 010 NBN T Proef met het koperplaatje (3 u bij 50 C) max. Klasse 1 NBN-ISO 2160 Vlampunt ingesloten kroes ( C) > 37 - > > 55 NBN T NBN-ISO 2719 Roetpunt (mm) NBN T Gomgehalte na veroudering (mg/100 ml) NBN T Saybolt-kleur min. +25 ASTM D

61 5. bijlagen Stookoliebranders Voorbeeld van gemiddelde analyses Stookolie Lamppetroleum Massadichtheid bij 15 C (kg/l) 0,846 0,802 Massadichtheid bij 40 C mm 2 /s (cst) 2,7 1,34 Massadichtheid bij 25 C mm 2 /s (cst) 3,8 1,69 Massadichtheid bij 20 C mm 2 /s (cst) - 4,39 Zwavelgehalte % (m/m) 0,18 0,001 Vlampunt gesloten vat, C Temperatuurgrens voor de filtreerbaarheid, C Temperatuurgrens schenkpunt, C Distillatie Vertrekpunt, C % % % % % % % % % Eindpunt, C 371 Proef met het koperplaatje 1 1 Verbrandingswarmte onderwaarde (Pci) MJ/kg 42,43 43,26 61

62 Stookoliebranders 5. bijlagen Eigenschappen gasoil 62

63 63

64 Stookoliebranders NOTITIES NOTITIES 64

65 NOTITIES Stookoliebranders NOTITIES 65

66 Stookoliebranders NOTITIES NOTITIES 66

67 De handboeken zijn tot stand gekomen dankzij de bijdrage van de volgende organisaties : fvb ffc Constructiv Koningsstraat 132/5, 1000 Brussel t f constructiv.be fvb@constructiv.be Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid, Brussel, Alle rechten van reproductie, vertaling en aanpassing onder eender welke vorm, voorbehouden voor alle landen 67

68 CEntrale verwarming 1. Algemeen 1.1 Inleiding tot de centrale verwarming en installatietekenen 1.2 Buismaterialen, buisbewerkingen, dichtingen en bevestigingsmaterialen 2. Warmtetransport en -afgifte 2.1 Warmtetransport: leidingaanleg 2.2 Warmtetransport: principe, bescherming, onderhoud van de installatie 2.3 Warmteafgifte: verwarmingslichamen en toebehoren 3. Warmteproductie 3.1 Warmteproductie: verwarmingsketels 3.2 Warmteproductie: installatietoebehoren en plaatsingsvoorschriften 4. Warmteverlies berekenen 4.1A Warmteverlies berekenen: theoretische uitwerking * 4.1B Warmteverlies berekenen: praktische uitwerking * 5. Brandertechnieken Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid CENTRALE VERWARMING 5.3A Brandertechnieken StookoliebranderS Stookolie: eigenschappen en opslag CENTRALE VERWARMING 5.3A Brandertechnieken StookoliebranderS Werking en onderdelen CENTRALE VERWARMING 5.3C Brandertechnieken StookoliebranderS VerBrandingscontrole en onderhoud 7. Gasinstallaties 7.1 Gasinstallaties: aardgasleidingen 7.2 Gasinstallaties: verbranding en toestellen 7.3 Gasinstallaties: bijlagen * rekenbladen ter beschikking via de website building your learning de digitale bibliotheek Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid N263CV