HOOFDSTUK I INLEIDING

Transcriptie

1 HOOFDSTUK I INLEIDING Inhoud 1. AARDGAS VAN OORSPRONG TOT DISTRIBUTIE OORSPRONG VAN AARDGAS VERVOER OPSLAG DISTRIBUTIE 3 2. FYSISCHE GROOTHEDEN DRUK EN DRUKMETING TEMPERATUUR DICHTHEID VOLUMEDEBIET VERBAND TUSSEN DRUK TEMPERATUUR EN VOLUME KOOKPUNT DAMPSPANNING DAUWPUNT SAMENSTELLING VAN AARDGAS EIGENSCHAPPEN VAN AARDGAS AARDGAS IS NIET GIFTIG AARDGAS IS LICHTER DAN LUCHT AARDGAS IS REUK- EN KLEURLOOS AARDGAS IS BRANDBAAR / EXPLOSIEF SYMBOLEN, EENHEDEN EN AFKORTINGEN SAMENVATTING 19 (I) 1 / 19

2 1. AARDGAS VAN OORSPRONG TOT DISTRIBUTIE 1.1. OORSPRONG VAN AARDGAS Het aardgas dat wij vandaag gebruiken is ongeveer 600 miljoen jaar geleden uit plantaardige en dierlijke resten ontstaan. Door middel van geologisch onderzoek en door analyse van de ondergrondstructuur bepaalt men de mogelijke posities van de lagen die aardgas en/of aardolie bevatten. Na het uitvoeren van proef- en evaluatieboringen (omvang en kwaliteit van het reservoir bepalen), uitgevoerd met boorinstallaties, wordt de productiemethode bepaald. Het gewonnen ruwe aardgas wordt indien nodig naar een behandelingsfabriek gevoerd via grote buisleidingen VERVOER Het gezuiverde aardgas wordt vervoerd naar de verbruikszones op 2 manieren. - TRANSPORT VIA PIJPLEIDINGEN Pijpleidingen bestaan uit gelaste stalen buizen die zorgvuldig uitwendig bekleed worden. Men onderscheidt: - pijpleidingen over land: op voldoende diepte ingegraven leidingen waardoor grote hoeveelheden gas onder grote druk getransporteerd worden bv. Nederlands aardgas dat vanuit Slochteren naar België gevoerd wordt; - onderzeese pijpleidingen: op de bodem van de zee verankerde leidingen bv. Noors aardgas dat aangevoerd wordt langs de ondergrondse "Zeepipe" tot in Zeebrugge. - TRANSPORT PER SCHIP Met behulp van methaantankers wordt aardgas dat in het land van herkomst vloeibaar gemaakt is (aardgas wordt bij atmosferische druk vloeibaar bij een temperatuur van 162 C) vervoerd naar de verbruikszone waar het terug vergast wordt. In vloeibare toestand neemt het een 600-maal kleiner volume in dan in gasvormige toestand, wat deze werkwijze economisch verantwoord maakt. Momenteel wordt in ons land vloeibaar aardgas (LNG = Liquified Natural Gas) aangevoerd (o.a. uit Qatar) in de haven van Zeebrugge met methaantankers. (I) 2 / 19

3 bv. "METHANIA" CAPACITEIT m³ LNG (Liquid Natural Gas = vloeibaar aardgas) 1.3. OPSLAG Om grote schommelingen in het verbruik en in de aanvoer te kunnen opvangen moet men beschikken over een relatief grote opslagcapaciteit. België beschikt momenteel over meerdere grote aardgasopslagmogelijkheden: in Zeebrugge en Dudzele in vloeibare vorm (tanks), in Loenhout in diepe waterhoudende lagen in gasvorm en in Anderlues en Péronnes in afgedankte steenkoolmijnen eveneens in gasvorm DISTRIBUTIE Er worden in ons land 2 aardgassoorten ingevoerd L-gas (de groep van aardgassen met laag calorisch vermogen) en H-gas (de groep van aardgassen met hoog calorisch vermogen). Het aardgas van Slochteren (Nederland) is een L-gas. Aardgas uit de Noordzee en Algerijns aardgas zijn H-gassen. Voor de ontvangst van het aardgas en het transport ervan op Belgisch grondgebied beschikt men over een uitgebreide infrastructuur. Een belangrijk deel van het in ons land ingevoerd aardgas wordt doorgevoerd naar onze buurlanden: Frankrijk, Gr. Hertogdom Luxemburg, Duitsland en Groot-Brittannië. Wanneer het aardgas door de pijpleidingen stroomt neemt, door de wrijving tegen de binnenwand, de druk geleidelijk aan af. Het drukverlies is o.a. afhankelijk van de overbrugde afstand. (I) 3 / 19

4 Bij de opbouw van het aardgasnet transport en distributie vertrekt men daarom van relatief hoge drukken om, na trapsgewijze verlaging, uiteindelijk bij elke verbruiker de juiste druk te kunnen leveren voor zijn verbruikstoestellen. In het Koninklijk Besluit van 28 juni 1971 worden de netten volgens de hoogste werkdruk 1 onderverdeeld in: - Hogedruk-net (HD) De HD-transportnetten werken op werkdrukken die groter zijn dan 15 bar. - Middendruk-net (MD) De installaties van de maatschappijen voor de openbare distributie van aardgas omvatten gasontvangst-, meet- en reduceerstations, die door het transportnet bevoorraad worden op een druk van maximum 15 bar. Het gas wordt er geodoriseerd en vervolgens getransporteerd naar distributie- of industriële klantencabines. Het gas wordt hiertoe in cascade ontspannen tot verschillende drukniveaus die variëren van 15 bar tot 8 bar en 5 bar, al naargelang de te overbruggen afstanden en de te leveren debieten. Zolang de druk boven de 100 mbar blijft en de 15 bar niet overschrijdt spreekt men van middendruk. - Lagedruk-net (LD) In de "wijkcabines" wordt de druk verlaagd tot lage druk 100 mbar of 20 mbar/25 mbar.het lagedruk-net met zijn leidingen die het aardgas tot bij de klanten (huishoudelijke-, ambachtelijke- en KMO-klanten) brengt door middel van de aftakkingen en de gasmeters, is een vermaasd net dat drukschommelingen moet voorkomen en de leveringszekerheid waarborgen. Uiteindelijk moet de druk na de gasmeter bij de huishoudelijke klant steeds 20 mbar of 25 mbar zijn omdat dit de werkdruk is voor de verbruikstoestellen die in België gecommercialiseerd zijn. Daar waar L-gas geleverd wordt moet de distributiemaatschappij de druk terugbrengen tot 25 mbar. Daar waar H-gas geleverd wordt moet dit 20 mbar zijn. Indien de distributiemaatschappij de druk in de "wijkcabine" terugbrengt tot 100 mbar, moet zij er, door het plaatsen van een huisdrukregelaar vóór de gasmeter, bij de klant voor zorgen dat de druk verlaagd wordt tot de werkdruk van de verbruikstoestellen (20 mbar of 25 mbar). LD MD A MD B MD C HD mbar 15 bar hoger dan 15 bar 100 mbar 5 bar 1 HOOGSTE WERKDRUK (in de EN-normen aangeduid met MOP Maximum Operating Pressure) De hoogste druk in een leiding onder normale exploitatieomstandigheden. Normale exploitatieomstandigheden betekent geen onderbreking of storing van het gasdebiet. (I) 4 / 19

5 2. FYSISCHE GROOTHEDEN 2.1. DRUK EN DRUKMETING ALGEMEEN Druk wordt veroorzaakt door een kracht die loodrecht inwerkt op een beschouwd oppervlak. Het symbool voor druk is p (eenheid: Pascal = Pa), dat voor kracht is F (eenheid: Newton = N) en voor oppervlakte S (eenheid: m²); aan de hand van deze symbolen kan men de druk als volgt definiëren : Principe van Pascal p = F S In alle gassen en vloeistoffen in rusttoestand plant de druk zich voort op een gelijke wijze in alle richtingen. Daarbij is op één bepaald horizontaal vlak de druk overal dezelfde. Eenheden De SI-eenheid (internationale standaard) voor druk is de Pascal (Pa), zijnde de druk die door een kracht van 1 Newton (1 N = 1kg.m/s²) uitgeoefend wordt loodrecht op een oppervlak van 1 m², of 1 Pa = 1 N/m² Bij gastechnische toepassingen wordt meestal de eenheid bar gebruikt met als afgeleide eenheid mbar (millibar), daarbij is: 1 bar = mbar 1 bar = 10 5 Pa = Pa 100 Pa = 1 mbar 1 atm (atmosfeer) = 760 mmhg (mm kwikkolom) = 1013 mbar = 1,013 bar Oude, niet meer gebruikte SI - eenheden voor druk zijn : 1 mmhg (kwikkolom) = 13,59 mmwk 10 mmwk (waterkolom) 1 mbar 100Pa 1 mmwk (waterkolom) = 9,81 Pa = 9,81 x 1/100 mbar = 0,0981 mbar 1 mbar = 10,19 mm WK 1 atm = 1013 mbar = 10,326 mwk (een waterkolom van 10,326 m) (I) 5 / 19

6 LUCHTLEDIG 10,33 m LUCHTLEDIG 76 cm 1 atm 1 atm WATER KWIK Figuur I/1 Effect van een druk van 1 atm ABSOLUTE DRUK, ATMOSFERISCHE DRUK EN OVERDRUK De gastechnische toepassingen hebben bijna steeds plaats in aanwezigheid van de atmosferische druk van de omgeving. Wanneer men zegt: "de gasdruk in de binnenleiding bedraagt 25 mbar", dan bedoelt men: "de gasdruk in de binnenleiding is 25 mbar hoger dan de atmosferische druk rond de leiding". De druk van 25 mbar wordt de effectieve druk of relatieve druk of kortweg de overdruk in de leiding genoemd. De som van de overdruk in de leiding en de atmosferische druk er rond is de eigenlijke druk of absolute druk in de leiding. Bij het hanteren van bepaalde mathematische vergelijkingen dient steeds de absolute druk van het gas te worden gebruikt. Het verband tussen beide grootheden is : absolute druk = atmosferische druk + overdruk Waarbij als "atmosferische druk" de werkelijke atmosferische druk in de omgeving van het gebeuren wordt bedoeld. Onder normale omstandigheden bedraagt de atmosferische druk (op zeespiegelniveau) 1013 mbar, de referentiedruk. Het verschil tussen de werkelijke atmosferische druk en de normale atmosferische druk kan bij de meeste toepassingen in onze streken verwaarloosd worden. (I) 6 / 19

7 Bij enkele toepassingen, bijvoorbeeld bij sterke hoogteverschillen in de installatie, is het nodig een correctie toe te passen. Aardgas wordt in het lagedruk-net verdeeld op een overdruk van 25 mbar (of 2500 Pa of ongeveer 250 mmwk) voor het L-gas en op een overdruk van 20 mbar (of 2000 Pa of ongeveer 200 mmwk) voor het H-gas METEN VAN DRUK MET MANOMETER Een overdruk wordt gemeten met een manometer. a) Vloeistofmanometer De eenvoudigste manometer is een vloeistofmanometer. Deze manometer bestaat uit een U- vormige, geplooide glazen of plastic buis, die gevuld is met een vloeistof. In rust, zijn beide benen onderhevig aan de atmosferische druk, en zal het niveau in beide benen even hoog staan (Figuur I/2). Dit niveau komt overeen met het nulpunt. Als we nu één been verbinden met de gasleiding, zien we dat de vloeistof in dit been daalt onder invloed van de gasdruk. Het niveau in het andere been zal overeenkomstig stijgen. Het verschil tussen beide niveaus is de maat voor de overdruk van het gas in de leiding. De afleesschaal van deze manometers kan men ijken in Pa, bar of mbar. Opgelet : De gemeten overdruk komt overeen met de druk uitgeoefend door de verplaatste vloeistofkolom. De indeling op de afleesschaal van de U-buismanometer is dus afhankelijk van de gebruikte vloeistof. Indien men vloeistof moet bijvullen, moet men er dus goed op letten de vloeistof met dezelfde dichtheid te gebruiken, anders zijn de aflezingen niet juist. Figuur I/2 - Vloeistofmanometer (I) 7 / 19

8 b) Micromanometer Kleine onder- of overdrukken, zoals die optreden in branders, schoorstenen, e.d., worden gemeten met een micromanometer (Figuur I/3) Dit is een U-buismanometer met een schuin been, waardoor nauwkeuriger aflezen mogelijk wordt. B' 70 B P voor eenzelfde druk,is de afstand AB groter dan A'B'. waardoor een nauwkeurigere aflezing mogelijk is 0 A' 0 A Figuur I/3 - micromanometer c) Bourdon-manometer Om grotere drukken drukken groter dan 100 mbar te meten, wordt de metalen Bourdonmanometer gebruikt; deze manometer bestaat uit een veerkrachtige, opgerolde metalen buis, met constante wanddikte en ovale doorsnede. Onder invloed van de druk, zal deze buis zich willen ontrollen. Deze vervorming wordt op mechanische wijze overgebracht op de wijzer, die zich over de schaal beweegt. Dit type manometer registreert alleen overdrukken (Figuur I/4). Figuur I/4 Bourdon-manometer (I) 8 / 19

9 BELANGRIJK: Hoe meten we de druk aan de ingang van een verbruikstoestel? - Wanneer er geen gas in een leiding stroomt "geen debiet" dan is de gasdruk (overdruk) dezelfde zowel bij het begin van de leiding als op het einde ervan, wat ook de lengte van die leiding is. Let wel, we meten slechts nadat de druk zich gestabiliseerd heeft. - Wanneer er echter gas door die leiding stroomt er is "debiet" dan zal de druk, door het wrijvingsverlies tegen de binnenwand van de leiding, afnemen naarmate men verder stroomafwaarts meet DRUKVERLIES. Om de druk aan de ingang van een verbruikstoestel correct te meten, moeten we dit doen bij maximaal debiet van het toestel. Enkel op die manier houden we rekening met het drukverlies tussen de gasmeter en het toestel en weten we of de gasdruk aan het toestel voldoende is voor de optimale werking ervan TEMPERATUUR Temperatuur is de fysische grootheid die de warmtetoestand van een lichaam beschrijft. Eenheden: De gebruikelijke SI-eenheid voor temperatuur is de graad Celsius symbool C De 0 op de schaal van Celsius komt overeen met die temperatuur waarop zuiver water overgaat van de vaste toestand (ijs) naar de vloeibare toestand (water). De 100 komt overeen met de temperatuur waarop zuiver water begint te koken. Dit alles onder normale atmosferische druk 1013 mbar. Één graad Celsius ( C) stemt overeen met één honderdste (1/100) van het verschil tussen 0 C en 100 C. De SI-eenheid die gebruikt wordt bij de warmteleer is de Kelvin symbool K. Het nulpunt van de temperatuurschaal van Kelvin ligt op het "absolute nulpunt" (kouder kan niet!) en bedraagt 273,15 C. Op beide schalen, die van Celsius en die van Kelvin is de afstand tussen twee opeenvolgende waarden dezelfde stijgt de temperatuur met 1 C dan stijgt hij evenzo met 1 K. 273,15 K = 0 C 100 C = 373,15 K 2.3. DICHTHEID De dichtheid van een gas is de verhouding tussen de massa van een volume gas en die van eenzelfde volume droge lucht genomen in dezelfde omstandigheden van temperatuur en druk men noem dit ook de "relatieve dichtheid". Symbool: d De dichtheid is een onbenoemd getal. (I) 9 / 19

10 - aardgas d = 0,62 tot 0,64 - lucht d = 1 - propaan d = 1,56 - butaan d = 2,09 aardgas is lichter dan lucht butaan en propaan zijn zwaarder dan lucht VOLUMEDEBIET Het volumedebiet is het volume vloeistof of gas dat per tijdseenheid verplaatst wordt bv. bij doorstroming in een leiding. Eenheden SI-eenheid: m³/s (kubiek meter per seconde) Afgeleide eenheden: l/h liter per uur m³/h kubiek meter per uur 1 m³/h = l/h Voorbeeld: Een balgengasmeter is een instrument dat gebruikt wordt voor het meten van een volume. Men leest het volume gas, in liter, af dat door de gasmeter stroomt gedurende 1, 2, 5, 10 of 60 minuten. Het overeenstemmende debiet in m³/h bekomt men dan door het afgelezen getal te vermenigvuldigen met respectievelijk 60, 30, 12, 6 of 1. Uiteraard is de meting des te nauwkeurig naarmate de afleestijd groter is. Hoe lees je het volume in liter af op een gasmeter met roltelwerk? De cijfertelwerken van de balgen- en rotorgasmeters hebben, afhankelijk van hun maximum volumedebiet, drie of twee cijfers na de komma. De cijfers na de komma zijn meestal in rode kleur weergegeven. Bij een cijfertelwerk met drie cijfers na de komma betekent het getal gevormd door deze drie cijfers het aantal liter bv. op het telwerk 47126,023 lezen we af: kubiek meter en 23 liter. Figuur I/5 Gasmeter-telwerk met 3 cijfers na de komma (I) 10 / 19

11 Bij een cijfertelwerk met slechts twee cijfers na de komma is de volumeeenheid aangegeven door het laatste cijfer rechts gelijk aan 10 liter bv. op het telwerk ,79 lezen we af: nul kubiek meter en 790 liter. Om in dit geval een nauwkeuriger aflezing te bekomen dient men, met behulp van de aanwezige verdeelstreepjes tussen twee opeenvolgende cijfers (in ons geval 3 verdeelstreepjes tussen de cijfers 9 en 0), een schatting te maken van het aantal liter 796 liter. Figuur I/6 Gasmeter-telwerk met 2 cijfers na de komma 2.5. VERBAND TUSSEN DRUK TEMPERATUUR EN VOLUME Stoffen kunnen in 3 "toestanden" of "fasen" voorkomen. De 3 "toestanden" van water zijn ons het best bekend met name "vast" (ijs), "vloeibaar" (water) en "gasvormig" (waterdamp). Een stof kan van de ene naar de andere toestand overgaan door het toevoegen of onttrekken van warmte (bij constant gehouden druk); water gaat bv. bij het "koken" (warmte toevoegen) over van de vloeistoffase naar de gas- of dampfase (waterdamp) ; waterdamp zal bij het "condenseren" (afkoelen = warmte afstaan) en overgaan in water. Op analoge wijze gebeurt in een gasfles bv. de overgang voor butaan of propaan van de vloeistoffase naar de gasfase en omgekeerd. De faseovergang kan ook gebeuren door het respectievelijk verhogen van de druk (het gas samendrukken) of verlagen van de druk (het ontspannen van het gas) bij constant gehouden temperatuur. De toestand waarin een stof zich bevindt is afhankelijk van zijn druk en de temperatuur. Ter herinnering: aardgas wordt bij atmosferische druk vloeibaar bij een temperatuur van 162 C (temperatuur van het vloeibaar gas in een LNG-tanker). (I) 11 / 19

12 "NORMAAL" KUBIEK METER Aardgas is zoals elk ander gas sterk samendrukbaar en dit in tegenstelling tot vloeistoffen en vaste stoffen die nauwelijks samendrukbaar zijn. Aardgas wordt opgeslagen en verdeeld bij drukken die zeer sterk uiteenlopen van 20 mbar tot 200 bar - (variatie van 1 tot ). De hoeveelheid aardgasdeeltjes die zich in een volume van 1m³ bevinden zal uiteraard dan ook zeer sterk toenemen bij een dergelijke drukverhoging. Wanneer we zeggen dat een bepaalde hoeveelheid gas een bepaald volume inneemt, zullen we altijd moeten vermelden bij welke druk en temperatuur dit zo is. Omdat de hoeveelheid energie samenhangt met de hoeveelheid aardgasdeeltjes heeft men een duidelijke afspraak nodig over het volume dat die deeltjes innemen. Om gasvolumen met elkaar te kunnen vergelijken moet de hoeveelheid van 1m³ dus nader gedefinieerd worden. AFSPRAAK 1 "normaal" m³ - symbool 1m³ n aardgas is een volume van 1 m³ aardgas onder normale omstandigheden gekenmerkt door een absolute druk van 1013 mbar en een temperatuur van 0 C (of 273,15 K) KOOKPUNT DAMPSPANNING DAUWPUNT Een vloeistof gaat over in gasvorm of dampfase wanneer men, bij constante druk, energie aan de vloeistof toevoegt, de temperatuur ervan stijgt. Op het ogenblik dat de temperatuur stijgt tot een bepaalde waarde, het kookpunt, zal alle toegevoerde energie gebruikt worden om de vloeistof te verdampen de vloeistof "kookt". Het kookpunt bij atmosferische druk (1013 mbar) wordt voor water bereikt bij een temperatuur van 100 C. Bij de verbranding van aardgas ontstaat water (zie ook Hoofdstuk III ). Aangezien dit water gevormd wordt bij een temperatuur die ver boven het kookpunt van water ligt zal dit water onmiddellijk omgezet worden in waterdamp. De druk van de waterdamp in de verbrandingsproducten de dampspanning verandert met de temperatuur van de waterdamp. Bij een bepaalde temperatuur bereikt die druk een maximale waarde, de maximum dampspanning of de verzadigingsdruk, de waterdamp zal dan condenseren en overgaan van de gas- naar de vloeistoffase. De temperatuur waarbij dit gebeurt wordt het dauwpunt genoemd (zie Hoofdstuk III ). 3. SAMENSTELLING VAN AARDGAS De gassen die gecommercialiseerd zijn om als brandstof gebruikt te worden, zijn gewoonlijk uit meerdere gassen samengesteld. Slechts in zeer zeldzame gevallen, wordt een 100% zuiver gas, bv. methaan, als brandstof gebruikt. Voor ieder afzonderlijk element in een samengesteld gas, kan men de concentratie bepalen. (I) 12 / 19

13 Tabel I/1 geeft de samenstelling en de volumetrische concentratie (gemiddelde waarden) van aardgassen die in België verdeeld worden. Hierbij dient opgemerkt: - het hoofdbestanddeel van alle aardgassen is methaan CH 4 ; Atoom C Atoom H Figuur I/7 Eén atoom CH 4 - de eerste 6 vermelde bestanddelen in tabel I/1 zijn koolwaterstoffen - brandbare gassen die de energie leveren en opgebouwd zijn uit de scheikundige elementen koolstof en waterstof; - "verrijkt Slochteren"-gas bevat 88,13 % koolwaterstoffen; bij de andere aardgassen is dit tussen de 95,97% en 99,19%; - het percentage stikstof (N 2 ) in Slochteren aardgas ligt beduidend hoger dan in de andere aardgassen het bevat daardoor minder brandbare gassen dus minder energie; - het "Slochteren"-aardgas behoort tot de groep van de L-aardgassen (L = Low = Lage warmteinhoud) soms "Arm Gas" genoemd; de aardgassen uit de Noordzee en Algerije/Qatar behoren tot de groep van de H-aardgassen (H = High = Hoge warmteinhoud), soms "Rijk Gas" genoemd. (I) 13 / 19

14 Gas Componenten Tabel I/1 - Gemiddelde volumetrische samenstelling (gemiddelde waarden 2006) Verrijkt Slochteren (Poppel) % Noordzee ('s Gravenvoeren) % Algerije (Zeebrugge) % Noordzee Stattoil (Zeebrugge) % Labo-gas G20 (*) Zuiver Methaan % Labo-gas G25 (*) % Methaan 82,990 87,095 90,957 91, (CH 4 ) Ethaan 3,962 5,974 6,845 4, (C 2 H 6 ) Propaan 0,804 1,448 1,110 0, (C 3 H 8 ) Butaan 0,257 0,430 0,276 0, (C 4 H 10 ) (ISO en normaal) Penthaan 0,061 0,096 0,003 0, (C 5 H 12 ) (ISO en normaal) Zware 0,052 0,066-0, koolwaterstoffen (C 5 +) Kooldioxide 1,484 1,711-1, (CO 2 ) Koolmonoxide (CO) Waterstof (H 2) Zuurstof (O 2 ) Stikstof (N 2 ) 10,350 3,151 0,809 1, Helium (He) 0,040 0,030-0, (*) G20 en G25 zijn referentiegassen, zij worden slechts gebruikt voor de keuring van de verbruikstoestellen omdat zij toelaten in alle laboratoria hetzelfde gas te gebruiken en aldus vergelijkbare resultaten te bekomen. 4. EIGENSCHAPPEN VAN AARDGAS - Aardgas is niet giftig. - Aardgas is lichter dan lucht. - Aardgas is reuk- en kleurloos. - Aardgas is brandbaar en explosief. (I) 14 / 19

15 4.1. AARDGAS IS NIET GIFTIG Aardgas bevat geen giftige elementen Niet verwarren met : Verstikking door gebrek aan ademlucht. Vergiftiging door CO (koolmonoxide) dat kan ontstaan bij onvolledige verbranding, door gebrek aan primaire lucht of door vervuiling van de brander AARDGAS IS LICHTER DAN LUCHT Uit het oogpunt "veiligheid bij het uitvoeren van werken" kunnen we daarom stellen: - in een niet geventileerde ruimte zal ontsnappend aardgas zich steeds in de bovenzijde van het lokaal verzamelen; - om het aardgas uit het lokaal te verwijderen volstaat het dit lokaal in verbinding te stellen met de buitenlucht via openingen die zo hoog mogelijk zijn aangebracht "VERLUCHTEN". INDIEN ER BIJ HET UITVOEREN VAN WERKEN IN EEN LOKAAL, AARDGAS KAN ONTSNAPPEN, ZAL MEN VOORALEER DE WERKEN AAN TE VANGEN ZORGEN VOOR EEN PERMANENTE EN DEGELIJKE VERLUCHTING OPGELET Butaan en propaan zijn ZWAARDER dan lucht er zijn dus andere veiligheidsmaatregelen nodig. 10 m³ 10 m³ Aardgas 10% naar 0% 1 m³ in seconden Evacuatie door natuurlijke bovenverluchting. Butaan propaan 1 m³ minuten uren GEEN evacuatie door natuurlijke bovenverluchting. Afzuiging op laagste punt noodzakelijk. Figuur I/8 Vergelijking van de evacuatie van aardgas en butaan/propaan uit een ruimte (I) 15 / 19

16 4.3. AARDGAS IS REUK- EN KLEURLOOS MAAR Aardgas wordt waarneembaar gemaakt voor de gebruikers door toevoeging van een reukstof THT = tetrahydrothiofeen SENTINEL E = mengeling van mercaptanen Alle klanten op het distributienet ontvangen geodoriseerd aardgas. De meeste klanten rechtstreeks aangesloten op het Fluxys transportnet ontvangen niet-geodoriseerd aardgas. Mengsel te arm Brandbaar Mengsel Mengsel te rijk 0 % gas 5% 15% LEL Waarneembaarheidsdrempel van aardgas: vanaf 1% gas in lucht 100 % gas Figuur I/9 Odorisatie van het aardgas 4.4. AARDGAS IS BRANDBAAR / EXPLOSIEF AARDGAS IS BRANDBAAR in aanwezigheid van zuurstof (uit de lucht) bij toevoeging van energie CH 4 Vuurdriehoek T Ontstekingsenergie CH O 2 => CO H 2 0 Zuurstof + warmte Figuur I/10 Vuurdriehoek met de drie voorwaarden voor brand (I) 16 / 19

17 4.4.2 AARDGAS IS EXPLOSIEF Explosie = een zeer snelle verbranding aardgas mengt zich met lucht vorming van brandbaar mengsel ophoping van het gas-luchtmengsel in een afgesloten ruimte ontsteking op één punt snelle voorplanting van de ontsteking in alle richtingen plotse warmtetoename in de gesloten ruimte zeer grote druktoename EXPLOSIE Ontsteking gas-lucht-mengsel Plotse warmtetoename Druktoename EXPLOSIE Figuur I/11 Verloop van een explosie (I) 17 / 19

18 5. SYMBOLEN, EENHEDEN EN AFKORTINGEN - SCHEIKUNDIGE SYMBOLEN C CO CO 2 CH 4 H 2 O 2 H 2 O N 2 NO x : koolstof / "roet" : koolstofmonoxide : koolstofdioxide : methaan (aardgas) : waterstof : zuurstof : water / waterdamp : stikstof : stikstofoxides - EENHEDEN m : eenheid van lengte m 2 : eenheid van oppervlakte m³ : eenheid van inhoud; 1 m³ = 1000 dm³ = 1000 liter 3 m n : normaal m³ : 1 m 3 n = 1 m³ gemeten bij 0 C en 1013 mbar (1 atmosfeer) K : Kelvin; eenheid van temperatuur; 0 C = 273,15 K J : Joule; energieeenheid; veelvoud: 1 MJ = kj = J W : Watt; eenheid van vermogen; 1W = 1 J/s; 1kW = 1000 W kwh : kilowattuur; energie; 1 kwh = 3,6 MJ ; 1 MJ = 0,2778 kwh - AFKORTINGEN / SYMBOLEN d : dichtheid (van een gas); onbenoemd getal S : oppervlakte DN : nominale diameter (steeds in mm) L-gas : Laag calorisch aardgas; bv. Slochteren-aardgas H-gas : Hoog calorisch aardgas; bv. Noordzee-aardgas, Algerijns aardgas H S : calorische vermogen bovenwaarde (S van supérieure = bovenste) H i : calorische vermogen onderwaarde (i van inferieure = onderste) R HT : weerstand tegen hoge temperatuur (Résistance aux Hautes Températures voor aardgas 650 C) LPG : Liquified Petroleum Gas; verzamelnaam voor commercieel propaan- en butaangas LEL : Low Explosion Limit = onderste ontstekingsgrens MOP : Maximum Operating Pressure maximum werkdruk VMC : Ventilation Mécanique Contrôlée gestuurde mechanische ventilatie (I) 18 / 19

19 6. SAMENVATTING - Bij gastechnische toepassingen wordt meestal voor druk de eenheid bar gebruikt met als afgeleide eenheid mbar. - De gasdruk aan de ingang van een verbruikstoestel (overdruk) wordt gemeten met een manometer en bij maximaal debiet van het toestel. - De vergelijking van verschillende gassen voor wat betreft hun energetische eigenschappen, dient steeds te gebeuren onder dezelfde referentievoorwaarden meestal bij een druk van 1013 mbar en een temperatuur van 0 C. - Aardgas bestaat hoofdzakelijk uit methaan. Het is niet giftig, lichter dan lucht en brandbaar / explosief. - VEILIGHEID: bij ophoping van een gas/lucht-mengsel in een afgesloten ruimte gebeurt de verbranding op ongecontroleerde wijze en op zeer korte tijd komt er een grote hoeveelheid warmte vrij die geen uitweg vindt in de gesloten ruimte explosie. oo0oo (I) 19 / 19