Restfeuchtemessung in Brenngasen der 2. Gasfamilie

Zur 2. Gasfamilie gehören die Brenngase Erdgas und Wasserstoff sowie Naturgase wie Klär- oder Biogas.

Laut Arbeitsblatt DVGW G260 sind Grenzwerte für Gasbestandteile definiert, welche in Brenngasen enthalten sein dürfen, um diese in das öffentliche Gasnetz einzuspeisen. Um mögliche spätere technische Probleme sowie Unstimmigkeiten bei der Abrechnung an der Rechtsträgergrenze zu vermeiden, muss die Einspeisung in das Gasnetz unterbrochen werden, wenn diese Voraussetzungen nicht erfüllt sind.

Neben Grenzwertvorgaben für Verunreinigungen wie Schwefel, Ammoniak oder Silizium, etc. gibt es auch Vorgaben an die Anforderungen für den Wassergehalt, denn dieser spielt eine signifikante Rolle beim Ermitteln der Brennleistung von Brenngasen.

So sind die Grenzwertangaben für den Wassergehalt während der Einspeisung wie folgt definiert:

Bezeichnung

Einheit

Grenzwert

Wassergehaltmg/m3

200 (Maximal Druck ≤ 10 Bar)

50 (Maximal Druck > 10 Bar)

Tabelle 1: Grenzwerte für Gasbestandsteile – Wassergehalt in mg/m3

Rechnet man diese Werte auf die Taupunkttemperatur um, also die Temperatur, unterhalb der sich Wasserdampf als Kondensat niederschlägt, erhält man folgende Ergebnisse:

Bezeichnung

Einheit

Grenzwert

Taupunkttemperatur°Ctd

-33° (Maximal Druck ≤ 10 Bar)

-46° (Maximal Druck > 10 Bar)

Tabelle 2: Grenzwerte für Gasbestandsteile – Wassergehalt in °Ctd, 1013,25 mbar, 0°C

Der Restfeuchtegehalt wird anhand der kältesten, jemals gemessenen Temperatur definiert, auch etwaige Druck- und Temperaturschwankungen müssen berücksichtigt werden, um Kondensatbildung auszuschließen.

So ist bei der Einspeisung von jeglichem Brenngas darauf zu achten, dass der Wassergehalt nicht überschritten wird. Dies kann mit geeigneten Messgeräten gemessen und überwacht werden.

Speziell im Winter, oder bei kalter Witterung, können kritische Komponenten durch Vereisung schaden davon Tragen, im schlimmsten Fall kann dies zum Stillstand der Gasversorgung führen, da aufgrund von Reparaturen kein Gas mehr durch die Leitungen fließen kann.

Neben technischen Problemen spiegelt sich ein zu hoher Wassergehalt in einem verringerten Gas-Normvolumen und auch in der Brennerleistung wider, denn diese wird pro Norm-Kubikmeter spezifiziert und umso mehr Wasser in einem Norm Kubikmeter enthalten ist, desto geringer ist die Brennerleistung, da mehr Energie für die Verdampfung von Wasser benötigt wird. Zusätzliche Temperaturschwankungen verschlimmern das Problem.

So wird an der Rechtsträgergrenze das Normvolumen abgerechnet, das, gemessen bei 1013,25 mbar und 0°C, mit einem Wassergehalt von 0% rF (0°C), z.B. 1000 Nm3 beträgt. Rechnet man dieses Normvolumen jedoch auf die tatsächlichen, realen Bedingungen um, z.B. auf 20°C und 970 mbar abs., mit einem Wassergehalt von 60 % rF, so erhält man statt der 1000 Nm3 nur 880 m3 Brenngas.

Da herkömmliche Durchflussmesser für Brenngase nicht druck- und temperaturkompensiert sind und daher nicht den Normvolumenstrom bei 1013,25 mbar und 0°C messen, sondern lediglich das unter den aktuellen Umgebungsbedingungen vorbeiströmende Volumen, zieht man bei zu hohem Wassergehalt, zu stark schwankenden Temperaturen zwischen Norm- und tatsächlicher Volumenstrommessung oft mehr ab, als man erwarten würde.