Esimerkkejä eri maakaasujen koostumuksista Kenttä Venäjä Saksa USA Hollanti Norja Urengoi Goldenstedt Kansas Groningen Troll Metaani CH 4 98% 88,0% 84,1% 81,3% 93,2% Etaani C 2 H 6 0,8% 1,0% 6,7% 2,8% 3,7% Propaani C 3 H 8 0,2% 0,2% 0,3% 0,4% 0,4% Butaani C 4 H 10 0,02% 0,4% 0,5% Typpi N 2 0,9% 10,0% 8,4% 14,3% 1,6% Hiilidioksidi CO 2 0,1% 0,8% 0,8% 0,9% 0,6% kuva 1.1
Eräiden kaasujen tiheys sekä suhteellinen tiheys Molekyyli Moolin massa Tiheys Suhteellinen kaava g/mol kg/m 3 tiheys Metaani CH 4 16,4 0,72 0,56 Eteeni C 2 H 4 28,05 1,26 0,98 Etaani C 2 H 6 30,07 1,35 1,05 Propeeni C 3 H 6 42,08 1,91 1,48 Propaani C 3 H 8 44,10 2,01 1,56 Butaani C 4 H 10 58,12 2,71 2,10 Vety H 2 2,02 0,09 0,07 Typpi N 2 28,01 1,25 0,97 Happi O 2 32,00 1,43 1,11 Ilma - 28,96 1,293 1,00 kuva 1.2
Polttoaineiden lämpöarvoja Maakaasu Propaani Kevyt pö Raskas pö Tiheys 0,72 kg/m 3 2,01 kg/m 3 0,85 kg/dm 3 0,96kg/dm 3 Ylempi MJ/m 3 n 39,8 101,2 lämpöarvo MJ/kg 55,3 50,3 44,6 44,4 Tehollinen MJ/m 3 n 36,0 93,0 lämpöarvo MJ/kg 50,0 46,0 42,7 40,6 kwh/kg 13,9 12,8 11,8 11,3 kwh/m 3 n 10,0 28,8 kuva 1.3
Maakaasun savukaasujen vesikastepisteen riippuvuus ilmakertoimesta KASTEPISTE ( C) 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 ILMAKERROIN kuva 1.4
Kaasujen luokittelu Kaasuryhmät ja alaryhmät Ylempi Wobbe-arvo, MJ/m3 (lämpötila 15 C ja paine 1013,25 mbar) Minimi Maksimi Ensimmäinen kaasuryhmä 22,4 24,8 - alaryhmä a Toinen kaasuryhmä 39,1 54,7 - alaryhmä H 45,7 54,7 - alaryhmä L 39,1 44,8 - alaryhmä E 40,9 54,7 Kolmas kaasuryhmä 72,9 87,3 - alaryhmä B/P 72,9 87,3 - alaryhmä P 72,9 76,8 - alaryhmä B 81,8 87,3 kuva 1.5
Kaasujen ominaisuuksia Metaani Propaani Butaani Molekyylikaava CH 4 C H 3 8 C H 4 10 Molekyylipaino, kg/mol 16,04 44,09 58,12 Tiheys, kg/m3n 0,72 2,01 2,70 (kaasumaisena normaaliolotilassa) Suhteellinen tiheys 0,56 1,56 2,08 (ilma 1,293 kg/m n) 3 kaasumaisena Kiehumispiste (atm), C -161,5-42,1-0,5 Tehollinen lämpöarvo, kwh/m3 10,0 26,0 34,1 kwh/kg 13,9 12,8 12,7 MJ/m 3 n 36,0 93,6 122,8 MJ/kg 50,0 46,3 45,7 Kinem. viskositeetti, m 2/s 14,5 3,7 2,6 Syttymislämpötila, C 650 510 490 Wobbe-arvo (teholl.), 47,6 75,0 85,8 MJ/m n Teoreettinen palamislämpötila ilmassa, C (Lambda = 1,0) 1915 1925 1900 Palamiosnopeus ilmassa, cm/s 41 45 42 Palamisilman tarve (Lambda = 1,0), m3n/m3n kaasua 9,6 24,3 32,0 kuva 1.6
Maakaasun ja nestekaasujen syttymisrajat Til-% kaasua ilmassa/hapessa ilmassa 20 C Ilmassa 200 C Hapessa 20 C Metaani CH 4 5,0 15,0 4,2 14,7 5,0 60,0 Propaani Butaani C H 3 8 2,1 9,3 1,9 9,4 2,3 55,0 C H 4 10 1,8 8,4 1,5 7,9 1,8 49,0 kuva 2.1
Metaanin syttymisrajat ilmainerttikaasuseoksessa 100 0 90 10 80 20 40 50 metaani [vol %] 60 70 30 40 inerttikaasu [vol %] 50 60 30 70 20 80 10 CO 2 N 2 90 100 0 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 ilma [vol %] kuva 2.2
Kaasun virtaus- ja palamisnopeuden vaikutus liekin vakauteen VIRTAUS- NOPEUS PALAMIS- NOPEUS HYVIN PALAVA LIEKKI VIRTAUS- NOPEUS PALAMIS- NOPEUS LIEKKI IRTOAA VIRTAUS- NOPEUS PALAMIS- NOPEUS LIEKKI VETÄYTYY kuva 2.3
Maakaasun palaminen, ilmantarve ja palamistulokset Hiilivetyjen palamisprosessissa vety yhtyessään happeen muodostaa vettä ja hiili puolestaan yhtyessään happeen hiilidioksiidia. Metaani: CH 4 + 2O 2 > CO 2+ 2H2O 1 mol + 2 mol > 1 mol + 2 mol 16 g + 64 g > 44 g + 36 g 1 kg + 4 kg > 2,75 kg + 2,25 kg Edellisen perusteella voidaan laskea minimi ilmantarve (L ). min Ilman koostumus on: Happea 20,9 til-% (= 23,1 p-%) Typpeä 79,1 til-% (= 76,9 p-%) L min = 4 kg 0,231 l = 17,3 kg/kg metaania Tästä määrästä on 4 kg happea ja 13,3 kg typpeä. Kun tiheydet tunnetaan, voidaan laskea tilavuusvirrat: 1 m 3 (0,72 kg) metaania tarvitsee ilmaa teoreettiseen palamiseen: 0,72 x 17,3 kg / 1,293kg/m 3 = 9,6 m3 Tästä määrästä on 2 m 3 happea ja 7,6 m 3 typpeä. Palamistuloksena syntyy hiilidioksidia ja vesihöyryä. Poltettaessa 1 m 3 metaania käyttäen teoreettista ilmamäärää saadaan: hiilidioksidia 1 m 3 (= 2,0 kg) vesihöyryä 2 m 3 (= 1,6 kg) Lisäksi savukaasujen mukana on ilman mukana tullut typpi 7,6 m 3 (= 9,5 kg) kuva 2.4
Ilmankertoimen vaikutus maakaasun palamishyötysuhteeseen HYÖTYSUHDE % 100 80 60 160 300 400 500 100 80 60 40 SAVUKAASUN LÄMPÖTILA 40 20 20 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 ILMAKERROIN kuva 2.5
Happi-, hiilidioksidi- ja häkäpitoisuuksien riippuvuus ilmankertoimesta CO2 -pitoisuus alenee epätäydellisen palamisen vuoksi CO CO2 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 % CO2 CO2 -pitoisuus pienenee savukaasun happiylijäämän kasvaessa CO-muodostus huonon sekoittumisen johdosta O2 STÖKIÖMETRINEN PISTE O2 kuva 2.6
Ilmakertoimen määrittäminen CO 2 ja O 2 -pitoisuuden avulla Palamisilman ilmakertoimen ja savukaasujen hiilidioksidi- ja happipitoisuuden välillä vallitsee suora yhteys seuraavasti: ja CO 2 = 1+ O 2 21 O 2 V tr min L min, missä CO 2 max CO 2 O 2 til % til % til % -pitoisuuksia kuivissa savukaasuissa V tr min m 3/m3 - kuivien savukaasujen teoreettinen määrä (stökiömetrinen palaminen) L min m 3 /m 3 - teoreettinen palamisilman tarve Esimerkiksi metaanille yllämainitut yhtälöt näyttävät seuraavilta, kun mitattu CO -pitoisuus on 10,5 til-% ja O -pitoisuus 2,2 til-% 2 2 + 11,7 10,5 8,6 = 1 CO 2 1,1 10,5 9,6 2,2 + 21 2,2 8,6 = 1 O 2 1,1 9,6 kuva 2.7
Eri polttoaineiden savukaasujen ominaisuuksien vertailu (Stökiömetrinen palaminen; ilmakerroin = 1,0) Maakaasu Propaani Kevyt polttoöljy Raskas polttoöljy Tiheys Kaasu, kg/m3n 0,72 2,01 Öljy, kg/m3 n 0,85 0,96 Tehollinen lämpöarvo Kaasu, MJ/m3n 36,0 93,6 Öljy, MJ/kg 42,7 40,6 Teoreettinen palamisilman tarve m 3/m3 9,6 24,3 m 3 /kg 13,4 12,1 11,2 10,7 Teoreettinen savukaasumäärä - kuiva m3/m 38,6 8,6 22,3 m3/kg 12,0 11,1 10,5 10,0 - kostea m3/m3 10,6 26,2 m3/kg 14,7 13,0 12,0 11,3 m3/kwh 1,06 1,00 1,01 1,0 CO max 2 - kuiva til-% 11,7 13,8 15,4 16,0 - kostea til-% 9,5 11,6 13,5 14,1 H O max 2 til% 19,0 15,5 12,5 11,0 kuva 3.1
Vertailu tulitorvi-tuliputkikattilan eri osissa tapahtuvasta lämmön siirrosta maakaasu- ja öljypoltossa 1500 SAVUKAASUJEN LÄMPÖTILA ( C) 9% 8% POR 4% 5% 10% MAAKAASU SAVUKAASUHÄVIÖ EKONOMAISERI 3-VETO 1000 MAAKAASU 29% 37% 2-VETO 500 POR 54% 44% TULIPESÄ 0 LIEK- KI TULI- PESÄ 2- VETO 3- VETO EKO kuva 3.2
Kattilan energiavirrat Q sk Savukaasuhäviö Kattilasta saatu hyötyenergia Q H PALUU VESI LÄMMIN VESI Q T Kattilaan tuotu lämpöenergia Q E Säteily-, konvektio- ja johtumishäviöt kuva 3.3
Maakaasuputkistojen jaottelu Teollisuus Voimalaitos Siirtoputkisto Paineenvähennysasema Käyttöputkisto Paineenvähennysasema Paineenvähennysasema Kaukolämpökeskus Teollisuus Elinkeinon harjoittaja Jakeluputkisto Pienteollisuus Jakeluputkisto Lämpökeskus Kotitaloudet kuva 4.1
Kaasuputki suojaputken sisällä Yhtenäinen vapaasti tuulettuva suojaputki Kaasuputki Tekninen tila Väliseinä Saarekekeittiö Väliseinä Huone Kaasu Venttiili Kaasuputki Kaasuliesi Kaasuletku Pikaliitin itsesulkeutuvalla venttiilillä (lisäksi suositellaan käsiventtiiliä) Kaasulaite Yhtenäinen vapaasti tuulettuva suojaputki Kaasuputki voidaan johtaa liedelle tai muulle kaasu-laitteelle myös kattorakenteessa käyttämällä yhtenäistä ja vapaasti tuulettuvaa suojaputkea. kuva 4.2
Esimerkki kaasuputkiston mitoitustaulukosta Kupariputken tehokapasiteetit putken pituuden funktiona Putkiston kapasiteetti (kw) 25mbar Putkiston kapasiteetti (kw) 50mbar Putkiston kapasiteetti (kw) 150mbar Putken nimellis- Putkiston pituus (m) Putken nimellis- Putkiston pituus (m) Putken nimellis- Putkiston pituus (m) suuruus 3 6 12 24 50 suuruus 3 6 12 24 50 suuruus 3 6 12 24 50 Cu 6 2 1 1 Cu 8 6 4 3 2 1 Cu 10 13 10 7 5 3 Cu 12 18 16 11 8 5 Cu 15 31 31 23 16 11 Cu 18 47 47 42 29 20 Cu 22 74 74 74 55 38 Cu 28 122 122 122 108 75 Cu 35 191 191 191 190 138 Cu 42 284 283 283 283 239 Cu 54 485 485 485 485 484 Cu 6 3 2 1 1 Cu 8 7 6 4 3 2 Cu 10 13 13 10 7 5 Cu 12 19 19 16 11 8 Cu 15 32 32 32 24 16 Cu 18 48 48 48 42 28 Cu 22 76 76 76 76 54 Cu 28 125 125 125 124 107 Cu 35 195 195 195 195 194 Cu 42 290 290 290 290 289 Cu 54 497 497 497 496 496 Cu 6 4 4 3 2 1 Cu 8 8 8 8 6 4 Cu 10 14 14 14 13 9 Cu 12 20 20 20 20 14 Cu 15 35 35 35 35 30 Cu 18 53 53 53 53 52 Cu 22 83 83 83 83 82 Cu 28 137 137 136 136 136 Cu 35 210 210 210 210 210 Cu 42 310 310 310 310 310 Cu 54 540 540 540 540 540 kuva 4.3
Muovisten kaasuputkistojen kokotaulukko ja seinämän paksuudet (SDR 11) Nimelliskoko DN/ulkohalkaisija mm 16 20 25 32 40 50 63 75 90 110 125 140 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 500 560 630 Seinämän paksuus (minimi) mm 3,0 3,0 3,0 3,0 3,7 4,6 5,8 6,8 8,2 10,0 11,4 12,7 14,6 16,4 18,2 20,5 22,7 25,4 28,6 32,3 36,4 40,9 45,5 50,9 57,3 Värillä on korostettu yleisesti käytössä olevat putkikoot. kuva 4.4
Teräksiset kaasuputkistot Putkikoot ja seinämän pienin sallittu nimellispaksuus: nimellissuuruus ulkohalkaisija seinämän pienin sallittu nimellispaksuus ferriitiset teräkset ruostumattomat teräkset DN mm mm mm 15 21,3 2,0 2,0 20 26,9 2,3 2,0 25 33,7 2,6 2,0 32 42,4 2,6 2,0 40 48,3 2,6 2,0 50 60,3 2,9 2,0 65 76,1 2,9 2,0 80 88,9 3,2 2,5 100 114,3 3,6 2,5 125 139,7 4,0 3,0 150 168,3 4,5 3,0 200 219,1 5,0 3,5 250 273,0 5,6 4,0 300 323,9 6,3 kuva 4.5
Rakentamislupa ja tarkastus Käyttöpaine (bar ylipainetta) 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 Tarkastuslaitoksen tarkastus 20 25 32 40 50 65 80 100 125 Putkidimensio DN Ei rakentamislupaa eikä tarkastusta, jos käyttölaitteiden teho alle 1,2 MW kuva 4.6
Hyväksyttyjen kaasuasennusliikkeiden vastuuhenkilöiden pätevyysluokat Luokka Luokka A Laaja Luokka C Rajoitettu Luokka P Pienasennukset Pätevyys Nestekaasun asennus- ja huoltotyöt. Maakaasun käyttöputkiston ja käyttölaitteiden asennus- ja huoltotyöt Kaasumaisen nestekaasun putkistojen ja käyttölaitteiden asennus- ja huoltotyöt, kun käyttölaitteiden yhteinen nimellinen polttoaineteho on enintään 500 kw sekä kaikki nestekaasupulloasennukset. Maakaasun käyttöputkistojen ja käyttölaitteiden asennus- ja huoltotyöt, kun käyttölaitteiden yhteinen nimellinen polttoaineteho on enintään 500 kw. Nestekaasun kiinteät asennukset ja niihin liittyvät huoltotyöt, kun käyttölaitteistoon liitetyissä nestekaauspulloissa nestekaasun määrä on enintään 25 kg. kuva 4.7
Numero / ASENNUSLIIKKEEN TODISTUS MAAKAASUN KÄYTTÖPUTKISTON JA SIIHEN LIITETTYJEN KAASULAITTEIDEN ASENNUKSESTA TIEDOT KOHTEESTA: Lähiosoite: Postinumero: Postitoimipaikka: Yhteyshenkilö: Puhelinnumero: Laitteiston liitäntäteho kw: Asentaja: KOHTEEN KUVAUS: Asennusliikkeen vastuuhenkilönä vakuutan, että edellä yksilöity maakaasun käyttöputkisto ja siihen liitetyt kaasulaitteet on asennettu, koekäytetty ja koestettu voimassa olevien säädösten ja määräysten mukaisesti. Päiväys: Asennusliikkeen nimi: Vastuuhenkilön allekirjoitus: Nimenselvennys: kuva 4.8
Putkiston vähimmäispeitesyvyyksiä eräissä kohteissa Minimi- peitesyvyys, m Maasto tai erityiskohteet Viljellyt, viljelyskelpoiset tai kuivatettavat alueet... 1,20 Rautatien alitus maanpinnasta mitattuna... 1,35 Rautatien alitus ojan pohjasta mitattuna... 0,80 Moottori-, moottoriliikenne-, valta- ja kantateiden sekä muiden raskaasti liikennöityjen teiden ja katujen alitus... 1,35 Muiden teiden ja katujen alitus... 1,00 Teiden ja katujen alitus ojan pohjasta mitattuna... 0,80 Purojen ja ojien alitus niiden peratusta pohjasta mitattuna... 0,60 kuva 5.1
Kaasuputken asentaminen, suojaaminen ja merkitseminen lopputäyttö kaivumaalla tai soralla tai murskeella 0/32 mm merkintänauhat asfaltti n. 700 muut kaapelit min. 1000 500 500 min. 1000 suojalaatta tankkausaseman kaapelit ja niiden suojaputket kaasuputki kaasuputki 300 alkutäyttö hiekka, kivetön kaivumaa tai sora 0/20 mm asennusalusta hiekka suodatinkangas * salaojasora * * tarvittaessa 150 kaasuputket voidaaan suojata myös suojaputkilla kuva 5.2
Esimerkkejä maanalaisen, alle 4 barin kaasuputken vähimmäisetäisyyksistä ASUTTU TAI KOKOONTUMISEEN TARKOITETTU RAKENNUS 1m Merkintänauha Yhdensuuntainen kaapeli Risteävä kaapeli 0,1 m Kaasuputki 0,1 m Putki tai jokin muu ulkopuolinen rakenne, joka risteää kaasuputken kanssa Paineeton viemäri tai suljettu putkikanava, joka risteää kaasuputken kanssa 0,2m 0,3m Ilmaisinlanka 0,1m Peitesyvyys 0,8 tai 1,0 m 0,5 m Yhdensuuntainen paineeton viemäri tai suljettu putkikanava Kaasuputken kanssa yhdensuuntainen putki tai jokin muu ulkopuolinen rakenne 0,2 m 1m kuva 5.3
Kaasuliittymä, pv-laitteisto sisällä Apuvaroventtiilin ulospuhallusputki Yhdistetty suodatin, paineensäädin, turvasulku ja varoventtiili Läpivienti Sulkuventtiili Pääsulkuventtiili Määrämittaus 1m Muuntoliitin muovi/teräs Vaihtoehtoinen paikka pääsulkuventtiilille 1m kuva 7.3a (kuva 5.4) 1m Vaihtoehtoinen reitti Pääsulkuventtiili on sijoitettava vähintään 2m:n päähän rakennuksesta maan pintaan ulottuvalla karalla varustettuna.
Esimerkki muovisesta nousuputkesta ja sen rakenteesta 1 2 3 4 1 Korroosiosuojattu teräsputki 2 Pääsulkuventtiili 3 Muutoskappale 4 Korroosiosuojattu suojaputki 5 PE 100 -putki 6 Kulma > 0,2 m 5 6 kuva 5.5
Maakaasuputken johtaminen ulkoseinän läpi 3 5 1 1 Kaasuputki 2 Suojaputki 3 Tiivistysmassa 4 Joustava tiiviste tai tiivistysmassa 5 Mahdollinen täytemassa 4 2 kuva 5.6
Esimerkkejä sulkuventtiilien sijoittamisesta KL D D KL D KL Venttiilit Sisätiloissa oleva käyttöputkisto varustetaan kaasu käyttöön hyväksytyillä sulkuventtiileillä vähintään seuraavasti (kuva): Pääsulkuventtiili A A E C 00101001 D E KL D KL A ja B (KL = kaasulaite) a) sulkuventtiili kuhunkin asuntoon, teollisuustilaan tai niitä vastaavaan omaan huonetilaan tulevaan kaasuputkeen, jos tilassa on kaasulaitteita kaksi tai useampia. Venttiili sijoitetaan välittömästi putken sisääntulo läpiviennin jälkeen kuitenkin niin, ettei se sulje muihin tiloihin johtavaa kaasuputkistoa. b) sulkuventtiili ennen paineenvähennyslaitteistoa ja/tai kaasun määrämittaria, elleivät ne sijaitse samassa huonetilassa välittömästi kohdassa a) mainitun sulkuventtiilin jälkeen. c) sulkuventtiili paineenvähennyslaitteiston ja/tai määrämittarin jälkeen. Jos kaasulaitteita on vain yksi ja se sijaitsee samassa huonetilassa kuin paineensäädin tai määrämittari, venttiiliä ei tarvita. d) sulkuventtiili ennen kunkin kaasulaitteen liitäntää. e) lisäksi suositellaan linjasulkuventtiileitä pitkien haaraputkien alkuun. kuva 5.7
Esimerkki käyttöputkiston ja venttiileiden sijoittamisesta Kaasuputki räystään alla Kaapissa pikaliitin, jossa venttiili D D A B C E E E D D Pääsulkuventtiili kotelossa Kaasupistoke jossa venttiili D kuva 5.8
Merkintäpaalu 140 mm 60 mm 1 300 mm 1 300 mm ~1 000 mm Merkintäpaalu Maanpinta Apumerkintäpaalu Jakeluputkiston merkintäpaalu kuva 6.1
Merkintäkilpi 140 mm 1 2 Maakaasu 3 200 mm 60 mm 4 5 1 2 3 4 5 Maakaasu 85 mm Siirtoputkiston merkintäkilven koko on 200 mm x 140 mm. Jakeluputkiston merkintäkilven koko voi olla sama tai vaihtoehtoisesti pienempi, esimerkiksi 85 mm x 60 mm. Keltaiseen merkintäkilpeen tehdään mustin kirjaimin seuraavat merkinnät: 1. teksti Maakaasu tai Naturgas 2. putken nimelliskoko (esim. DN 500 tai PEH 110) 3. kilven sivupoikkeama putkesta metreinä, jos sitä ei voida sijoittaa suoraan putkilinjan kohdalle. Sivupoikkeama merkitään putken sijaintipuolelle. Jos kilpi sijoitetaan talon seinään, merkitään kilpeen putken kohtisuoraetäisyys merkintäkilvestä ja nuolella virtaussuunta. 4. kilven järjestysnumero ja/tai kilometrilukema, josta ilmenee merkin sijainti 5. putkiston käytöstä vastaavan toiminnanharjoittajan nimi ja puhelinnumero. Tarvittaessa kilpeen voi merkitä myös muita putken sijaintia ilmaisevia tietoja. kuva 6.2
300 mm Kaivukieltotaulu 1 2 3 Maakaasu Maankaivutyöt on kielletty 5 m lähempänä kaasuputkea ilman putkiston omistajan lupaa. 300 mm Kaivukieltotaulun koko on 300 mm x 300 mm. Kilpi on keltainen ja tekstin väri musta. Taulussa on 1. teksti MAAKAASU 2. kaivukieltoteksti 3. putkiston käytöstä vastaavan toiminnanharjoittajan nimi ja puhelinnumero. Jakeluputkistossa käytettävän kaivukieltotaulun mitat voivat olla pienemmät, esimerkiksi 150 mm x 200 mm. 300 mm 1 2 3 Maakaasu 300 mm kuva 6.3
Varoitusnauha 100 mm MAAKAASU MAAKAA kuva 6.4
Ilmaisutaulu vesistöjen alituksissa b MAAKAASU 500 mm a Vesistön alituksesta kertovan keltaisen ilmaisutaulun ohjemitat ovat vesistöalueen leveyden mukaan seuraavat: Vesialueen leveys m Taulun sivujen pituudet a x b mm alle 100 600 x 1 800 100-500 800 x 2 400 500-1 000 1 200 x 3 600 yli 1 000 1 600 x 4 800 Taulun tukipuissa on vuorotellen 500 mm pitkiä keltaisia ja mustia raitoja siten, että lähinnä taulua on keltainen raita. Ilmaisutaulun musta teksti on joko MAAKAASU tai NATURGAS ja tekstin koko riippuu taulun koosta seuraavasti: Taulun koko, mm Maakaasu, mm Naturgas, mm 600 x 1 800 400 x 1 600 400 x 1 570 800 x 2 400 600 x 2 130 600 x 2 090 1 200 x 3 600 800 x 3 200 800 x 3 140 1 600 x 4 800 1 100 x 4 260 1 100 x 4 190 kuva 6.5
Asemien tunnuskilvet 600 mm 600 mm MAAKAASUN PAINEENVÄHENNYSASEMA Nimi Omistajan nimi ja puhelinnumero 450 mm MAAKAASUN VENTTIILIASEMA Nro ja nimi Omistajan nimi ja puhelinnumero kuva 6.6
Asemien varoitus- ja kieltokilpi 600 mm RÄJÄHDYSVAARA! Tupakointi ja avotulenteko KIELLETTY Kipinänmuodostusta vältettävä 450 mm kuva 6.7
Paineenvähennysaseman pääsulkuventtiilin tunnuskilpi 350 mm MAAKAASU PÄÄSULKUVENTTIILI 210 mm kuva 6.8
Venttiilin tunnuskilpi 85 mm MAAKAASU 210 mm kuva 6.9
Ex-tilojen varoitusmerkki Ex Varoitusmerkki on kolmion muotoinen ja siinä on mustat kirjaimet, keltainen tausta ja musta reunus. Keltaisen osuuden on peitettävä ainakin 50 prosenttia merkin alasta. kuva 6.10
Esimerkki paineensäätö- ja määrämittaus laitteiden kytkennästä sekä varusteista 3 1 Pääsulkuventtiili PG teräs 1 2 5 PG 4 2 Sulkuventtiili 3 Paineensäätölaitteisto 4 Kaasumäärämittari (sis. mahdolliset paine- ja lämpötilamittaukset) 5 Tyhjennyshde 6 Mahdollinen ohituslaitteisto (sama turvalaitevarustus) muovi teräs tai muovi >1m kuva 7.1 6 1 Pääsulkuventtiili 2 Sulkuventtiili 3 Paineensäätölaitteisto 4 Kaasumäärämittari (sis. mahdolliset paine- ja lämpötilamittaukset) 5 Tyhjennyshde 6 Mahdollinen ohituslaitteisto (sama
Paineensäätöön liittyvät painekäsitteet p 1 = paineensäätimelle tulevan kaasun paine (tulopaine) Paine p 2 = p 22 = paineensäätimeltä lähtevän kaasun paine (säätöpaine) varasäätimen säätöpaine P 1 p 3 = turvasulkuventtiilin toimintapaine (sulkeutumispaine); p 31 aina, p 32 on harvinainen P 41 P 42 P 31 P 22 P2 p 4 = apuvaroventtiilin toimintapaine (avautumispaine); on joko suurempi (p 41 ) tai pienempi (p 42 ) kuin turvasulkuventtiilin sulkeutumispaine p 31 P 32 p 4 (p 41, p 42 ) p 1 p 2 (p 22 ) p 3 (p 31, p 32 ) kuva 7.2
Kaasuliittymä, pv-laitteisto sisällä Apuvaroventtiilin ulospuhallusputki Yhdistetty suodatin, paineensäädin, turvasulku ja varoventtiili Läpivienti Sulkuventtiili Pääsulkuventtiili Määrämittaus 1m Muuntoliitin muovi/teräs Vaihtoehtoinen paikka pääsulkuventtiilille 1m kuva 7.3a (kuva 5.4) 1m Vaihtoehtoinen reitti Pääsulkuventtiili on sijoitettava vähintään 2m:n päähän rakennuksesta maan pintaan ulottuvalla karalla varustettuna.
Kaasuliittymä, pv-laitteisto ulkona Läpivienti Sulkuventtiili Liittymäkotelossa: Pääsulkuventiili Suodatin Paineensäädin, turvasulku ja varoventtiili Määrämittaus 1 m Muuntoliitin muovi/teräs 1 m kuva 7.3b
Tekninen tila Kaasuputken vienti keittöön verholaudan alla 2100 (2400) 1800 (2100) 2200 Puhelin Antenni Palamisilma 1800 Tuloilma-aukko Poistoilmaaukko Sähkökeskus Lämmityskattila Lattiakaivo Vesimittari Maakaasumittari Paineensäätö- ja turvasulkuventtiili Oviaukko 900 x 2000 DN 25 DN 32 Pääsulkuventtiili kuva 7.4
Tulopaine enintään 1 bar, yksi turvalaite: turvasulkuventtiili tai varasäädin Turvasulkuventtiili ja paineensäädin Varasäädin ja paineensäädin kuva 7.5
Tulopaine 1 4 bar, yksi turvalaite ja apuvaroventtiili Turvasulkuventtiili, paineensäädin ja apuvaroventtiili Varasäädin, paineensäädin ja apuvaroventtiili kuva 7.6
Tulopaine 1 4 bar, kaksi turvalaitetta Kaksi turvasulkuventtiiliä ja paineensäädin Turvasulkuventtiili, varasäädin ja paineensäädin kuva 7.7
Tulopaine yli 4 bar, kaksi turvalaitetta ja apuvaroventtiili Kaksi turvasulkuventtiiliä, paineensäädin ja apuvaroventtiili kuva 7.8
Mitatun maakaasumäärän muuntaminen normaaliolotilaan p + 1,01325 bar 273,16 ºK 1 V n = Vx x x 1,01325 bar t + 273,16 K K V n = kaasumäärä normaaliolotilassa V = kaasumäärä mittausolotilassa p = mitattavan kaasun paine (ylipainetta) t = mitattavan kaasun lämpötila K = kokoonpuristuvuuskerroin p = 1 bar, K = 0,998 p = 4 bar, K = 0,991 kuva 8.1
CE-merkintä ja muut merkinnät CE-merkintä muodostuu kirjaimista "CE" oheisen kuvan mukaisesti: CE-merkintään liitetään tarkastuksesta ja valvonnasta vastaavan ilmoitetun tarkastuslaitoksen tunnusnumero. Kaasulaitteessa tai sen arvokilvessä on oltava CEmerkintä ja seuraavat tiedot: valmistajan nimi tai tunnus, kaasulaitteen kauppanimi, mahdollisen sähkösyötön tyyppi, laiteluokka, CE-merkin kiinnittämisvuoden kaksi viimeistä numeroa. Asennuksessa tarvittavat tiedot voidaan lisätä laitetyypin mukaisesti. Jos CE-merkintää pienennetään tai suurennetaan, on noudatettava edellä esitetyn kuvan mittasuhteita. CEmerkinnän osien on oltava samankorkuisia. Korkeuden tulee olla vähintään 5 mm. kuva 9.1
Atmosfääripoltin Poltinpää Sekoituskurkku Sytytyskärjet (tai sytytyspoltin) Polttimen ohjaus- ja valvontalaitteisto Sulkuventtii (magneettiventtiili) Paineensäädin Suodatin Painekytkin Sulkuventtiili Kaasu Ensiöilma Lisäilma Paloportit Kaasu kuva 9.2
Puhallinpoltin Puhallin Ilman säätöventtiili Kaasusuutin Patolevy, sekoitus Takaisinkiertovirtaus Palopää Ilman sisääntulo Kaasu Kaasun säätöventtiili kuva 9.3
Puhallinpolttimen vähimmäisvarustus 9 Kaasu PG 1 M1 2 3 4 10 M2 8 6, 10 7, 10 M3 10 PI 5 11 13 12 b) a) 1 Käsikäyttöinen sulkuventtiili 2 Painemittari 3 Suodatin 4 Paineensäädin 5 Kaasunpainekytkin 6 Sulkuventtiili 7 Säätöventtiili 8 Sytytyslaite 9 Liekinvalvontalaite 10 Esisäätölaite 11 Puhaltimen valvontalaite 12 Ilmavirtauksen alarajakytkin 13 Ilmavirtauksen ylärajakytkin M1 Tulopaineen mittauspiste M2 Säätöpaineen mittauspiste M3 Poltinpään mittauspiste a) Vähimmäisvarustus typpitestausta varten b) Polttimen varustus kuva 9.4
Erillisellä sytytyspolttimella varustetun kaasupolttimen varustus PG PI L 4 5a 7a 7b PG PG PI L 1 2 3 4 3 5a 5b 6a 6b 10 PI H 11 8 14 13 9 SW PI 15 12 L 1 Pääsulkuventtiili 2 Suodatin 3 Painemittausliitäntä 4 Paineensäädin (tarvittaessa) 5 a, b Kaasunpainekytkimet 6 a, b Pääkaasun sulkuventtiilit 7 a, b Sytytyskaasun sulkuventtiilit 8 Liekinvalvontalaitteisto 9 Sytytyslaitteisto 10 Tehonsäätöventtiili (kaasu) 11 Palamisilman säätö- ja ohjauslaitteisto 12 Palamisilman minimipainekytkin (puhaltimen valvontalaite) 13 Pääpoltin 14 Sytytyspoltin 15 Polttimen mahdollinen asentokytkin kuva 9.5
Automaattisten sulkuventtiilien varustus ja tiiviysluokat Polttoaineteho Esituuletuksella Ilman esituuletusta kw Pääkaasu Sytytyskaasu Pääkaasu Sytytyskaasu 10 % >10 % 10% >10 % 70 2 x B B *) 2 x B 2 x A tai A **) 2 x A 2 x B + VIP > 70 1200 2 x A 2 x A 2 x A 2 x A + VP 2 x A 2 x A 1200 2 x A + VP 2 x A 2 x A 2 x A + VP 2 x A 2 x A VP = venttiilien tiiviydentestausjärjestelmä *) Kolmannen kaasuryhmän kaasuille: vaaditaan 2 kpl B-luokan venttiiliä **) Kolmannen kaasuryhmän kaasuille: vaaditaan 2 kpl A-luokan venttiiliä kuva 9.6
Automaattinen tiiviydentestausjärjestelmä 1 2 4 Automaattinen vuodonilmaisinlaitteisto (3) käsittää automaattisten sulkuventtiilien (1 ja 2) väliin asennetun pienen kompressorin, joka paineistaa kasupolttimen esituuletuksen aikana suljettuna olevaa venttiilien välistä tilaa. Jos paineistus onnistuu, venttiilit ovat tiiviitä ja kaikki on kunnossa. Ohjelmayksikkö (4) sallii polttimen käynnistämisen. 3 kuva 9.7
Kaasupolttimien maksimikäynnistystehot ja varmuusajat 1 Pääpoltin 2 Pääpolttimen suora sytytys täydellä teholla 3 Pääpolttimen suora sytytys vähennetyllä teholla 4 Pääpolttimen suora sytytys vähennetyllä teholla ja erillisellä sytytyskaasusyötöllä 5 Pääpolttimensytytys erillisellä sytytyspolttimella Sytytyspolttimen sytytys Pääpolttimen sytytys Teho Q n kw Teho Q s kw s Teho Q s kw s Teho Q s kw Varmuusaika Varmuusaika Varmuusaika s Teho Q s kw Ensimmäinen varmuusaika s Teho Q s kw Toinen varmuusaika s 70 Q n 5 Q n 5 Q n 5 0,1 Q n 5 Q n 5 > 70 120 Q n 3 Q n 3 Q n 3 Q n 3 Q n 3 > 120 Ei sallittu 120 kw tai t s x Q s 100 0,1 Q n 3 120 kw tai t s x Q s 150 (max t s = 5 s) (max t s = 5 s) Q n = polttimen maksimipolttoaineteho (kw) Q s = maksimikäynnistysteho esitettynä % Q n t s = varmuusaika (s) kuva 9.8
Pääpolttimen sytytys täydellä teholla V1 V1 1 2 V1 = Pääkaasun sulkuventtiili t s t s = Varmuusaika 1 = Sytytys 2 = Pääpoltin kuva 9.9
Pääpolttimen suora sytytys vähennetyllä teholla V1 V1A t s 1 2 V1 = Pääkaasun sulkuventtiili V1A = Pääkaasun hitaasti aukeava sulkuventtiili 1 = Sytytys 2 = Pääpoltin kuva 9.10
Pääpolttimen suora sytytys vähennetyllä teholla ja erillisellä sytytyskaasulla V1 V1 SGV 1 3 t s1 t s2 2 V1 = Pääkaasun sulkuventtiili SGV = Sytytyskaasun sulkuventtiili t s1 t s2 = Ensimmäinen varmuusaika = Toinen varmuusaika 1 = Sytytys 2 = Pääpoltin 3 = Sytytyskaasu kuva 9.11
Pääpolttimen systytys erillisellä sytytyspolttimella V1 V1 V1 = Pääkaasun sulkuventtiili PV PV 1 4 2 PV t s1 t s2 = Sytytyspolttimen sulkuventtiili = Ensimmäinen varmuusaika = Toinen varmuusaika 1 = Sytytys 2 = Pääpoltin t s1 t s2 4 = Sytytyspoltin kuva 9.12
Liekkielektrodi tai valokenno liekinilmaisimena QRE QRE QRA... a) b) Kaasupolttimien sähköisenä liekinilmaisimena käytetään liekkielektrodia a), tai ultraviolettiputkea b). Liekkielektrodin kautta muodostuu liekin ionisaatioon perustuva virtapiiri, joka vahvistettuna pitää auki sulkuventtiilejä (liekkirelettä). UV-putkessa puolestaan liekin lähettämä säteily ionisoi putkessa olevan kaasun, jolloin siitä tulee sähköä johtava virtapiiri. kuva 9.13
Kaasupolttimien tehosäädön vaihtoehdot P On Off On Off P High Low On Off P Liukuva High Low On Off P Moduloiva On Off kuva 9.14
Esimerkki mekaanisesta kaasu-ilmasuhteen säädöstä Kaasu M Tehonsäädön toimilaite Palamisilma kuva 9.15
Esimerkki pneumaattisesta kaasu-ilmasuhteen säädöstä PG PG PI L P L PI L M Tehoa säädetään palamisilmaa kuristamalla moottoriventtiilin M avulla. Kaasumäärää säätää puolestaan kaasuputkeen sijoitettu kuristusventtiili ilmanpaineen avulla, impulssilinja P L. kuva 9.16
Esimerkki sähköisestä kaasu-ilmasuhteen säädöstä G M Ohjausyksikkö M G Portaattomasti säätyvä puhallinpoltin, jossa kummallakin, sekä kaasulla, että palamisilmalla on oma moottoriventtiili. Venttiileja ohjaa sähköisesti ohjausyksikkö. Järjestelmään on helposti lisättävissä jatkuva korjausviesti esimerkikisi savukaasujen happijäännöksestä. kuva 9.17
Kaasupolttimen suutinvirtaus ja siihen vaikuttavat tekijät Ilmaa Kaasua = Poltinteho Kun kaasupolttimen ilmamäärä = Suuttimen halkaisija = Suutinvakio = Kaasuvirtauksen paine-ero = Ilman tiheys = Kaasun lämpöarvo = Kaasun tiheys halutaan eri kaasulaaduilla pitää vakiona, pitää myös polttimen energiavirran (= kaasutehon) säilyä vakiona. Suuttimen läpi virtaava energiavirta (= teho) saadaan Bernoull n yhtälön mukaisesti: suutintekijä paineerotekijä virtaavaa kaasua kuvaava tekijä = Kaasun suhteellinen tiheys kuva 9.18
Maakaasun ja propani-ilma seoskaasun polttoteknisiä ominaisuuksia Maakaasu Koostumus CH 4 > 98 % N 2 < 1% CxH y < 1 % Seoskaasu C3H 8 53,6% C 4 H 10 2,8 % ilma 43 % Tiheys kg/m n 3 0,72 1,71 Suhteellinen tiheys 0,56 1,325 Lämpöarvot H MJ/m3 brutto n 39,9 58,0 H MJ/m3 netto n 36,0 53,4 Wobbe-arvo Wo MJ/m3 brutto n 53,0 50,4 Seoskaasun Wobbe-arvo on tarkoituksella vajaat 5 % pienempi kuin maakaasun vastaava. Huomattavaa on, että seoskaasun lämpöarvo on n. puolitoistakertainen maakaasuun verrattuna. Seoskaasun tiheys on ilman tiheyttä suurempi. kuva 9.19
Esimerkki maakaasua käyttävän lämpökeskuksen laitesijoittelusta Sisäpiippu KAASULAITTEET Poistoilmapuhallin Vanha tiilipiippu 1. Sulkuventtiili 2. Suodatin Pääsulkuventtiili Muoviputki 1 6 4 4 7 5 1 3 1 2 8 9 10 Ekonomaiseri 3. Paineensäädin, turvasulkuventtiili sekä apuvaroventtiili 4. Painemittari 5. Lämpömittari 6. Ulospuhallusventtiili tai yhde 7. Kaasumäärämittari 8. Joustava putki Teräsputki Lämmityskattila 9. Kaasuventtiilit Ilman sisääntuloaukko 10.Sytytyskaasuventtiili Kaasupoltin kuva 10.1
Palamisilman sisääntuloaukko Suositeltava sijoitus As Aukon A s vaihtoehtoinen sijoitus < 1,8m P As Aukon A s vapaan poikkipinnan koon pitää olla vähintään seuraava: A s = 1,3 P ik [cm 2 ] jossa As on palamisilman sisääntuloaukon pinta-ala, cm 2 P ik on kaasulaitteen teho, kw on kaasupolttimen ilmakerroin kuva 10.2
Esimerkki usean kaasulaitteen liittämisestä savuhormiin Kaasulaite Kaasulaite Kaasulaite Kaasulaite kuva 10.3
Kaasulaitteisiin liitettäviä elementtirakenteisia teräksisiä savuhormeja kuva 10.4
Tiilisen savuhormin varustaminen eristetyllä sisäpiipulla Savuhormit Vanhat savuhormit suositellaan poikkeuksetta vuorattavaksi ruostumattomalla savupiipulla kattilalle saakka. Sisäpiippu on varustettava vedenpoistolla. Maakaasukattila Vesitys esim. lattiakaivoon Lattiakaivo kuva 10.5
Suljettu järjestelmä kuva 10.6
Suljetun järjestelmän läpivienti H L L Suljetun järjestelmän läpivienti Taulukossa ja kuvassa on määritelty läpiviennin etäisyydet oveen (ei koske teknisen tilan ovea), avattavaan ikkunaan, ilmastointikanavaan tai muuhun vastaavaan aukkoon. Etäisyys H läpiviennin alapuolella olevaan aukkoon voi olla kolmasosa taulukon H arvoista, kuitenkin vähintään 0,5 m. Laitteen teho Etäisyys Etäisyys P H L kw m m P 3 1 0,5 3<P 6 1,5 0,5 6<P 11 2 0,75 11< P 17 2,5 0,75 17<P 25 3 1 P>25 0,6 P 0,2 P kuva 10.7
Maakaasun käyttöön ja käsittelyyn liittyvät tyypilliset vaaralähteet - maanalaisen maakaasuputkiston tyypillisiä vaaralähteitä ovat mm. a) maanrakennustyöt, maankaivu, paalutus, pohjatutkimus, räjäytystyöt läheisyydessä b) putkea ympäröivän maan liike, painumat, routa c) ympäröivien rakenteiden kuten tiealitusten, rakennusten, suojaputkien, haaroitusten, eristelaippojen, maanpintaan ulottuvien rakenteiden (venttiilien) aiheuttamat epäjatkuvuuskohdat d) korroosio, eristyksen vaurioituminen, putkea ympäröivä sopimaton maa-aines, eristeelle tai varsinaiselle putkelle sopimaton kemikaali e) materiaali tai asennusvirheet, erityisesti käytössä olevaan putkeen tehtävät lisäykset f) ilman merkintää tai puutteellisesti merkittyyn käytössä olevaan putkeen tehtävät muutokset, lisäykset (tunnistaminen) g) putkiston merkintöjen, merkintänauhojen ja kaapeleiden katoaminen h) kaasuvuoto, jota ei pystytä nopeasti paikallistamaan tai sulkemaan. kuva 11.1