Propangas Druckerhöhung

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1 Propangas Druckerhöhung Sicherheitsseminar SBAV Bearbeitet von : Quellen : Kurt Boppart div. Herstellerangaben div. Gashersteller C. Schultz Recherchen im Internet

2 Inhaltsübersicht : - Wozu brauchen wir genügend Druck im Gassystem? - Druck-/Temperaturdiagramm - Auswirkungen und Gefahren - Eigenschaften von Butan - Eigenschaften von Propan - Druck erhöhen durch Erwärmen - Druck erhöhen durch Gas aufpressen - Druckabnahme in den Behältern a) bei erwärmten Behältern b) bei aufgepressten Behältern - Vor- /Nachteile der beiden Methoden - Herstellervorschriften - Empfehlungen - Fragen

3 Wozu brauchen wir genügend Druck im Gassystem? Es gibt nur eine Antwort auf diese Frage : Brennerleistung! Diese hängt angenähert proportional mit dem Flüssiggasdruck zusammen. Minimaldrücke für Brenner sind von allen Herstellern spezifiziert und müssen eingehalten werden. Bei zu geringem Brennerdruck besteht auch eine gewisse Gefahr dass die Verdampferspiralen wegen zu kleinem Gasdurchsatz ausgeglüht werden. Zur Erinnerung : Der Minimaldruck ist bei den meisten Brennertypen bei etwa 3 bar festgelegt. Das entspricht einer Propangastemperatur von ca. - 6 C.

4 min. Gastemperatur min. Gastemperatur Druck-/Temperaturdiagramm min. Brennerdruck - 6 C 36 C

5 Auswirkungen und Gefahren Abnehmende Brennerleistung und höhere Betriebsmassen (mehr mögliche Zuladung im Winter) führen zu grösserer Trägheit des Ballons. Durch das Auskühlen der Behälter in der kalten Umgebung sinken Temperatur und Druck weiter ab. Durch das Entnehmen von Flüssigpropan sinkt die Gastemperatur und damit auch der Druck im Behälter weiter ab. Bei Masterflaschen sinkt die Gastemperatur durch die Verdampfungswärme bei der Gasentnahme noch stärker. Der durch die verschiedenen Einflüsse reduzierte Gasdruck wirkt sich speziell in der Landephase negativ aus!

6 Eigenschaften von Butan : Energieinhalt : Butan : kwh/kg Benzin : 12.1 kwh/kg Dichte (verflüssigt) : Butan kg/l Benzin : 0.74 kg/l Dichte (gasförmig) : Butan kg/m 3 Luft : kg/m 3 Volumenvergrösserung bei der Verdampfung : Faktor 260 C 4 H 10 Druckerhöhung im geschlossenen System : Siedepunkt : 7 bar/ K C

7 Eigenschaften von Propan : Energieinhalt : Propan : kwh/kg Benzin : 12.1 kwh/kg Dichte (verflüssigt) : Propan kg/l Benzin : 0.74 kg/l Dichte (gasförmig) : Propan kg/m 3 Luft : kg/m 3 C 3 H 8 Volumenvergrösserung bei der Verdampfung : Faktor 260 Druckerhöhung im geschlossenen System : 7 bar/ K Siedepunkt : C

8 Druck erhöhen durch Erwärmen : Behälter ins warme Wasserbad stellen (max. 35 C) + schnelle Wärmeübertragung - Behälter auspacken - warmes Wasser organisieren Behälter auf Raumtemperatur bringen (Belüftung, ex-schutz) + keine grossen Umstände + Ganzes System (inkl. Hänger) kann erwärmt werden - Explosionsgefahr in geschlossenen Räumen - Prozess geht nur sehr langsam (Wärmeübertragung)

9 Druck erhöhen durch Gas aufpressen Mit Stickstoff (N 2 ) + kostengünstig, effizient + Inertgas, ungefährliche Handhabung - Masterflaschen dürfen nicht aufgepresst werden - Behälter muss für N 2 zugelassen sein Mit Methan (CH4), Ethan (C 2 H 6 ) oder Erdgas + Masterflaschen können aufgepresst werden - Behälter muss explizit für CH 4 zugelassen sein - Hohe Temperatur-Ausdehnungsrate

10 Druckabnahme in den Behältern a) bei erwärmten Behältern Temperaturabsenkung: Slave-Behälter, z.b. VA 50 ca. 11 C in 4h oder ca. 2 bar Master-Behälter, z.b.va 50 ca. 18 C in 4h oder ca. 4 bar Das Gas kann kälter als die Umgebungstemperatur werden! b) bei aufgepressten Behältern Druckabnahme (Annahme auf 8 bar aufgepresst) : nach ca. 13% Flüssiggasentnahme um 50% oder ca. 4 bar nach ca. 50% Flüssiggasentnahme um 90% oder ca. 7 bar Aufgepresste Behälter fallen relativ schnell im Druck ab!

11 Vor- / Nachteile der beiden Methoden a) Flaschen erwärmen : - keine weiteren Hilfsmittel notwendig - es werden keine zu hohen Drücke erreicht - Flaschendruck nimmt nur mit der Gastemperatur ab - schont die Dichtungen - umständliches Verfahren - zeitaufwändiges Verfahren - Druckabnahme ist abhängig von der Aussentemperatur - Temperaturabnahme bei längeren Fahrten (Druckabfall)

12 Vor- / Nachteile der beiden Methoden b) Flaschen mit Gas aufdrücken : - Temperaturunabhängige Druckerhöhung - Druckerhöhung kann einfach eingestellt werden (kontrollierbar) - Zeitliche Unabhängigkeit zwischen Aufpressen und Nutzung - Druckerhöhung lässt während dem Betrieb stark nach - Verwendung von Stickstoff ist nur auf Slave-Flaschen zulässig - Vorrichtung (N 2 -Flasche, Druckreduzierventil) notwendig - nicht benutzte/entleerte Flaschen müssen entspannt werden (Herstellervorschrift) - Behälter muss vom Hersteller für die Druckerhöhung mit dem jeweiligen Gas zugelassen sein

13 Herstellervorschriften (FM) Alle Behälter sind grundsätzlich für Propan und Butan zugelassen. Cameron Brennerdruck min 3 bar max 15 bar (stat. Drücke) Behälter aufwärmen OK bis 35 C Aufpressen mit : N 2 max. 10 bar bei sofortigem Gebrauch sonst 7 bar nicht bei Masterbehälter Behälter bei Nichtgebrauch wieder entlasten Aufpressen mit : Erdgas CH 4 (Methan) C 2 H 6 (Ethan) nicht erlaubt Bewilligung wurde nur für einzelne Projekte erteilt (arktischer Einsatz) Kubicek min 3 bar max 12 bar (stat. Drücke) keine max.temperaturangabe Behälter nicht mit Flamme heizen Behälter nicht in die Sonne stellen max. 12 bar Pilotflamme kann ausfallen Druck fällt stark mit Füllstand nicht erwähnt im FM Schröder min 3 bar max 10 bar (stat. Drücke) OK bis 30 C max. 7 bar nicht bei Masterbehälter Behälter nach Winterperiode entlasten CH 4 wird praktiziert Ist aber nicht offiziell zugelassen! Ultramagic min 3 bar max 10 bar (dyn. Drücke) nicht speziell erwähnt im FM max. 12 bar nicht bei Masterbehälter Behälter bei Nichtgebrauch wieder entlasten nicht erwähnt im FM

14 Empfehlungen Meines Erachtens ist die Methode des Aufwärmens der Behälter die elegantere, diese wird auch mehr oder weniger von allen Herstellern empfohlen. Ideal ist, wenn der ganze Hänger über 12 h in einem gut belüfteten und geheizten Raum aufgewärmt werden kann. Wird mit Stickstoff aufgepresst, so ist darauf zu achten, dass nur Slave-Behälter aufgedrückt werden. Aufgedrückte Behälter sollen nach der Winterperiode wieder entlastet werden. Gase die vom Hersteller nicht ausdrücklich zugelassen sind, würde ich auf keinen Fall verwenden!

15 Fragen? Zu Fragen die nicht ad hoc beantwortet werden können, finden Sie die Antwort in den nächsten Wochen auf der homepage vom SBAV.