Grundlagen der Gastechnik

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1 Grundlagen der Gastechnik Gasbeschaffung - Gasverteilung - Gasverwendung von Günter Cerbe 1. Auflage Hanser München 2008 Verlag C.H. Beck im Internet: ISBN Zu Leseprobe schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG

2 Günter Cerbe Grundlagen der Gastechnik Gasbeschaffung - Gasverteilung - Gasverwendung ISBN-10: ISBN-13: Inhaltsverzeichnis Weitere Informationen oder Bestellungen unter sowie im Buchhandel.

3 Inhaltsverzeichnis Geleitwort zur siebten Auflage Vorwort zur siebten Auflage Die Autoren Sponsoren Verzeichnis der Tafeln Brenngase im Energiemarkt; Vorkommen, Gewinnung und Aufbereitung Brenngasarten nach Herkunft und Entstehung Gasaufkommen, Verbrauch, Reserven Erdgas Lagerstätten, Aufsuche und Förderung Aufbereitung Transport LNG Biomasse Herkunft und Nutzung von Biomasse Eigenschaften der Gase aus Biomasse Biogase Grundlagen der Vergärung Verunreinigungen im Biogas und deren Wirkungen Anlagenkonzepte Biogas aus landwirtschaftlichen Anlagen Klärgas Deponiegas Ressourcen, Perspektiven und Erfahrungen Anforderungen an die Eigenschaften der Biogase aus der nachfolgenden Nutzung Dezentrale Anlagen Úffentliche Gasversorgung Synthesegas aus fossilen und regenerativen Quellen Entgasung Vergasung Vergasung schwerer Kohlenwasserstoffe Vergasung von Kohle Thermische Vergasung von Biomasse Schwachgas Flüssiggas Wasserstoff Gas als Brennstoff im Fahrzeugbetrieb Eigenschaften und Austausch von Brenngasen Gaszustand Bezugszustände, Mengenangaben Ideales und reales Verhalten Gasgemische Verflüssigte Gase Gaskennwerte

4 XIV Inhaltsverzeichnis Brennwert und Heizwert Dichte und relative Dichte Gasdruck Wobbeindex Gasmodul und Primärluftverhältnis Methanzahl Zündverhalten Wärmekapazität,Viskosität Stoffwerte nichtbrennbarer Gase Einteilung der Brenngase> Einteilungskriterien Gasfamilien Prüfgase Regenerativ erzeugte Gase Austausch und Zusatz von Gasen Umstellung und Anpassung von Gasanlagen Umstellung von Gasanlagen Anpassung der Gasgeräte Verbrennung der Gase Verbrennungsvorgang Verbrennungsrechnung Verbrennungskontrolle Messmethode Verbrennungsdreiecke Berechnungsmethoden Theoretische Verbrennungstemperatur Verluste und Wirkungsgrade Verluste bei Gasgeräten Feuerungstechnischer Wirkungsgrad Gesamtwirkungsgrad Wandverlustwirkungsgrad Teillastwirkungsgrad Abgastaupunkt Rohrnetzberechnung Ermittlung des Spitzenvolumenstromes Strömungstechnische Grundlagen Allgemeines Strömungsformen Reibung und Rauigkeit Einzelwiderstände Auftrieb Gesamtdruckdifferenz bei der Gasfortleitung Strömungsgeschwindigkeit Druckverlustberechnung Raumveränderliche Fortleitung bei realem Verhalten Raumveränderliche Fortleitung ohne Berücksichtigung des realen Verhaltens

5 Inhaltsverzeichnis XV Raumbeständige Fortleitung Ûberschlägige Druckverlustberechnung Rohrnetze Netzformen Begriffe und Gesetzmäßigkeiten Berechnungsverfahren Einsatz von EDV-Anlagen Gastransport Gasverteilung Gasleitungen Planung von Gasleitungen Grundbegriffe, Vorschriften Trassierung, Wegerecht Zeitplan Aufbau von Gasrohrnetzen Bauteile des Gasrohrnetzes Rohrwanddickenberechnung bei Stahlrohren Bau von Gasleitungen Rohrgrabenarbeiten Rohrverlegungsarbeiten Korrosionsschutz von Stahlrohrleitungen Gas-Hausanschluss Betrieb von Gasleitungen und Gasrohrnetzen Inbetriebnahme neuverlegter Leitungen Außerbetriebnahme von Leitungen Rohrnetzüberwachung Bereitschaftsdienst/Rufdienst Rohrnetzinstandhaltung Gas-Druckregelanlagen (GDR), Gas-Druckregel- und Messanlagen (GDRM) Planung, Bau und Betrieb von GDR und GDRM Grundbegriffe, Vorschriften Arten und Bauausführung von GDR und GDRM Aufbau von GDR bzw. GDRM, Baugruppen, Bauteile Instandhaltung von GDR bzw. GDRM Gasmengenmessung Messverfahren Eichpflicht der Gasmessung Thermische Gasabrechnung Mess- und Fernwirktechnik Odorierung Grundsätzliches Odoriermittel Erforderliche Odoriermittelzugabe Hinweise Verdichter-Anlagen Verdichter in Gastransportleitungen Verdichter in Speicher- und Verteilungsanlagen Gasentspannungsanlagen Thermodynamische Grundlagen Anlagenauslegung

6 XVI Inhaltsverzeichnis 5.5 Netzsteuerung Transportkosten Ausgleich der Verbrauchsspitzen Untertage-Speicherung Porenspeicher Kavernenspeicher Niederdruckspeicherung Scheibengasbehälter Rollmembranbehälter Hochdruckspeicherung Kugelgasbehälter Röhrenspeicher Speicherleitung Speicher für verflüssigtes Erdgas (LNG) Gasdarbietung durch Zusatzgase Grenzen der Zumischung Ausführung der Zumischanlagen Einsatzbereiche von Spitzendeckungsmaßnahmen Gasbrenner Einteilung und Anforderungen Grundlegende Zusammenhänge Freistrahl Berechnung der Luftansaugung bei Injektorbrennern Ausdehnung der Flamme und Flammenstabilisierung Vormischbrenner Diffusionsbrenner Schadstoffbildung in Gasfeuerungen Ausrüstung von Gasbrennern Zündeinrichtung Regelung der Brennerleistung Sicherheitsabsperrarmaturen Gasdruckregel- und Ûberwachungseinrichtungen Funktionskontrolleinrichtung für das Gebläse Flammenüberwachungseinrichtungen Zündsicherungen Sonstige Mess- und Sicherheitseinrichtungen Beispiele für Gasbrenner in Heizungsanlagen Gasgeräte in Haushalt und Gewerbe Ûbersicht und Einführung Gesetzliche Grundlagen Geräteeinteilung und Kennzeichnung Gesetze, Verordnungen und Normen Gasgeräte-Richtlinie Energieeinsparverordnung 2007 (EnEV 2007) Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen (1. BImSchV) Das Umweltzeichen Blauer Engel des Umweltbundesamtes (Berlin) 336

7 Inhaltsverzeichnis XVII 8.3 Funktion und Anwendungsgebiete der Gasgeräte Koch-, Wasch-, Trocknungs- und Kühleinrichtungen Gaswasserheizer und Vorratswasserheizer Gaswasserheizer Vorratswasserheizer Geräteausführungen Gasheizkessel Schallschutz Abgasklappen Brennwertnutzung bei Gasgeräten Gasheizgeräteohne Warmwasser als Wärmeträger Kraft-Wä rme-kopplungsanlagen Brennstoffzellen Funktionsprinzip Brennstoffzellen Typen und Anwendungsmöglichkeiten Sicherheitstechnische Anforderungen; Entwicklungspotenzial Lastberechnung und Auslegung Wasserheizer Umlaufwasserheizer Kombiwasserheizer Heizkessel Heizstrahler Gaswärmepumpen Jahresgasverbrauch Jahresgasverbrauch der Wasserheizer Jahresgasverbrauch der Gas-Zentralheizung Gasinstallationen in Gebäuden und auf Grundstücken Allgemeine Grundlagen Voraussetzungen für die Ausführung von Gasanlagen Leitungsanlagen Rohre Form- und Verbindungsteile sowie sonstige Bauteile Rohrverbindungen Korrosionsschutz Erstellen von Leitungsanlagen Allgemeines Außenleitungen Innenleitungen Verwahren der Leitungsanlagen Arbeiten an in Betrieb befindlichen Leitungen Aufstellen, Umtauschen und Abnehmen von Gaszählern Sicherheits- und Regeleinrichtungen Entfernen von Leitungsanlagen Gaströmungswächter Schutz gegen Eingriffe Unbefugter Auswahl von Gasströmungswächtern Bemessung von Leitungsanlagen für Gase der 2. Gasfamilie Allgemeine Festlegungen Tabellenverfahren

8 XVIII Inhaltsverzeichnis Ûbersicht über die Arbeitsschritte Ermittlung der Nennbelastung Druckverlust durch steigende oder fallende Leitungen Druckverlust-Tabellen Berechnungslänge der Teilstrecke l R und Druckverlust aus Einzelwiderständen Auswahl und Druckverlust der Rohre und Bauteile Sonderfälle Gasströmungswächter (GS) Diagrammverfahren Anwendung des Diagrammverfahrens für metallene Leitungen Anwendung des Diagrammverfahrens für Kunststoffleitungen Berechnung von Leitungsanlagen für Flüssiggas Anschluss von Gasgeräten und Gasflaschen Anschluss von Gasgeräten Anschluss von Gasflaschen Aufstellung von Gasgeräten Grundlegende Festlegungen Begriffe und Gasgerätebezeichnungen Begriffe Gasgerätebezeichnungen Bedingungen für die Aufstellung von Gasgeräten Grundsätzliches Unzulässige Räume für die Aufstellung von Gasgeräten Bedingungen für raumluftabhängige GeräteArt B bei mechanischer Raumluftabsaugung Bedingungen für GasgeräteArt B 1 und B 4 bei der Aufstellung in Wohnungen und vergleichbaren Nutzungseinheiten Bedingungen für nicht leitungsgebundene Flüssiggas-Geräte und Gas-Durchlaufwasserheizer Schutz der Gasgeräteund der Leitungsanlage gegen thermische Beanspruchungen (z. B. Brandeinwirkung) Zusätzliche Bedingungen für Flüssiggas-Geräte Abstände der GasgerätezuBauteilen aus brennbaren Baustoffen Bedingungen für die Aufstellung von Gasgeräten Art A, hier Gas-Haushaltskochgeräte Bedingungen für den Anfahrzustand von Gasgeräten Art B 1 und B 4 P mit Strömungssicherung sowie mit einer Gesamtnennwärmeleistung Q _ NL 35 kw und für die Verbrennungsluftversorgung von raumluftabhängigen Gasgeräten Art B Bedingungen für den Anfahrzustand Bedingungen für die Verbrennungsluftversorgung von raumluftabhängigen Gasgeräten Art Bmit einer Gesamtnennwärmeleistung P _Q NL 35 kw Bedingungen für den Anfahrzustand der Gasgerätemit Strömungssicherung und die Verbrennungsluftversorgung von raumluftabhängigen Gasgeräten Art Bmit einer Gesamtnennwärmeleistung P _Q NL > 35 kw

9 Inhaltsverzeichnis XIX Zusätzliche Bedingungen für die Aufstellung von raumluftunabhängigen Gasgeräten Art C Grundsätzliches Bestimmungen für GasgeräteArt C 1 mit horizontaler Verbrennungsluftzu- und Abgasabführung durch die Außenwand Bestimmungen für GasgeräteArt C 3 mit Verbrennungsluftzuund Abgasabführung senkrecht über Dach Bestimmungen für GasgeräteArt C 4 mit Verbrennungsluftzu- und Abgasabführung zum Anschluss an ein Luft-Abgas-System (LAS) Verschiedenes Zusätzliche Bestimmungen bei der Aufstellung von gewerblich und industriell genutzten Gasgeräten Abgasabführung von Gasgeräten Art B Grundsätzliches Abgasanlagen: Anforderungen, Planung, Ausführung und Berechnung Abgasabführung über Abgasanlagen Abgasabführung über Lüftungsanlagen Verbindungsstücke (Abgasrohre) Querschnitt Ausführung Führung Abgasabführung aus raumluftunabhängigen Gasgeräten Prüfung von Innen- und Außenleitungen Prüfungsvoraussetzungen und Dokumentation Prüfmedien Temperaturausgleich Prüfungsdurchführungen Prüfung gemäß DVGW-TRGI für neu verlegte Leitungen Prüfung gemäß DVGW-TRGI für vorhandene Innenleitungen Prüfung gemäß DVGW-TRGI für Anschlüsse und Verbindungen mit Betriebsdrücken bis 1bar Prüfung gemäß TRF Inbetriebnahme und Funktionsprüfungen von Gasanlagen Einlassen des Gases Einstellen und Funktionsprüfung der Gasgeräte Funktionsprüfung der Abgasanlage raumluftabhängiger GasgeräteArt B 1 und B 4 mit Strömungssicherung Unterrichtung des Anlagenbetreibers Unterhaltung der Gasanlagen in Gebäuden Flüssiggaslagerung Allgemeines Aufstellung von Flüssiggas-Druckbehältern in Brennstofflagerräumen Aufstellung von Flüssiggas-Druckbehälter im Freien Aufstellung von Flüssiggasflaschen in Wohnungen Regel- und Sicherheitsarmaturen zwischen Flüssiggas-Druckbehälter im Freien und der Gasanlage im Gebäude

10 XX Inhaltsverzeichnis 10 Marketing und Gasbezugsplanung Marketing Marktforschung Absatzplanung Preispolitik Preisgestaltung/Preisvergleich Sonderverträge Bezugsvertrag Gasgrundversorgungsverordnung GasGVV vom 26. Oktober Rückblick auf die alte AVBGasV Neuregelung durch die GasGVV Ønderungen im Einzelnen Niederdruckanschlussverordnung NDAV vom 1. November Ûbersicht Baukostenzuschuss Netzanschlusskosten Konzessionsverträge Planung des Gasbezuges und der Rohrnetzleistung Gesetzmäßigkeiten des Gasabsatzes Transportkapazität und Netzauslastung Ausbauplanung Netzzugang Systematik der Kapazitätsvergabe Kapazitätsmodelle Entgeltmodelle Vergabeverfahren Nutzung von Netzkapazitäten Transport Speicherung Verteilung Lastprofile Emissionen, Immissionen; Brenn- und Abgasanalytik Ausstoß von Luftschadstoffen und klimawirksamen Gasen Allgemeines Luftschadstoffe Klimawirksamkeit von Spurengasen Emissionen, Immissionen Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) Quantitative Kennzeichnung von Emissionen und Immissionen Massenbilanzen Emissionen Immissionen Messwertbeurteilung Brenngasanalytik Gaschromatographie Gaskalorimeter Gasdichtewaage

11 Inhaltsverzeichnis XXI Gaswarneinrichtungen Prüfröhrchen Messen von Emissionen und Immissionen Lichtabsorptionsverfahren Sauerstoffbestimmung Chemolumineszenz Nasschemische Verfahren Elektrochemische Zellen Kondensate Kondensatanfall und Kondensatinhaltsstoffe Neutralisationsanlage Sicherheit im Gasfach Einführung in das Thema Allgemeine Erläuterung des Sicherheitsbegriffes Definition Schaden Definition Risiko Definition Sicherheit Psychologische Aspekte der Sicherheit Rechtliche Grundlagen Sicherheitsanforderungen in Gesetzen, Verordnungen und Technischen Regeln Gesetze und Verordnungen Rechtliche Bedeutung von Gesetzen und Verordnungen Sicherheitsrelevante Gesetze für den Bereich der Gasversorgung Sicherheitsrelevante Verordnungen für den Bereich der Gasversorgung Technische Regeln Rechtliche Bedeutung von Technischen Regeln DVGW-Regelwerk Gas Normenwerk des DIN Deutsches Institut für Normung (DIN-Normen) Normenwerk des Europäischen Komitees für Normung CEN Erstellung der Europäischen Normen EN Unternehmensinterne Festlegungen Maßnahmen zur Erhöhung der Sicherheit Maßnahmenselektion durch Schadensanalyse Technische Maßnahmen Qualifizierungsmaßnahmen Organisatorische Maßnahmen Die Schaden- und Unfallstatistik Gas des DVGW Arbeitssicherheit Begriffsbestimmungen Rechtliche Grundlagen Innerbetriebliche Zuständigkeiten für die Arbeitssicherheit Maßnahmen zur Erhöhung der Arbeitssicherheit Technische Maßnahmen Qualifizierungsmaßnahmen Organisatorische Maßnahmen

12 XXII Inhaltsverzeichnis 13 Anhang Lösungsergebnisse der Aufgaben Schrifttum Formelzeichen Abkürzungen Wiederholung häufig gebrauchter Tafeln Sachwortverzeichnis