-
Verfahren und Vorrichtung zur abschnittsweisen Umstellung eines dem
Gastransport oder der Gasversorgung dienenden Rohrleitungsnetzes von Stadtgas auf
Erdgas Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur abschnittsweisen
Umstellung eines dem Gastransport oder der Gasversorgung dienenden Rohrleitungsnetzes
von Stadtgas auf Erdgas. Derartige Leitungsnetze sind beispielsweise das Gasnetz
für die öffentliche Gasversorgung in einer Stadt, das Gasnetz in einem Industrieunternehmen
zur Versorgung der einzelnen Betriebe und Anlagen oder ein Ferngasnetz zum Transport
von Gas über weite Entfernungen und zur Versorgung von Städten und Industrien, die
weit vom Herstellungsort des Gases entfernt liegen. Unter »Stadtgas« sollen hier
und im folgenden alle aus lesten, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen künstlich
hergestellten Gase mit einem oberen Heizwert von etwa 4000 bis 5000 kcal/NmS verstanden
werden. Zu diesen Gasen gehören beispielsweise die durch Destillation aus Kohle
gewonnenen Gase, wie z. B. das Kokereigas, oder beispielsweise Gase, die durch Vergasung
von Kohle oder Mineralölprodukten, aus Restgasen von Raffinerien oder als Spaltgase
aus Erdgas, Flüssiggas oder Benzin gewonnen werden. Unter »Erdgas« sollen hier und
im folgenden alle aus natürlichen Gaslagerstätten gewonnenen und überwiegend aus
Methan bestehenden Gase verstanden werden, deren oberer Heizwert von Natur her oder
nach einer Aufbereitung des Gases, z. B. nach einer Abtrennung von Kohlensäure oder
höheren Kohlenwasserstoffen wie Propan und Butan, zwischen etwa 8000 und 10000 kcallNm5
liegt.
-
Die Umstellung eines Gasnetzes von Stadtgas auf Erdgas ist eine bekannte
Maßnahme, die z. B. dann durchgeführt wird, wenn durch die Erschließung neuer Erdgasvorkommen
oder durch den Bau einer neuen Fernleitung der Bezug von Erdgas ermöglicht werden
kann und hierdurch die bisherige Gasversorgung verbessert und/oder verbilligt werden
kann.
-
So ist beispielsweise in Städten oder in Industrieunternehmen mit
eigener Gaserzeugung aus Kohle der Gasabsatz durch die vorhandene Kapazität der
Gaserzeugungsanlagen und des Rohrleitungsnetzes begrenzt, und vielfach bedürfen
ältere Anlagen einer Modernisierung. Die Eigenerzeugung ist relativ teuer, wenn
das Gas das Hauptprodukt ist und wenn für den erzeugten Koks kein regelmäßiger und
preisgünstiger Absatz vorhanden ist. Besondere Schwierigkeiten bereitet die Deckung
des Spitzenbedarfs, der durch hohen Gasverbrauch zu bestimmten Tageszeiten und Jahreszeiten
auftritt und durch eine nur begrenzt mögliche Speicherung von Gas nicht ausgeglichen
werden kann, so daß zur Deckung der Bedarfsspitzen eine zusätzliche Kapazität der
Anlagen benötigt wird, die nicht voll ausgenutzt werden kann.
-
Alle diese Probleme können bei der Umstellung auf Erdgas entfallen,
das in steigenden Mengen preisgünstig zur Verfügung steht, so daß mit der Umstellung
auf Erdgas häufig der Gaspreis gesenkt werden kann. Infolge des höheren Heizwertes
des Erdgases ist mit der Umstellung eines Gasnetzes auf Erdgas eine starke Erhöhung
der Kapazität des Rohrleitungsnetzes verbunden, so daß der Gasabsatz wesentlich
gesteigert werden kann, ohne daß die Verlegung neuer, größerer Rohrleitungen erforderlich
wird.
-
Diese Vorteile sind derart groß, daß bereits in relativ kurzer Zeit
der Kapital aufwand ausgeglichen wird, der von dem Gasversorgungsunternehmen bzw.
dem Industrieunternehmen zur Deckung der Arbeits- und Materialkosten für die Umstellung
der Gasgeräte bei den Gasverbrauchern getragen werden muß.
-
Die vorgenannte Umstellung der Gasgeräte ist erforderlich, da Stadtgas
und Erdgas nicht gegeneinander austauschbar sind. Dies soll im folgenden unter Verwendung
der in der nachstehenden Tabelle 1 definierten Bezeichnungen erläutert werden.
-
Tabelle 1 Ho = oberer Heizwert (Verbrennungswärme) in kcal/Nm3.
-
(Wo im folgenden kurz von »Heizwert« gesprochen wird, ist zimmer
der »obere Heizwert« gemeint).
-
1 NmS Gas = 1 ms Gas mit einer Temperatur von 0° C und einem Druck
von 760 mm Quecksilbersäule.
dv = Dichte eines Gases, bezogen auf
Luft, spezifisches Gewicht des Gases spezifisches Gewicht der Luft -Wobbezahl =
Durch Mischen zweier Gase mit einem unterschiedlichen Heizwert Ho läßt sich leicht
ein Gasgemisch mit jedem beliebigen Heizwert einstellen, der zwischen den Heizwerten
der beiden Gase liegt, indem man die beiden Komponenten des Gemisches in einem entsprechenden
Verhältnis miteinander mischt. Verwendet man in einem Gasgerät also ein Gas A mit
einem bestimmten Heizwert, so kann man ohne weiteres in der vorgenannten Weise aus
einem anderen Gas B mit einem höheren Heizwert und aus einem dritten Gas C mit einem
geringeren Heizwert ein Gasgemisch B + C herstellen, das den gleichen
Heizwert wie
das Gas A besitzt. Dies allein genügt aber noch nicht, um das Gasgemisch B + C an
Stelle des Gases A in dem Gasgerät verwenden zu können.
-
Hierzu ist außer einer gleichen Verbrennungswärme Ho auch noch ein
gleiches Dichteverhältnis dv und damit eine gleiche Wobbezahl erforderlich. Die
Gleichheit der Wobbezahl bildet sonach die wichtigste Voraussetzung für die Austauschbarkeit
eines Gases gegen ein anderes Gas. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Gasgeräte
auf ein Gas mit bestimmten Eigenschaften, insbesondere mit einer bestimmten Verbrennungswärme
Ho und mit einem bestimmten Dichteverhältnis dv, abgestimmt sind.
-
Von diesen Normen gehen auch die Richtlinien der Internationalen Gas-Union
für die Prüfung der Gasgeräte aus. In der nachstehenden Tabelle 2 sind als Beispiele
für ein Koksofengas und für ein Erdgas zwei in der Gasversorgung übliche Gastypen
mit ihren Werten angegeben.
-
Tabelle 2
| Ho | dv | Wobbezahl |
| Koksofengas . | 4650 (12 O/o) 0,42 (10,025) 7200 (1350) |
| Erdgas . . . | 8600 (+ 120) | (1120) 0,630 (10,030) 10840 (+
250) |
Die Tabelle zeigt, daß das Koksofengas und das Erdgas nicht austauschbar sind. Bei
der Umstellung eines Gasnetzes von Stadtgas auf Erdgas müssen daher die Brenner
der Gasgeräte erneutert oder umgebaut werden, oder es müssen die Geräte ausgetauscht
werden.
-
Diese Umstellung von Gasnetzen, z. B. in einer Großstadt oder in
einem größeren Industriebetrieb, nimmt eine relativ lange Zeit in Anspruch, häufig
mehrere Monate oder sogar mehrere Jahre, und wird bisher in folgender Weise durchgeführt.
Von der Einspeisungsstelle ausgehend, an der das Stadtgas in das Gasnetz eingespeist
wird, ist in der Regel das Rohrleitungsnetz mit zunehmender Entfernung mehr und
mehr verzweigt, wobei der Durchmesser der Rohre von den Hauptleitungen bis zu den
entferntesten Netzabschnitten hin abnimmt. Die Umstellung bedient nun an den entferntesten
Abschnitten bzw. an den Enden des Rohrleitungsnetzes, d. h. entgegen der bisherigen
Gasflußrichtung. Ein relativ kleiner Netzabschnitt, in den eine innerhalb weniger
Tage umstellbare Anzahl von Verbrauchern bzw. Geräten angeschlossen ist, wird gegen
das übrige Gasnetz abgesperrt, in den Netzabschnitt wird nun das Erdgas eingespeist,
und die angeschlossenen Gasgeräte werden so schnell wie möglich umgestellt. Hierzu
ist es nun im allgemeinen aber erforderlich, eine Hilfsleitung mit allen dazugehörigen
Meß- und Regelorganen und eventuell mit Abzweigen zu verlegen und aufzubauen, um
das Erdgas den umgestellten Netzabschnitten zuführen zu können. In dieser Weise
wird abschnittsweise ein Netzabschnitt nach dem anderen umgestellt, wobei darauf
geachtet werden muß, daß während der ganzen Umstellungszeit eine ausreichende Belieferung
der Gasverbraucher entweder mit dem einen oder mit dem anderen Gas sichergestellt
ist. Nach erfolgter Umstellung des gesamtes Gasnetzes erfolgt dann die Einspeisung
des Erdgases im allgemeinen an der ursprünglichen Einspeisungsstelle für das Stadtgas,
da an dieser Stelle nicht nur alle üblichen und notwendigen Meß-,
Regel-, Steuer-
und Überwachungseinrichtungen für das Netz vorhanden sind, sondern außerdem im allgemeinen
auch von dieser Stelle die Hauptverteilungsleitungen ausgehen, die sich mit zunehmender
Entfernung immer mehr verzweigen und deren Querschnitt sich entsprechend der abnehmenden
Durchflußmenge verengt. Damit wird zumindest ein Teil der vorgenannten, für die
Umstellung verlegten Hilfsleitungen nebst den installierten Meß- und Regelanlagen
überflüssig. Die Verlegung der lediglich für die Zeit der Umstellung benötigten
Hilfsleitungen mit den zugehörigen Meß- und Regelanlagen erfordert also einen außerordentlich
hohen und dabei äußerst unwirtschaftlichen Kostenaufwand. Dies um so mehr, als die
Hilfsleitungen und die zugehörigen Anlagen so bemessen werden müssen, daß die Durchflußkapazität
für die maximalen Verbrauchsmengen des gesamten umzustellenden Netzes ausreicht,
wobei diese Kapazität bei der meist jahrelang dauernden, abschnittsweisen Umstellung
erst kurz vor der Beendigung der Umstellung benötigt wird.
-
In Städten, Industrieanlagen und auf anderen bebauten Geländen stößt
die Verlegung von Hilfsleitungen überdies nicht nur auf größte Schwierigkeiten,
sondern es entstehen durch das Aufreißen von Straßen u. dgl. auch noch erhebliche
zusätzliche Kosten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
hierfür geeignete Vorrichtung zur Umstellung eines Gasnetzes von Stadtgas auf Erdgas
zu schaffen, durch das die nur zeitweise benötigten Hilfsleitungen und damit die
Kosten für diese Hilfsleitungen, die Kosten für deren Verlegung, die mit der Verlegung
verbundenen Schwierigkeiten und die Kosten für nur zeitweise benötigte Meß-, Regel-,
Steuer- und Überwachungseinrichtungen vermieden werden. Weiterhin hat sich die Erfindung
die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch die
in denkbar einfachster Weise und mit geringsten Kosten die abschnittsweise Umstellung
des Gasnetzes erfolgen kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in erster Linie dadurch gelöst,
daß während der Dauer der Umstellung des Leftungsnetzes im Bereich des Übergangs
von einem noch nicht umgestellten Netzabschnitt zu einem bereits umgestellten Netzabschnitt
mittels einer ortsungebundenen Mischanlage ein mit dem Erdgas austauschbares, in
Heizwert, Dichte und Wobbezahl dem Erdgas innerhalb zulässiger Toleranzen entsprechendes
Hilfsgas aus Propan und/oder Butan und aus dem nicht umgestellten Netzabschnitt
entnommenem Stadtgas hergestellt und in den umgestellten Netzabschnitt eingespeist
wird; hierbei wird eventuell dem Hilfsgas zur Korrektur von Heizwert, Dichte und
Wobbezahl ein weiteres Gas, vorzugsweise Luft, beigemischt. Die letztgenannte Eventualmaßnahme
kann bei gewissen Erdgasen in Betracht kommen, z. B. bei Erdgasen mit einem hohen
Gehalt an Stickstoff und/oder CO2, bei denen es unter Umständen Schwierigkeiten
bereiten kann, allein durch die Mischung von Stadtgas mit Propan und/ oder Butan
ein austauschbares Hilfsgas herzustellen, d. h. ein Hilfsgas, dessen Heizwert, Dichte
und Wobbezahl innerhalb zulässiger Toleranzen von dem Erdgas abweichen. In weiterer
Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung kann in solchen Fällen dem Hilfsgas
zur Korrektur von Heizwert, Dichte und Wobbezahl ein weiteres Gas beigemischt werden,
wobei vorzugsweise in denkbar einfachster und billigster Weise als Korrekturgas
Luft verwendet wird, die von der Mischanlage aus der freien Atmosphäre angesaugt
werden kann.
-
Bei der Spitzendeckung in der Versorgung mit Stadtgas ist es bekannt,
Luft, Generatorgas oder Wassergas in der Weise als Trägergas für ein Flüssiggas
zu venvenden, daß das Trägergas mit Flüssiggas gemischt wird, und das aus dem Trägergas
und dem Flüssiggas bestehende Gemisch wird zur Deckung der Bedarfsspitze in das
Stadtgasnetz zur Streckung des Stadtgases eingespeist; hierbei ist es aber bekannt,
daß das Zusatzgas doch noch so stark vom Stadtgas abweicht, daß es dem Stadtgas
nur in sehr geringer Menge zugesetzt werden kann, da anderenfalls die verbrennungstechnischen
Eigenschaften des Stadtgases unzulässig über die vorgeschriebenen Grenzen hinaus
verändert werden würden. Es wird also nicht unter Verwendung des Stadtgases ein
mit Erdgas austauschbares Gas erzeugt, und es wird daher die der Erfindung zugrunde
liegende Aufgabenstellung nicht einmal berührt. Es wird lediglich zur Streckung
des Stadtgases ein Gasgemisch hergestellt, das mangels Übereinstimmung in Heizwert,
Dichte und Wobbezahl nicht einmal mit dem Stadtgas austauschbar ist. Die Anwendung
der vorgenannten Maßnahme, d. h. die Verwendung eines Zusatzgases aus einem Gemisch
von Flüssiggas und Luft, ist ferner auch bekannt zur Deckung von Bedarfsspitzen
in der Versorgung mit Naturgas. Hierfür gelten die vorstehenden Ausführungen gleichermaßen,
denn auch dieses Zusatzgas ist mit dem Naturgas (Erdgas) nicht austauschbar und
kann daher bekanntlich zu dessen Streckung allenfalls in beschränktem Maße zugesetzt
werden. Die bekannten Maßnahmen befassen sich sonach wieder mit der der Erfindung
zugrunde liegenden Aufgabenstellung, noch können aus ihnen Anregungen zur Lösung
dieser Aufgabenstellung entnommen werden.
-
Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es, eine in ihrem Aufbau
denkbar einfache, relativ
billige und kleine, ortsungebundene Mischanlage, z. B.
eine fahrbare Mischanlage, im Bereich des Überganges von einem noch nicht umgestellten
Netzabschnitt zu einem bereits umgestellen Netzabschnitt aufzubauen, d. h. an der
Stelle, an der in den umgestellten Netz abschnitt das Gas mit höherem Heizwert eingespeist
werden soll. Sobald ein Netzabschnitt umgestellt worden ist, kann die Mischanlage
schnell und einfach zur nächsten Übergangsstelle gefahren werden. Die Mischanlage
benötigt keinerlei Hilfsleitungen, denn sie kann das zur Herstellung des Hilfsgases
verwendete Stadtgas unmittelbar aus dem noch nicht umgestellten Netz entnehmen und
das Hilfsgas unmittelbar in den umgestellten Netzabschnitt einspeisen, wie unten
an Hand der Zeichnung näher erläutert werden wird. Das zur Herstellung des Hilfsgases
verwendete Propan und/oder Butan kann als Flüssiggas unmittelbar aus einem Vorratsbehälter
entnommen werden, wie gleichfalls unten noch näher erläutert werden wird.
-
Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung zeigt die
nachstehende Tabelle 3. Ein Gasnetz, das mit dem in Ziffer (1) der Tabelle 3 angegebenen
Koksofengas betrieben wird, soll auf das in Ziffer (2) der Tabelle angegebene Erdgas
umgestellt werden. Die Mischanlage wird mit einem Flüssiggas aus Propan und Butan
in dem in Ziffer (3) der Tabelle angegebenen Mischungsverhältnis betrieben.
-
Aus dem Koksofengas nach Ziffer (1) und dem Flüssiggas nach Ziffer
(3) wird in der Mischanlage ein Gasgemisch nach Ziffer (4) der Tabelle als Hilfsgas
hergestellt und in den umgestellten Netzabschnitt eingespeist. Bei einer zulässigen
Toleranz im Heizwert von 1200 und in der Wobbezahl von +500 sind das Erdgas nach
Ziffer (2) mit Ho = 8403 und Wobbezahl = 10 450 und das Hilfsgas nach Ziffer (4)
mit Ho = 8600 und Wobbezahl = 10 800 gegeneinander austauschbar, so daß die umgestellten
Gasgeräte zunächst mit dem Hilfsgas und später mit dem Erdgas betrieben werden können.
-
Tabelle 3 (1) Koksofengas 10,0 Volumprozent N2 Ho = 4650 kcal/Nms
0,5 Volumprozent °2 dv = 0,40 6,0 Volumprozent CO Wobbezahl = 7350 2,3 Volumprozent
CO2 54,0 Volumprozent H2 25,0 Volumprozent CH4 2,2 Volumprozent CnHrn (höhere Kohlenwasserstoffe)
(2) Erdgas 81,3 Volumprozent CH4 Ho = 8403 kcal/Nm3 2,9 Volumprozent C2H6 dv = 0,644
0,4 Volumprozent C3Hs Wobbezahl = 10 450 0,1 Volumprozent C,H,, 0,1 Volumprozent
C5H12 14,4 Volumprozent N2 0,8 Volumprozent CO2
(3) Flüssiggas Gemisch:
50 Gewichtsprozent Propan + 50 Gewichtsprozent Butan = 57,28 Volumprozent Propan
+ 42,72 Volumprozent Butan
| Ho dv Wobbe |
| zahl |
| Propan (C3H8) 24320 1,562 19450 |
| Butan (C4Hto) zu zu 32010 2,09 22140 |
| Obiges Propan-Butan- |
| Gemisch 27603 1,775 20 750 |
(4) Hilfsgas Gemisch: 82,8 Volumprozent Koksofengas + 17,2 Volumprozent (39,47 kg)
Flüssiggas 8,3 Volumprozent N2 Ho = 8600 kcal/Nm3 0,4 Volumprozent O2 dv = 0,6340
5,0 Volumprozent CO WobbezahI = 10800 1,9 Volumprozent CO2 44,7 Volumprozent H2
20,7 Volumprozent CH4 9,9 Volumprozent C3H5 7,3 Volumprozent C4Hto 1,8 Volumprozent
CnHrn Bei gewissen Erdgasen, z. B. bei Erdgasen mit einem hohen Gehalt an Stickstoff
und/oder CO2, kann es unter Umständen Schwierigkeiten bereiten, allein durch die
Mischung von Stadtgas mit Propan und/oder Butan ein austauschbares Hilfsgas herzustellen,
d. h. ein Hilfsgas, dessen Heizwert, Dichte und Wobbezahl innerhalb zulässiger Toleranzen
von dem Erdgas abweichen. In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung
kann in solchen Fällen dem Hilfsgas zur Korrektur von Heizwert, Dichte und Wobbezahl
ein weiteres Gas beigemischt werden, wobei vorzugsweise in denkbar einfachster und
billigster Weise als Korrekturgas Luft verwendet wird, die von der Mischanlage aus
der freien Atmosphäre angesaugt werden kann.
-
Als Beispiel für die Umstellung eines Gasnetzes soll nachstehend
die Umstellung der Gasversorgung einer Stadt von Koksofengas auf Erdgas dargestellt
werden. Eine Großstadt von 500000 Einwohnern soll unter Zugrundelegung eines Heizwertes
Ho = 4300 kcal/Nm3 einen Gasverbrauch von 100 bis 150 Millionen Nm3 pro Jahre an
Koksofengas haben. Unter Zugrundelegung von 6000 Benutzungsstunden pro Jahr ergibt
sich daraus ein stündlicher Gasverbrauch von 16700 bis 25000 Nm3. Der Tagesverbrauch
soll je nach der Jahreszeit zwischen 370000 und 600 000 Nm3 schwanken. (Die vorgenannten
Zahlenangaben beruhen auf Erfahrungswerten.) Das Erdgas, auf das die Gasversorgung
umzustellen ist, soll einen Heizwert von Ho = 8600 kcal/ Nm3 besitzen. Dem maximalen
Tagesverbrauch von 600 000 Nm3 Koksofengas mit Ho = 4300 entsprechen also 300 000
Nm3 Erdgas mit Ho = 8600. Zur
Herstellung des Hilfsgases soll ein Propan-Butan-Gemisch
nach Ziffer (3) der obigen Tabelle 3 verwendet werden. Zur Herstellung eines mit
dem Erdgas austauschbaren Hilfsgases aus dem vorgenannten Koksofengas und aus dem
vorgenannten Propan-Butan-Gemisch werden pro 100 Nms Hilfsgas 18,45 Volumprozent
= 42,4 kg Propan-Butan-Gemisch benötigt. Zur Herstellung von 300 000 Nms Hilfsgas
sind sonach 127 t Propan-Butan-Gemisch pro Tag erforderlich. Dies ist der Inhalt
von nur sechs üblichen Kesselwagen, wobei zu beachten ist, daß diese Menge erst
unmittelbar vor Beendigung der Umstellung benötigt wird, d. h. wenn praktisch die
ganze Stadt umgestellt ist und mit Hilfsgas versorgt wird, so daß nunmehr Erdgas
in das Gasnetz eingespeist werden kann, und ferner ist die vorgenannte Menge auch
nur dann erforderlich, wenn der vorgenannte Zeitpunkt der Beendigung der Umstellung
in den Winter als der Zeit mit dem höchsten Gasverbrauch fällt. Die vorgenannte
Menge an Propan-Butan-Gemisch ist also nur unter ungünstigsten Bedingungen erforderlich
und ist während der weitaus größten Zeit der Umstellung ganz erheblich geringer.
-
Propan und Butan lassen sich bekanntlich noch bei niedrigen Drücken
verflüssigen und daher selbst bei sommerlichen Außentemperaturen als Flüssiggas
transportieren und speichern. Beispielsweise genügt zur Verflüssigung von Propan
bei 250 C ein Druck von etwa 10 atü, wobei etwa 250 Nm3 gasförmiges Propan zu 1
ms flüssigem Propan mit einem Heizwert von etwa 6 Millionen kcal verdichtet werden.
-
Durch die Verflüssigung von Propan und Butan lassen sich also enorme
Wärmemengen in außerordentlich kleinen Behältern einfach und wirtschaftlich transportieren
und speichern. Beide Flüssiggase fallen bei der Erdölverarbeitung in den Erdölraffinerien
in großen Mengen preisgünstig an. In vielen Erdgasgebieten können diese Flüssiggase
bei der Erdgasförderung als sogenanntes Erdgaskondensat aus dem sogenannten nassen
Erdgas gewonnen werden. Die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlichen Flüssiggase
stehen daher in ausreichenden Mengen und zu außerordentlich günstigen Preisen zur
Verfügung.
-
Mit dem Verfahren nach der Erfindung werden außer der Einsparung,
die durch den Fortfall der bisher notwendigen und nur kurze Zeit genutzten Hilfsleitungen
erzielt werden, auch noch die folgenden, weiteren Vorteile gegenüber der bisher
üblichen Umstellungsmethode erreicht.
-
In der Regel muß das Erdgas durch eine Ferngasleitung über oftmals
sehr weite Entfernungen an das umzustellende Gasnetz, z. B. einer Stadt, herangeführt
werden. Erst wenn diese Arbeiten beendet waren, die eine lange Zeit erfordern, konnte
mit der Umstellung des Gasnetzes begonnen werden, da man ja in die umgestellten
Netzabschnitte bereits das Erdgas einspeisen mußte. Da die Umstellung des Gasnetzes
bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vom Erdgas unabhängig ist, kann mit
der Umstellung bereits frühzeitiger begonnen werden, und die Umstellung des Gasnetzes
sowie der Bau der Ferngasleitung können nebeneinander herlaufen und so aufeinander
abgestimmt werden, daß beide Arbeiten gleichzeitig beendet werden und das Gasnetz
nach beendeter Umstellung mit Erdgas gespeist werden kann.
-
Durch die Verwendung einer beliebigen Anzahl ortsungebundener Mischanlagen
zur Erzeugung von Hilfsgas kann die Umstellung eines Gasnetzes wesentlich schneller
und reibungsloser vorgenommen werden als bisher, da z. B. bei der Umstellung eines
umfangreichen, weit verzweigten Stadtgasnetzes gleichzeitig an mehreren Abschnitten
oder Bezirken mit der Umstellung begonnen werden kann. Die umgestellten kleineren
Netzabschnitte können dabei zunächst durch kleine Mischanlagen mit Hilfsgas versorgt
werden, und sobald ein größerer, zusammenhängender Netzabschnitt umgestellt ist,
kann dieser von einer größeren Mischanlage gespeist werden, so daß die kleineren
Mischanlagen wieder zur Umstellung weiterer Netzabschnitte frei werden.
-
Eine besonders große Bedeutung besitzt das Verfahren nach der Erfindung
für die Umstellung von Fernleitungsnetzen, die mehrere 100 bis mehrere 1000 km lang
sind und zahlreiche Abzweigungen zur Belieferung von städtischen Gasnetzen oder
industriellen Großabnehmern aufweisen. Bei der Umstellung eines solchen Ferngasnetzes
müßte nach der bisherigen Umstellungsmethode unter Umständen eine mehrere 100 oder
gar 1000 km lange Hilfsleitung gebaut werden, deren Kosten derart hoch sind, daß
sie nur wirtschaftlich sind, wenn die Hilfsleitung nach der Umstellung des Ferngasnetzes
weiterhin zum Gastransport benutzt werden kann, d. h., wenn die Transportkapazität
des Ferngasnetzes voll ausgenutzt war und eine sehr erhebliche Erhöhung des Gasabsatzes
erwartet werden kann. Diese Voraussetzung wird aber nur in den seltensten Fällen
erfüllt, da der Heizwert von Erdgas etwa doppelt so hoch ist wie der Heizwert von
Stadtgas und infolgedessen durch eine von Stadtgas auf Erdgas umgestellte Felngasleitung
automatisch etwa die 1,Sfache Wärmemenge transportiert werden kann, so daß der Verbrauch
der Abnehmer sich praktisch verdreifachen müßte, um auch eine parallel zur Ferngasleitung
verlegte Hilfsleitung voll ausnutzen zu können. Durch Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann auch in diesem Fall auf den Bau einer Hilfsleitung vollständig verzichtet
werden. Bei Ferngasnetzen, die stark verzweigt sind und miteinander vermascht sind,
so daß das Netz Ringleitungen aufweist, kann man eine von der Ringleitung abzweigende
Leitung nach der anderen umstellen und die Ringleitung in der einen Richtung mit
Stadtgas und in der anderen Richtung mit Erdgas speisen, um die Zahl der erforderlichen
Mischanlagen zur Versorgung ganzer Stadtnetze oder Industriebetriebe zu beschränken.
-
Besondere Schwierigkeiten treten bei der Umstellung großer Industriewerke
mit zahlreichen Verwendungsstellen für Gas auf, bei denen im Dauerbetrieb gearbeitet
wird. Ohne die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wäre es zur Durchführung
der Umstellung nötig, entweder alle gasverbrauchenden Betriebe stillzusetzen, die
Brennereinrichtungen bzw.
-
Verbrauchs geräte umzubauen oder auszutauschen und dann mit dem Erdgas
den Betrieb wieder aufzunehmen. Eine derartige zeitweise Stillegung von Betrieben
ist aber aus technischen und wirtschaftlichen Gründen nur in Ausnahmefällen möglich.
-
Man müßte daher ein provisorisches Gasverteilungsnetz für das Erdgas
verlegen, was aber außerordentlich große Schwierigkeiten bereitet, da z. B. in einem
Hüttenwerk oder in einem Stahlwerk Bahnlinien und mit schweren Transportfahrzeugen
befahrene Wege
gekreuzt sowie Gebäude und andere Werksanlagen umgangen werden müßten.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können diese Beeinträchtigungen des Betriebs
vermieden und die durch die Umstellung bedingten Ausfallzeiten für die Änderung
der Verbrauchs einrichtungen auf ein Minimum reduziert werden. Ferner ist es möglich,
die Umstellung langsam und schrittweise vorzunehmen, so daß bei mehreren gleichartigen
Gasverbrauchseinrichtungen zunächst an einer dieser Einrichtungen die günstigsten
Betriebsbedingungen, wie z. B. die Einstellung der Brenner, erprobt werden können,
bevor die übrigen Einrichtungen umgestellt werden.
-
Soll ein Gasnetz, z. B. ein Stadtgasnetz, in absehbarer Zeit umgestellt
werden, und erlaubt der Leitungsquerschnitt des Gasnetzes oder eines Netzabschnitts
keine Erhöhung der transportierten Gasmenge, so daß die Kapazität erschöpft ist,
dann kann vorzeitig dieses Gasnetz bzw. dieser Netzabschnitt umgestellt und nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfsgas beliefert werden, bis die volle Umstellung
auf Erdgas durchgeführt ist. Auf diese Weise ist eine Erhöhung der Kapazität des
betreffenden Netzes oder Netzteils und eine Steigerung der Gaslieferungen durch
Belieferung mit einem heizwertreicheren Gas möglich, so daß durch den Bau oder die
Erschließung neuer Wohngebiete oder Industrieanlagen entstandene Verbraucher schon
vorzeitig, d. h. vor der Umstellung des gesamten Gasnetzes auf Erdgas, mit Gas beliefert
werden können.
-
Stadtgasnetze werden üblicherweise mit einem Druck von beispielsweise
80 bis 100 mm Wassersäule betrieben. Bei der Umstellung auf Erdgas muß der Druck
üblicherweise z. B. auf 200 bis 300 mm Wassersäule erhöht werden, um eine einwandfreie
Arbeitsweise der Gasverbrauchsgeräte sicherzustellen. Die insbesondere bei älteren
Leitungsnetzen vorhandenen geringfügigen Undichtigkeiten, die praktisch nicht lokalisierbar
sind und bei den bei Stadtgas angewendeten geringeren Drücken unerheblich sind,
können bei einer Druckerhöhung auf die bei Erdgas üblichen Drücke zu unwirtschaftlichen
und auch aus anderen Gründen nicht mehr tragbaren Gasverlusten führen. Das Verfahren
nach der Erfindung ermöglicht es, vor der Umstellung eines größeren Versorgungsgebietes,
wie z. B. einer ganzen Stadt, zunächst ein eng begrenztes Gebiet umzustellen, um
über die zu erwartenden Gasverluste und über den Umfang der erforderlichen Maßnahmen
zur Vermeidung dieser Gasverluste und zur Vermeidung der mit ihnen verbundenen Gefahren
zunächst brauchbare Erfahrungen und Unterlagen zu gewinnen, indem man den umgestellten
kleinen Netz abschnitt über eine längere Zeit sorgfältig überwacht und kontrolliert.
In dem kleinen Netzabschnitt auftretende Schäden können dabei umgehend behoben werden.
-
Daraus lassen sich die Kosten und Arbeiten abschätzen, die bei der
Umstellung des gesamten Netzes zu erwarten sind.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach
der Erfindung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt.
Die Vorrichtung besteht in einer ortsungebundenen Mischanlage mit einem fahrbaren
Wagen 1, auf dem zwei Druckflaschen 2 und 3 als Vorratsbehälter für das Flüssiggas
Propan, Butan oder Pro pan-Butan-Gemisch angeordnet sind, von denen jeweils eine
Druckflasche in Benutzung ist. Die beiden
Druckfiaschen 2 und 3
sind über Ventile 4, 5, 6 und 7 mit einem Verdampfer 8 verbunden, der bei Bedarf,
z. B. bei niedriger Temperatur der Außenluft, beheizt werden kann und zu diesem
Zweck mit einer elektrischen Heizung versehen sein kann oder eine Heizvorrichtung
besitzt, deren Anschlüsse 9 und 10 mit warmer Luft, Warmwasser oder Wasserdampf
gespeist werden. Von dem Verdampfer 8 strömt das gasförmige Flüssiggas über ein
Ventil 11, eine Leitung 12 und ein Regelventil 13 zu einem Mischer und Kompressor
14, der von einem nicht weiter dargestellten Motor angetrieben wird. Die in der
Erde verlegte Rohrleitung 15 des Gasnetzes wird durch einen Schieber 16 unterbrochen.
Aus dem auf der einen Seite des Schiebers 16 liegenden, noch nicht umgestellten
Netzabschnitt 17 der Rohrleitung 15 wird über eine Leitung 19, einen Schieber 20
und einen Schlauch 21 Stadtgas entnommen, dem Mischer und Kompressor 14 zugeführt
und in diesem mit dem Flüssiggas zu dem gewünschten Hilfsgas gemischt, das über
einen Schlauch 22, einen Schieber 23 und eine Leitung 24 in den auf der anderen
Seite des Schiebers 16 liegenden, bereits umgestellten Netzabschnitt 18 der Rohrleitung
15 eingespeist wird. An der Austrittsseite des Mischers und Kompressors 14 ist mittels
einer Leitung 25 eine Meß- und Steuereinrichtung 26 angeschlossen, die z. B. ein
Kalorimeter, einen Dichtemesser oder einen Wobbezahlregler enthalten kann und durch
Steuerung des Regelventils 13 die Flüssiggasmenge regelt, die dem Stadtgas beigemischt
wird.