Gaz płynny (LPG)
Gaz płynny, znany również jako LPG (liquefied petroleum gas) lub gaz LP, to paliwo gazowe składające się z łatwopalnej mieszanki węglowodorów, głównie propanu, n-butanu oraz izobutanu. Czasami może zawierać także inne związki, takie jak propilen, butylen i izobutylen. LPG jest stosowany jako gaz paliwowy w urządzeniach grzewczych, sprzęcie do gotowania oraz pojazdach. Coraz częściej używa się go jako propelent do aerozoli i czynnik chłodniczy, zastępując chlorofluorowęglowodory w celu ograniczenia szkód w warstwie ozonowej. LPG jest również wykorzystywany jako paliwo w transporcie, gdzie często nazywany jest autogazem lub po prostu gazem. Różnorodności LPG, które są kupowane i sprzedawane, obejmują mieszanki, które składają się głównie z propanu (C3H8), lub głównie z butanu (C4H10) oraz najczęściej mieszanki zawierające zarówno propan, jak i butan. W zimie na półkuli północnej mieszanki te zawierają więcej propanu, podczas gdy latem więcej butanu.

Systemy LPG-Air, Propane-Air, SNG
System LPG-Air, Propane-Air, znany również jako system SNG (syntetyczny gaz ziemny), to instalacja, która wytwarza gaz o niemal identycznych właściwościach jak gaz ziemny, stanowiąc idealną alternatywę dla NG. Ciekły LPG lub propan jest przekształcany w gaz i mieszany z powietrzem w określonych proporcjach. Uzyskana mieszanina jest w pełni kompatybilna z gazem ziemnym i może go zastąpić w praktycznie wszystkich zastosowaniach bez konieczności modyfikacji lub zmian w istniejących urządzeniach. Takie systemy mogą być również bezpośrednio podłączane do sieci gazu ziemnego.

Systemy SNG znajdują zastosowanie w czterech głównych obszarach:
1) Główne źródło paliwa – W miejscach, gdzie gaz ziemny (NG) nie jest dostępny lub jego dostawy są planowane.
2) System rezerwowy – W czasie planowanych przerw w dostawach gazu ziemnego związanych z pracami technicznymi, konserwacyjnymi i modernizacyjnymi.
3) System awaryjny (backupowy) – W przypadku awarii dostaw gazu ziemnego, np. w wyniku klęsk żywiołowych, uszkodzeń sieci lub spadku ciśnienia i wartości opałowej gazu.
4) System wyrównania szczytowego (Peak Shaving System) – W sytuacjach, gdy ograniczenia w zużyciu gazu ziemnego prowadzą do potrzeby dodatkowego źródła energii lub powodują wzrost kosztów.

Jaki jest cel systemu wyrównania szczytowego (Peak Shaving System)?
System wyrównania szczytowego to urządzenie, które zapewnia automatyczne dawkowanie gazu syntetycznego (SNG) do rurociągu gazu ziemnego (NG) w przypadku braku lub spadku ciśnienia gazu ziemnego. Wyposażenie w zawór sterujący oraz automatyczny system kontroli umożliwia mieszanie SNG z gazem ziemnym (NG).

Opłacalnym rozwiązaniem jest również system automatycznego uruchamiania (AUTO ACTUATION SYSTEM) – automatyczny system przełączający na dostawę gazu SNG w przypadku braku ciśnienia gazu ziemnego, wykorzystujący zawór ON-OFF, jednak bez funkcji mieszania gazu.

Czy mieszanie powietrza z gazem w rurociągach stanowi zagrożenie?
Mieszanie LPG z powietrzem jest całkowicie bezpieczne. Proces ten zachodzi w specjalnie zaprojektowanym odcinku rury o największej średnicy w blendorze SNG. Mieszanie nie odbywa się w bezpośrednim strumieniu; wewnątrz miksera umieszczone są specjalne przegrody o określonych wymiarach i kątach nachylenia, które eliminują wibracje i zapewniają prawidłowe mieszanie. W odniesieniu do stężenia wybuchowego, ma ono zastosowanie w przypadku wycieków gazu w pomieszczeniu. Wybuchowe stężenie gazu SNG wynosi od 5 do 15% objętości powietrza w danym pomieszczeniu. Gdy stężenie gazu w powietrzu jest mniejsze niż 5% lub większe niż 15%, może dojść do zapłonu.

Jak są wykorzystywane miksery gazowe w przypadku biometanu i biogazu?
Zgodnie z normą EN 16723:2017 „Gaz ziemny i biometan do zastosowań w transporcie oraz biometan do wprowadzania do sieci gazu ziemnego” w Unii Europejskiej, konieczne jest monitorowanie wartości opałowej oraz indeksu Wobbego co 30 minut przed wprowadzeniem biometanu do sieci gazu ziemnego. Biometan uzyskiwany w procesie oczyszczania biogazu nie zawsze spełnia minimalną wymaganą wartość opałową 34,0 MJ/m³ (8 120 kcal/m³).

Aby dostosować biometan do wymagań sieci gazowej, stosuje się biomiksery wzbogacające biometan, które umożliwiają dodanie 2-10% LPG. Dzięki temu możliwe jest osiągnięcie wymaganej wartości opałowej przed wprowadzeniem biometanu do sieci gazowej. Miksery te cieszą się dużym uznaniem w Niemczech i Francji, szczególnie w aplikacjach biometanowych.

Jaka jest cena SNG i gdzie można analizować dynamikę zmian cen?
Aby dokładnie obliczyć koszt gazu syntetycznego (SNG) dla przedsiębiorstwa, należy do hurtowych cen LPG przeliczonego na 1 kWh dodać koszty eksploatacji sprzętu, takie jak:
1) Całkowity koszt uzyskania fazy parowej LPG – koszty związane z podgrzewaniem gazu w parownikach LPG.
2) Koszty zużycia energii elektrycznej – związane z obsługą kompresorów i pomp.

Ogólnie rzecz biorąc, całkowite koszty eksploatacyjne wynoszą zazwyczaj około 3% hurtowej ceny LPG.
Analiza dynamiki cen
Dynamikę cen LPG oraz gazu ziemnego można monitorować na stronach internetowych dostawców, giełd itp. W wrześniu 2022 roku gaz ziemny był pięciokrotnie droższy od LPG. Najnowsze wskaźniki cenowe na początku 2024 roku pokazują, że LPG jest droższe od gazu ziemnego o 5-10%.

Warto jednak zauważyć, że sytuacja niestabilności cen gazu ziemnego może się powtórzyć. W okresach rosnących cen gazu ziemnego rentowność systemów SNG będzie mierzona w miesiącach, a czasami nawet w tygodniach działalności przedsiębiorstwa.

Jakie są konkretne wymagania dotyczące montażu i podłączenia instalacji SNG?
Nie ma szczególnych wymagań; umiejscowienie głównego podzespołów instalacji odbywa się zgodnie z regionalnymi przepisami dotyczącymi instalacji urządzeń do LPG (zbiorniki LPG, pompy, parowniki, miksery SNG, rurociągi itp).

Jakie jest przeznaczenie sprężarki powietrza w systemie z mikserem SNG?
Sprężarka powietrza ze zbiornikiem na powietrze jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania wysokociśnieniowego automatycznego miksera SNG. Wydajność sprężarki powinna być dostosowana do specyfikacji systemu SNG. Miksery SNG typu Venturi mogą pracować bez sprężarki przy ciśnieniach do 0,5 bara. W trakcie pracy rury Venturiego wytwarzają charakterystyczny głośny dźwięk, pobierając powietrze z otoczenia.

Jakie jest przeznaczenie miksera propan-powietrze typu Venturi (miksery LPG/powietrze)?
Mikser propan-powietrze typu Venturi (miksery LPG/powietrze) to urządzenie, które łączy propan lub LPG w celu wytworzenia mieszaniny syntetycznego gazu ziemnego (SNG) poprzez zasysanie powietrza atmosferycznego przez rurę Venturiego oraz dyfuzor. Maksymalne ciśnienie na wyjściu tego miksera wynosić 0,5 bara (7,2 psi). Osiągnięcie precyzyjnego wymieszania i stabilnej wartości opałowej gazu na wyjściu może jednak być trudne.

Jakie jest przeznaczenie Liczby Wobbego?
W kontekście syntetycznego gazu ziemnego kluczowym pojęciem jest stałość strumienia ciepła uzyskiwanego podczas spalania gazu, co charakteryzuje liczba Wobbego. Liczba Wobbego (zarówno wartości górne, jak i dolne) to parametr określający gaz lub paliwo gazowe, który determinuje jego zdolność do generowania energii cieplnej w trakcie spalania. Jest to stosunek wartości opałowej do pierwiastka kwadratowego z ciśnienia względnego oraz gęstości przy tych samych warunkach odniesienia. liczba Wobbego ma istotne znaczenie, ponieważ wpływa na proces spalania gazu w urządzeniach takich jak palniki, piece czy turbiny gazowe. W praktyce stosuje się zarówno dolne, jak i górne wartości liczby Wobbego, w zależności od konkretnego zastosowania.