Szintetikus földgáz betáplálása a gázelosztó- rendszerbe

Átírás

1 Szintetikus földgáz betáplálása a gázelosztó- rendszerbe Szakdolgozat Szerző: Hajdú Gergely Műszaki Földtudományi Kar, Olajés gázmérnöki szakirány Témavezető: Horánszky Beáta Kőolaj és Földgáz Intézet, Gázmérnöki Intézeti Tanszék Ipari konzulens: Berkes Gábor Gázhálózat karbantartási és fejlesztési igazgató Égáz-Dégáz Földgázelosztó Zrt. Tanszék: Kőolaj és Földgáz Intézet, Gázmérnöki Intézeti Tanszék Miskolc,

2 Bevezetés Napjainkban egyre inkább előtérbe kerül az alternatív forrásból származó, a földgázzal tüzeléstechnikailag egyenértékű gázok hasznosítása mind a nagyfogyasztók körében, mind az elosztói rendszerbe táplálva. Az elosztóhálózatba történő betáplálás azonban az egész hálózat működését befolyásolhatja, és az ellátásban érdekelt ill. részesülő felek közötti gázelszámolásokra is hatással van. Nyári szakmai gyakorlatom során, melyet az Égáz-Dégáz Földgázelosztó Zrt.-nél (a továbbiakban Égáz-Dégáz) teljesítettem, egy konkrét betáplálás esetével ismerkedtem meg és vizsgáltam meg a hálózatba való betáplálás lehetőségeit. A földgázelosztót 2011 januárjában a Duna Fejlesztési Kft. (projektfejlesztő) kereste meg, azzal a céllal, hogy az általuk fejlesztett szintetikus gáz üzemben termelt gázt szeretnék értékesíteni majd betáplálni az elosztói rendszerbe. A projektfejlesztő a létesítendő telephely helyszínrajzát, a betáplálni kívánt gáz mennyiségét, valamint az üzem tervezett indulásának dátumát közölte az elosztói engedélyessel. A projektfejlesztő levelében a közölt adatokon felül kérte a földgázelosztót, hogy: adja meg a hálózati felcsatlakozás legközelebbi lehetőségének pontos helyét és feltételeit valamint, ismertesse a betáplálandó gázzal szemben támasztott fizikai és kémiai követelményeket. A cég a betáplálni kívánt szintetikus metán -ról semmilyen - gáztechnikai szempontból lényeges - adatot sem szolgáltatott, ezért a földgázelosztónak semmilyen információ nem állt rendelkezésére sem a gáz kémiai összetételéről, sem fizikai tulajdonságairól. Így a harmatponti nyomás- és hőmérséklet feltételeiről sem, amelyek elengedhetetlenek lennének annak meghatározásához, hogy a gáz milyen nyomásfokozatba táplálható be biztonságosan. Később kapcsolatba léptem a gázfejlesztő üzem létesítésének kivitelezőjével, akitől felvilágosítást kaptam a tervezett üzemben alkalmazott technológiáról. Megtudtam, hogy az üzemben a TCG (Thermo Chemical Gasification) eljárást fogják alkalmazni, melynek segítségével szennyvíziszapból és kommunális hulladékból szintézisgázt, majd ebből a szintézisgázból katalitikus metanizációval nagy metántartalmú szintetikus földgázt állítanak elő. Dolgozatomban bemutatom a szintetikus földgáz előállításának technológiai hátterét, valamint az így gyártott gáz jellemzőit. Összefoglalom a gáz elosztóvezetékbe történő betáplálásának műszaki és jogi feltételeit, valamint kidolgozom a hidraulikailag legmegfelelőbb betáplálási pontokat és vizsgálom az elosztóhálózat áramlási viszonyainak alakulását. 1

3 Introduction These days the utilization of natural gas derives from alternative sources with the same heating values as natural gas - is coming into view both among big consumers and as feeding it into the distribution system. The entering of these gases into the grid could influence the operation of the system and can cause problems in the account. During my summer internship I got acquainted with a specific case like that, and I examined the possibilities of feeding this natural gas substitute into the gas grid. The distributional licensee got a request in the January of 2011 from the Duna Fejlesztési LTD., to sell and feed these synthetic methane they produce, into the gas grid. The project developer reported to the distributional licensee only about the topography of the site, the amount of gas they intend to feed into the distributional network, and the planned start of the plant The investor asked the distributional licensee to provide the nearest point of connection to the gas network, the conditions of connection, as well as the appropriate gas quality. The firm didn t give any data for the distributional licensee about the chemical and physical properties of the synthetic methane they would produce, so that the dew point pressure and temperature relations, which would be essential to determine which pressure stages maybe fed the gas into, with the appropriate level of safety. Later I came in contact with the contractor of the gas production plant, from whom I learned that they want to use a process called Thermo Chemical Gasification (TCG) in which they produce synthesis gas from sewage sludge and communal waste, with a pyrolytic method. In a second phase they produce synthetic natural gas(sng) with high methane content using a process called catalytic methanation. In my thesis I present the technological background of the production of synthetic natural gas as well as its properties. I will summarize the technical and legal conditions of feeding this gas into the gas distribution network, and elaborate the hydraulically optimal points of supply. 2

4 1. Szakirodalmi összefoglaló A szintetikus metán előállítása és elosztóhálózati felhasználása Magyarországon még elég újszerű technológiának számít, így viszonylag kevés magyar nyelvű szakirodalom foglalkozik ezzel a témával. A szintetikus metán előállítási technológiái számára az évszázados múltra visszatekintő szénelgázosítási eljárások szolgáltak alapul. Ezekről a technológiákról A szénfeldolgozás kémiai technológiája című könyv [Franck, Knop,1986] nyújt kimerítő leírást. Dr. Szűcs Miklós hasonlóan részletes leírásokat ad a szénelgázosítási és városigázelőállítási technológiákról a Gáztechnikai kézikönyv gázgyártásról szóló fejezetében [Vida, Szűcs, 1984] Átfogó angol nyelvű tanulmány a témában R.W.R Zwart, H Boerrigter és R.P. Deurwaarder Production of Synthetic Natural Gas (SNG) from Biomass című munkája, amelyben a szerzők részletesen elemzik a szintetikus metán előállítási technológiáit, gazdasági előnyeit, az így előállított gáz betáplálásának lehetőségeit a holland elosztóhálózatba valamint az esetleges exportálási lehetőségeket. [Zwart, Boerrigter, 2006] A dolgozatomban szereplő TCG eljárásról két weboldalon található magyar nyelvű leírás -ezek a és a az egyik a szabadalomtulajdonos, a másik pedig a magyarországi forgalmazó oldala. A két oldal közül az utóbbi részletesebb leírást ad, bemutatja a TCG technológiát, valamint az azzal előállított szintézisgáz lehetséges felhasználási módjait. A lehetséges felhasználási módok között kiemelt helyen szerepelteti a szintetikus metán előállítást, melyre alternatívaként két lehetséges technológiát is ajánl. A különböző minőségű biogázok hálózatba történő betáplálásának lehetőségeit, valamint cserélhetőségének feltételeit vizsgálja Dr. Szunyog István doktori értekezésében. [Szunyog, 2009] A szintetikus földgáz elosztóhálózatba történő betáplálásával és a gázok cserélhetőségével, foglalkozik Dr. Magyari Dániel, Budaváriné Magyari Rita és Dr. Tihanyi László a Szintetikus gázok felhasználásának lehetőségei a csúcsgazdálkodásban [Magyari, Tihanyi, 2004] című tanulmánya. Ők a propán és levegő keverékből előállított szintetikus földgáz elosztóhálózatba történő betáplálásának lehetőségeit vizsgálták meg, csúcsfedezési céllal. A tanulmány részletesen körüljárja az ilyen esetekben felmerülő szénhidrogén harmatpont és fűtőértékbeli eltérésekből adódó problémákat és a lehetséges megoldásukat. 3

5 2. A szintetikus földgáz betáplálásával kapcsolatos jogszabályok és műszaki biztonsági előírások A Duna Fejlesztési Kft. a évi XL. törvény a földgázellátásról (a továbbiakban gáztörvény) valamint az ennek végrehajtásáról szóló 19/2009. (I. 30.) Korm. rendeletben (a továbbiakban kormányrendelet) meghatározott kritériumok szerint földgáztermelőnek minősül, mivel Magyarország területén végez olyan tevékenységet, amely bányászatból, vagy biogáz és biomasszából származó gáz vagy egyéb gázfajtát üzletszerűen állít elő. A termelőnek meg kell felelnie a fenti két jogszabály összes olyan rendelkezésének, amelyek a tevékenységéhez köthetőek. Az említett jogszabályok részletesen szabályozzák csatlakozás feltételeit, a betáplált gázok minőségi követelményeit, az átvételre és a mérésre vonatkozó elvárásokat. A projektfejlesztőtől információt szereztem arra vonatkozóan, hogy az üzem földgáz minőségű mesterségesen előállított gázkeveréket állít elő, amely megfelel a gáztörvény definíciójának: 26. Földgáz minőségű, biomasszából és egyéb nem bányászati forrásból származó gázok: olyan mesterségesen előállított gázkeverékek, amelyek a földgázellátásról szóló törvény rendelkezéseinek végrehajtásáról szóló jogszabályban meghatározott feltételek mellett, környezetvédelmi és műszaki-biztonsági szempontból megfelelő módon az együttműködő földgázrendszerbe juttathatók (szállíthatók, eloszthatók és tárolhatók), a földgázzal keverhetők, és ez a keverék a földgázrendszerbe juttatáskor megfelel a földgáz minőségére vonatkozó a földgázellátásról szóló törvény rendelkezéseinek végrehajtásáról szóló kormányrendeletben meghatározott minőségi követelményeknek. A gázpiaci szereplők közötti kapcsolatok ellátásának részletes szabályairól és módjáról a Magyar Földgázrendszer Üzemi és Kereskedelmi Szabályzata (a továbbiakban: ÜKSZ) rendelkezik. 4

6 2. 1. Csatlakozás A csatlakozási folyamat egy csatlakozási kérelem benyújtásával kezdődik. A csatlakozási kérelemre irányuló megkeresések módját és formáját a kormányrendelet 67. -a szabályozza csakúgy, mint a rendszerüzemeltető kötelezettségeit a csatlakozással kapcsolatban. A földgáztermelő ajánlatkérésének tartalmaznia kell: a termelőüzem pontos helyét, a betáplálni kívánt órai és napi gázmennyiségeket, a gáz fizikai és kémiai jellemzőit, nyilatkozatot a megfelelő gázminőségről. A projektfejlesztő elsősorban az elosztóhálózatra történő csatlakozás feltételeiről érdeklődött megkeresésében. A jogszabályok alapján kiemelten kezelendő a földgáz minőségű egyéb gázfajtákat előállító termelőknek a szállító- és az elosztóvezetékekhez történő csatlakozása. Ennek célja a földgáz versenypiacra belépő új szereplők támogatása, elősegítve az alternatív forrásból származó, és/vagy hazai termelésű gázok felhasználását, a hazai termelők hatékony piaci megjelenését, végig szem előtt tartva a fenntartható fejlődés és a legkisebb költség elvét. Így kormányrendelet 65. -a alapján a földgázelosztó köteles a rendszerén a földgáztermelő által benyújtott kapacitásnövelési igényt elfogadni, amennyiben a rendszer fejlesztése ehhez nem szükséges. Ha termelő csatlakozásához fejlesztés szükséges, úgy a földgázelosztó 60 napon belül részletes ajánlatot köteles tenni csatlakozási pont kiépítésének műszaki-gazdasági feltételeiről. A földgázelosztó ajánlatának tartalmaznia kell: az elosztóvezeték csatlakozási pontját, ahol a földgáztermelő csatlakozni tud az együttműködő földgázrendszerhez, csatlakozásához szükséges elosztóhálózati csatlakozási pont kiépítésének műszaki és pénzügyi feltételeit, a kialakuló részleges szigetüzem működési feltételeit, a földgázszállító nyilatkozatát a részleges szigetüzemi működés megvalósításának feltételeiről, mérési-elszámolási előírásokat. Az ajánlatban foglaltak biztosítják azt, hogy a földgáztermelő által az elosztóhálózatba történő gázbetáplálás műszaki, jogi, kereskedelmi feltételei rendezettek legyenek az 5

7 érdekelt felek között és azok megvalósítsák a termelési és rendszerüzemeltetői tevékenység felelős végzését és ezen keresztül a fogyasztók ellátásbiztonságát. A földgázelosztó ajánlatának elfogadását követően a földgáztermelő és a földgázelosztó csatlakozási szerződést köt, amelyben rögzítik a földgáztermelő elosztóvezetékre való csatlakozási jogát, a betáplálható kapacitás mértékét, valamint a csatlakozás műszakigazdasági feltételeit. A csatlakozási szerződés alapján megépülhet a termelő és a gázelosztó vezeték csatlakozási pontja közti vezeték szakasz. Ezzel részleges szigetüzem jön létre, amelynek meghatározása a gáztörvény b szerint az alábbi: Részleges szigetüzem: olyan elosztóvezeték, amelybe földgáztermelői vezetékről és szállítóvezetékről együttesen biztosítható a földgáz fizikai betáplálása. Mivel a földgáztermelő megkeresése - esetünkben - nem elégítette ki a kormányrendeletben foglaltakat, a földgázelosztó a rendelkezésére álló adatok alapján nem tudott ajánlatot tenni. A megkeresésből azonban megállapítható volt, hogy a földgáztermelő csatlakozása a rendszer hidraulikai fejlesztését igényelné Ellátásbiztonság A földgáztermelő csatlakozási szerződés megkötésén túl a zavartalan földgázforgalom érdekében a kormányrendelet 68. -a alapján az alábbiakra köteles: - a földgázelosztóval együttműködési megállapodást kötni, - folyamatosan adatot szolgáltatni a földgázszállító részére az üzemvitelre és a földgáz minőségére vonatkozóan, - hatósági engedélyezésben közre működni, - a csatlakozási nyomást biztosítani, - a gázminőség folyamatos felügyeletét, valamint szükség esetén a betáplálás automatikus leállítását biztosítani. Szintén a kormányrendelet 68. -a rendelkezik az elszámolással kapcsolatos alapvető kérdésekről. A földgázelosztó és a földgáztermelő meg kell állapodjon az elosztóvezetékbe táplált földgáz mennyiségi és minőségi méréséről, az alkalmazott eszközökről és azok tulajdonjogáról. A mérőeszközök üzemeltetése a földgáztermelő kötelessége. A földgáztermelőnek olyan informatikai rendszerrel kell rendelkeznie, amely valós idejű adatokat biztosít a csatlakozó rendszerüzemeltetők részére. Amennyiben a termelésben mennyiségi és minőségi változás várható, úgy a földgáztermelő köteles azt előre jelezni és a szükséges lépésekről egyeztetni a csatlakozó rendszerüzemeltetővel. 6

8 A kormányrendelet 67. -a szerint a részleges szigetüzem működési és elszámolási rendjét a földgázelosztó honlapján hozzáférhetővé kell tenni a rendszerhasználók részére, akik kötelesek azt betartani. A kormányrendelet 69. és 70. -a részleges szigetüzem megszűnését, megszüntetését megelőző tevékenységeket gyűjti össze a zavartalan gázellátás érdekében A betáplálható földgáz minőségi követelményei A gázminőségre vonatkozóan a kormányrendelet 66/A -a egyértelműen rendelkezik: (1) A földgáztermelő csak a 11. számú mellékletnek megfelelő minőségű földgázt táplálhatja be a szállító- vagy az elosztóvezetékbe. Az előírás a gázminőségre vonatozó MSZ 1648 számú magyar szabványban foglaltakat tartalmazza, valamint meghatározza a gázjellemzők mérésére alkalmazható vizsgálati módszereket. A betáplálható gáz minőségére vonatkozó számadatok szakdolgozatom 1. számú mellékletében találhatók. A kormányrendelet csak a szállítóvezetékhez történő termelői csatlakozásra vonatkozóan mondja ki, hogy a csatlakozás nem tagadható meg, ha a betáplált földgáz fűtőértéke 5%- nál nem nagyobb mértékben változik a betáplálást megelőző gázév átlagos földgázfűtőértékéhez képest. Elosztóvezetékhez való csatlakozás esetén a földgázelosztó az ajánlatában közli a részleges szigetüzem működésének feltételeit, így ebben van mód a minőséggel kapcsolatos feltételek rögzítésére is. A földgázelosztó által megadott minőséget a termelőnek folyamatosan ellenőriznie és biztosítania kell. Esetünkben a betáplálandó gáz maximálisan megfelel ezeknek a követelményeknek, mivel az üzem - működési elvéből fakadóan - a kívánt szintre tudja beállítani a kimenő gáz fűtőértékét és szennyezőanyag tartalmát, valamint a vezetékes szolgáltatás szempontjából fontos vízgőztartalmat és szénhidrogén harmatpont értékét. A kormányrendelet 69. és a rendelkezik a gázminőség változás időben történő előrejelzéséről, a gázkészülékek átállításáról, a fogyasztók tájékoztatásáról. A 71. szerint a Magyar Energetikai és Közmű-szabályozási Hivatal (MEKH) bizonyos feltételek (a felmerülő költségek vállalása, elszámolási módszertan kidolgozás és közzététele) teljesülése esetén engedélyezheti a megelőző gázévben forgalmazott földgáztól eltérő minőségű földgáz forgalmazását. A gázminőséggel kapcsolatos eljárásrendet részletesen a ÜKSZ tartalmazza. Az ÜKSZ (d) pontja szerint, ha a gáztermelő a publikált fűtőértéktől 5%-nál nem nagyobb mértékben eltérő földgázt fog a rendszerbe betáplálni, ezt a Minőség 7

9 Elszámolási Rendben (MER) a szállítási rendszerüzemeltető átvezetheti. Kereskedelmi szerződésben a MER-ben fogalt fűtőérték tartományra ajánlja a szerződéskötést az ÜKSZ. Az ÜKSz pontja tér ki a gázminőséggel kapcsolatos felelősségre, vagyis arra az estre, ha a termelési ponton nem megfelelő gázminőséget mérnek Szagosítás A betáplálni kívánt gáz szagosítására vonatkozó jogi rendelkezése (kormányrendelet 103. ) alapján az elosztóvezetékbe csak szagosított földgáz táplálható be. A szagosításra a termelő vagy szerződést köt a rendszerüzemeltetővel, vagy maga végzi azt el. A termelőt, ha a szagosításról maga gondoskodik, az általa végzett szagosításért jogosult érvényesíteni a külön rendeletben meghatározott díjtételt. A szagosítási díj elszámolásának menetét ÜKSZ 6.9. pontja tartalmazza Elszámolás A részleges szigetüzemre vonatkozó elszámolási szabályokat az ÜKSZ, valamint földgáz a rendszerhasználati díjakról szóló 1/2013. (VII. 11.) MEKH rendelet tartalmazza. Az ÜKSZ alapján a részleges szigetüzem gázforgalmának elszámolhatósága érdekében a szállítási rendszerüzemeltető egy virtuális földgázszállítói betáplálási és egy virtuális kiadási pontot hoz létre, amelyek a termelési pont mennyiségi és mérési adatait hordozzák. Az adatokat a termelő biztosítja a szállítási rendszerüzemeltető részére. A virtuális kiadási pontot (termelő betáplálási pontját) és a szállítóvezetéki kiadási pontot (gázátadót) a szállítási rendszerüzemeltető összevontan kezeli. A rendelkezésére álló adatok alapján a szállítási rendszerüzemeltető határozza meg a napi súlyozott átlag fűtőértéket. A termelő (vagy a vele szerződéssel rendelkező rendszerhasználó) a szállítórendszer virtuális betáplálási pontjára kell, hogy kapacitást lekössön. A rendszerhasználók a virtuális kiadási pontra kötnek le kapacitást a termelőnél. Amennyiben a termelés kevesebb, mint a részleges szigetüzem gázigénye, úgy a rendszerhasználóknak a hiányzó gázmennyiséget a szállítási rendszerüzemeltetőnél kell lekötniük. Amely rendszerhasználónak nincs szerződése a termelővel, a szállítórendszer betáplálási és kiadási pontjára köt le kapacitást 8

10 A részleges szigetüzem esetében a virtuális betáplálási pontra (termelő betáplálási pontjára) a szállítási kapacitás és forgalmi díjat nem kell megfizetni, megfizetendő viszont a szállítórendszerről érkező gázmennyiség után. A szagosítási díjat a teljes, összevont kiadási ponti kapacitás után meg kell fizetni. 9

11 3. A szintetikus földgáz előállítási technológiái 3.1. TCG (Thermo Chemical Gasification) technológia A betáplálást végző üzemben a TCG technológiát, egy pirolizáló eljárást szeretnének alkalmazni a szintézisgáz előállítására. Ez a technológia alkalmas bármilyen széntartalmú szerves anyagból (szerves iszapokból, kommunális hulladékból, biomasszákból, energianövényekből, gumiabroncsokból, szeszipari, olajipari, papíripari hulladékokból és egyéb karbontartalmú anyagokból, vagy ezek keverékéből) cseppfolyós és légnemű emisszió nélkül olyan, meghatározott összetételű szintézisgázok előállítására, amelyek alkalmasak akár villamos áram, akár cseppfolyós szénhidrogének (metanol, etanol, diesel, repülőgép üzemanyag, stb.), akár cseppfolyós vagy szintetikus földgáz előállításához kiinduló anyagként történő felhasználásra. A rendszer, választható melléktermékként rendkívül olcsó hidrogént állíthat elő. [1] Elméleti alapok A TCG berendezés tervezésekor szem előtt tartott követelmények 1. Legyen alkalmas bármilyen karbon tartalmú anyagból szintézisgáz előállítására, 2. Energiamérlege (még a gyenge minőségű input anyagok esetén is) legyen pozitív, 3. Zérus, vagy zérus közeli légnemű és cseppfolyós emisszióval működjön, 4. A szilárd emissziós anyaga környezetsemleges legyen, tehát deponálása ne követeljen meg különleges eljárásokat és körülményeket, 5. Legyen a rendszer alkalmas a kommunális hulladék és a szennyvíziszap bakteriológiai semlegesítésére, 6. Szigetüzemként legyen üzemeltethető, külső energiát a főfolyamatokhoz ne kelljen a rendszerbe bevinni, 7. A termék szintézisgáz közvetlenül legyen alkalmas a cseppfolyósító berendezések és metanizáló berendezések input anyagaként. [1] 10

12 A TCG rendszer fő szerkezeti egységei a tároló tartályok és/vagy sátrak az aprítómű a TCG berendezés, bojler a meleg víz és gőz előállításához (központi fűtés, melegvíz szolgáltatás), (opcionális) a villamos/hő energiát termelő egység (opcionális) a Cseppfolyós szénhidrogén előállító (Pl.. Fischer-Tropsch) berendezés (opcionális) szintetikus földgáz előállító egység (opcionális) [1] Forrás: [2] 1. ábra: A TCG üzem szerkezeti felépítése, A berendezés működésének menete Egy előválogatás, majd egy, a TCG berendezés részét képező aprító műben történő előaprítás után - üveg, fém, kő, föld kivételével - gyakorlatilag minden hulladék anyag input anyagként szolgálhat. A pirolízis kamrába kerülő anyagok közepes hőmérsékleten (kb. 450 C C) és alacsony nyomáson (10-12 bar) történő hevítése során az input anyagok molekulaláncai a kazánban töltött idő függvényében feltöredeznek, szétesnek. Az ezt követően meginduló - a TCG berendezés által kontrolláltan és irányítottan lezajló - folyamatokban a feltört molekulák átalakulnak, újrarendeződnek. Az input anyagokban lévő széntartalmat kihasználva, valamint a megfelelő mennyiségű - a berendezés saját, speciális vízionizáló rendszerével előállított H 2 O/H 3 O hozzáadásának segítségével, a TCG berendezés a kijövő anyagokat a lezajló folyamatok során szintézisgázzá alakítja át. [1] 11

13 Lehetséges input anyagok Fertőző gócokként, veszélyes hulladékként nyilvántartott szennyvíz iszapok Híg szennyvizek, és hőhatással semlegesíthető fertőző vizek felhasználása Kis hatékonyságú, drágán művelhető, ezért hagyományos módon energiatermelésre nem gazdaságos bányaterületek szénkészletének bekapcsolása az energiatermelésbe. Alacsony és magas karbon tartalmú szenek felhasználása a szennyező anyagokkal egy időben, vagy külön-külön, egyéb széntartalmú anyagok pl.: tőzeg Fa, faipari hulladékok, olajos rongyok, fáradt olaj vagy emulziók, zsírok és élelmiszeripari szerves hulladékok, autógumik Mezőgazdasági feldolgozási maradékok, zöld biomassza, energiafű, széna, szalma, állattenyésztési hulladékok, alomtrágya, hígtrágya, stb Kommunális hulladékok [1] A berendezés outputja Az eljárás végterméke egy hidrogént, szén-monoxidot, szén-dioxidot és metánt tartalmazó (H 2, CO, CO 2, CH 4 ) éghető gáz, az úgynevezett szintézisgáz, amely a fűtésre, szintetikus földgáz előállítására, villamos- és hőenergia termelésre, hidrogén előállításra, valamint olyan elsődleges fontosságú folyékony üzemanyagok gyártására használható, mint, az etanol, metanol, biodízel, vagy repülőbenzin. A szintetikus földgáz, a villamos áram, a cseppfolyós végtermékek és a hidrogén előállításához kiegészítő berendezések telepítése szükséges a salak/hamu /a bevitt anyagok hamutartalmától függő mennyiségű kb. napi tonna szürke, környezetre már inaktív, kötött formájú, vízben nem oldódó, nem szennyező porszerű anyag. Az építőiparban, cementiparban, vagy pl. útalapként könnyen, jól felhasználható. [1] A berendezés főbb műszaki-technikai jellemzői Ipari méretű, működő technológia Moduláris felépítés, a konténerizált szállítás és helyszíni összeszerelés, az, hogy nem követelmény a hőszigetelő betét a pirolízis kamrában A 250 vagy 500 tonna/nap száraz inputanyag szükségletű egység, db 12 méteres konténerbe csomagolva érkezik, beszerelése és próbaüzemi tesztjeinek megfelelősége esetén azonnal folyamatos üzembe állítható 12

14 Egy 250 tonna/nap kapacitású üzem fizikai méretei: 20m x 30m x 10m Nem érzékeny a berendezés a bevitt anyag szennyezettségére, kizárólag a fém, föld, kő, üveghulladékok előválogatását igényli A berendezés hasznosítja az input anyag nedvességtartalmát, és ez által csökkenti az optimális működéshez szükséges, kívülről beviendő víz mennyiségét Szinte bármilyen karbon-tartalmú anyagok, széles intervallumok között változó minőségi jellemzőkkel és egymáshoz képesti arányokban lehetnek input anyagok, ideértve a kipróbált szenet, petrolkokszot, biomasszát, szennyvíziszap vagy más szilárd vagy folyékony hulladékokat Előzetes aprítás után jutnak be az input anyagok a pirolízis kazánba, a jobb hőteljesítmény miatt A pirolízis kb C fokon, bar nyomás mellett történik meg Nem követelmény, hogy akár leválasszuk a végtermékből, akár külön beadjuk a pirolízis kamrában az oxigént A gőzös reformáció magasabb nyomás és hőmérsékleti körülmények között zajlik és eredményeként keletkezik a szintézisgáz A legszigorúbb környezetvédelmi minősítésnek is megfelelő anyagkibocsátás (Zéró emisszió) A folyamatos működés biztosítása és az üzemzavarok, leállások elkerülése érdekében duplikált, párhuzamos rendszereket alkalmaznak [1] Forrás: [1] 2. ábra: A TCG berendezés energia folyamatai és azok arányai 13

15 A TCG berendezés műszaki folyamatai Első lépés: Pirolízis A pirolízis tulajdonképpen nem más, mint a szerves anyagoknak oxigénhiányos környezetben, hő hatására történő bomlási folyamata. Gyakorlatilag minden széntartalmú szerves anyag esetén alkalmazható. A TCG berendezésben ez a folyamat 450 o C hőmérsékletű környezetben zajlik. [1] A folyamat során egy folyadékvesztéses bomlás eredményeként a következő anyagok keletkeznek: CH 4 + CO 2 + CO + koksz + kátrány + szénhidrogének Második lépés: Gőzős reformáció (Steam Reformation) Az első lépésben létrejött szilárd és gáznemű termékek egy 900 és 1000 C közötti hőmérsékleten és 1,7-3,5 bar nyomáson alakulnak szintézisgázzá, melynek fő összetevői a H 2 és a CO. Az ebben a lépésben lezajló fő folyamatok a következők: elgázosítás vízgőz jelenlétében: C + H 2 O CO + H 2 víz-gáz reakció: CO + H 2 O H 2 + CO 2 demetanizáció: CH 4 + H 2 O CO + 3H 2 elgázosítás hidrogén jelenlétében: C + 2H 2 CH 4 elgázosítás szén-dioxid jelenlétében: C + CO 2 2CO A folyamat leírása Az input anyagot saját nedvességgel adagolják a légmentesen izolált pirolízis kamrába. A kamra tartalmának hőmérsékletét kb C-ra emelik 3,5-4 bar kamranyomás mellett, oxigénmentes környezetben. A reakciók beindulásához szükséges nyomás és hőmérséklet eléréséhez a rendszer indításakor tehát az első indításkor, illetve minden leállítás után (a rendszert folyamatos üzemre tervezték) külső energiaforrást praktikusan hálózati vagy tartályos gázt használnak. A folyadékvesztéses bomlás folyamán az input anyag illótartalma gáz formában, a szilárd összetevők izzó szilárd anyag és kátrány formájában lesznek jelen a kamrában zajló pirolízis folyamat végén. A bomlás mértéke függ egyfelől a karbon tartalmú anyag jellemzőitől, másfelől az 14

16 elgázosítás folyamatának végén előálló izzó szilárd koksz anyag tulajdonságaitól. A gőzt ezek után az input anyag beviteli sebességéhez igazodva adagoljuk a reaktor spirálokba. A mintegy 900 és 1000 C közötti hőmérsékleten és 1,7-3,5 bar nyomáson végbemenő gőz reformációs folyamat átalakítja ezeket a pirolízis-termékeket kisebb gázmolekulákká, amelyek elsődlegesen H 2, CO, CO 2, CH 4 gázmolekulák. Ezek a gázok megközelítőleg C hőmérsékleten hagyják el a gőz reformációs spirálokat. Az input anyag ilyen módon végrehajtott kezelése után egy ciklon jellegű rendszerrel eltávolítják a szilárd hamut. A szintézisgázt szennyező anyagok eltávolításának végső lépése az un. ionizált vizes erózió, amely során a technológia a kén és a szennyező fém maradványokat a szilárd halmazállapotú hulladékban gyűjti össze. A folyamatban két ilyen ionizációs gáztisztító egység kerül beépítésre. Az első egységből a gáz C hőmérsékleten távozik, és rögtön bekerül a második ionizációs tisztítóba, amely jelentősen lecsökkenti a gáz hőmérsékletét. [1] 5. táblázat: A magas H 2 tartalmú szintézisgáz összetétele (%) és fűtőértéke O 6,92 2,84 3,82 2,6 4,73 H 2 76,21 83,3 80,8 84,67 84,67 CH 4 8,9 10,6 12,24 10,11 12,06 CO 2 7,59 2,51 2,94 2,48 3,45 Karbonil-szulfid 0,005 0,0052 0, Hidrogén-szulfid 0,37 0,74 0,19 0,14 0,14 MJ/m 3 13,26 15,09 15,49 15,05 15,04 Forrás: [1] A magas hidrogéntartalmú szintézisgáz hidrogénjéből akár 30-60% is leválasztható, ezzel biztosítva az esetleges hidrogén-technológia üzemanyagát. A megmaradt szintézisgáz még mindig alkalmas villamos áram vagy hőtermelésre. A szintézisgáz összetétele egy viszonylag széles sávon belül, rugalmasan változtatható, tehát ugyanabból az input anyagból a négy összetevő gáz eltérő belső arányaival lehet különböző fűtőértékű szintézisgázt előállítani. [1] Szintetikus földgáz termelő egység (SNG) Metanizálás A szintetikus földgáz (SNG- Synthetic Natural Gas) olyan fosszilis vagy bio alapanyagokból vagy más gázok keverékéből előállított gáz, melyet fűtőértéke és egyéb gáztechnikai jellemzői alkalmassá tesznek a hagyományos földgáz kiváltásra, az elosztóhálózatba való betáplálásra vagy csúcsfedező gázként való alkalmazásra. 15

17 A dolgozatom témájául szolgáló TCG eljárással előállított szintézisgázból katalitikus metanizáció segítségével tervezik előállítani a nagy metántartalmú szintetikus földgázt. [1] Történeti áttekintés A metanizálás technológiájának elméleti alapjait az 1900-as évek elején dolgozták ki, majd az eljárás csak az 1970-es években került újra előtérbe, az olajárrobbanást követően. Az első üzemet 1984-ben adták át az USA-ban. A 80-as években az olajár normalizálódásával csökkent az érdeklődés a technológia iránt. Napjainkban a növekvő gázárak, a világszerte fokozódó energiaéhség, valamint a megújuló erőforrások felhasználásának térnyerése kedvez a katalitikus metanizációt alkalmazó üzemek építésének. Jelenleg több ipari méretű üzem építése van folyamatban, a legtöbb a Távol- Keleten (Kína, Dél-Korea) található. Az ipari léptékű üzemekben szinte kizárólag kétféle metanziációs technológiát használnak. A Haldor Topsoe cég TREMP nevű eljárását, valamint a Johnson Mattey és a Davy Process cégek által közösen fejlesztett eljárást alkalmazzák. [1] 3.4. TREMP eljárás Az eljárást a 70-es években kezdték el kifejleszteni és az elmúlt öt évben további fejlesztéseket hajtottak rajta végre, elsősorban azzal a céllal, hogy az energiatermelését optimalizálják. A fő kihívást a magas üzemelési hőmérséklet és a nagy szénmonoxid koncentrációjú alapanyag jelenti. A reaktorokban a magas nikkel tartalmú katalizátor jelenlétében erősen exoterm hidrogénezési reakciók és folyamatok játszódnak le. A legfontosabb technológiai probléma, hogy a katalizátornak olyan szerkezetűnek kell lenni, amely már alacsony hőmérsékleten is elegendő aktivitású, és ezt az aktivitását a magas, közel 700 C hőmérsékleten is hosszú ideig megőrzi. A Topsoe kétféle katalizátort fejlesztett ki erre a feladatra. Az MCR-2X kódjelű katalizátort használják a magas hőmérsékletű első reaktorban, amely magas aktivitással működik a C közötti hőmérséklet tartományban. A PK-7 kódjelű katalizátort az utolsó reaktorban használják, ahol a hőmérséklet 200 C alatt van. A közbenső reaktor(ok)-ban a katalizátor típusát az adott üzem tervezése során határozzák meg elsősorban az alapanyag összetétele alapján várható reaktor hőmérséklet szerint [1] 16

18 Forrás: [1] 3. ábra: A TREMP magas hőmérsékletű metanizáló eljárás elvi folyamatábrája A TREMP eljárás akkor működik optimálisan, ha a sztöchiometrikus arány M=(H 2 )/(CO+CO 2 )=3 körüli. Ettől eltérő arány esetén a felesleges CO 2 -ot el kell távolítani. Az alapanyagra előírás, hogy kénmentesnek kell lennie, ettől függetlenül általában beépítenek egy guard reaktort az első reaktor elé a kénmérgezés megakadályozására. Az első metanizáló reaktorból kilépő gázelegyet lehűtik, és az elvont hőt magasnyomású gőz termelésére hasznosítják. A termelt gőz nyomása bar közötti, hőmérséklete C. Az így termelt gőzt a kompresszorok turbinájának hajtására, az elgázosító alapanyagának előmelegítésére, vagy elektromos energia termelésére hasznosítják. Az eljárás képes csővezetéki minőségű SNG előállítására, a gáz hidrogén tartalma kevesebb, mint 1 %. A belépő szintézis gáz energia tartalma egy tipikus szén elgázosítóból származó összetétel esetén 80%-ban az SNG termékben, 14 %-ban a termelt gőzben jelenik meg. A hűtővízzel elvont hőmennyiség és a hőveszteség együttesen kb. 6%-a a bevitt energiának. A technológiai rendszer illetve a beruházási költség, a termelt gőz mennyisége és az üzemeltetési költségek nagymértékben függnek 17

19 az alapanyag összetételétől, az estleges szennyeződésektől (elsősorban a klór és a kén) és az elvárt termék minőségtől. Ezek hatásának meghatározása csak a tervezés során elvégzett részletes számításokkal számszerűsíthető. A világon jelenleg 10 SNG üzem építése vagy tervezése van folyamatban TREMP eljárás alkalmazásával az USA-ban, Kínában és Európában 6. táblázat: A TREMP eljárás során előállított gáz gáztechnikai jellemzői CH 4, mol% CO 2, mol% H 2, mol% CO, mol% <100 ppm N 2 + Ar, mol% 2-3 Feslő hőérték, KJ/nm 3 37,380-38,370 Wobbe-szám 44,500 Forrás: [1] 3.5. Davy Process Technology eljárás A Davy Process Tecnology és Johnson Matthey LLC közösen ben vásárolta meg a British Gas metanizáló eljárását és fejlesztette tovább napjainkra az egyik legkorszerűbb metanizáló technológiává. Az eljárás a Johnson Matthey CRG-S típusú katalizátorát használja. A CRG katalizátor 25 éve van kereskedelmi forgalomban, korábban elsősorban az ammóniagyártásban alkalmazták a felesleges C eltávolítására. A CRG-S kódjelű katalizátor már alkalmas a metán magas konverzióval történő előállítására is. A katalizátor magas nikkel tartalmú, széles hőmérséklet tartományban aktívan működik és kiváló a termikus stabilitása. Az eljárás bar nyomás és C hőmérséklet között működik az egyes reaktorokban. Az eljárás különösen alkalmas magas, a hidrogén arányához képest feleslegben levő szénmonoxid tartalmú szintézisgáz feldolgozására. 18

20 Forrás: [1] 4. ábra: Davy Process CRG metanizáló elvi folyamatábrája A szintézisgázt először egy töltetes oszlopba (szaturátorba) vezetik, ahol vízgőzzel telítik annak érdekében, hogy az úgynevezett vízgáz reakció (CO+H 2 O=CO 2 +H 2 ) lejátszódásához szükséges víz rendelkezésre álljon, továbbá azért, hogy megakadályozzák a szén részecskék kirakódását a katalizátor felületére. Alapanyag összetétel függvényében a részletes tervezés során ez a telítés esetleg el is maradhat. A vízgőzzel telített szintézisgázt előmelegítve az első reaktorba vezetik, a hőmérsékletet gáz cirkulációval állítják be. A reaktorból kilépő gázelegy hőtartalmát magasnyomású túlhevített gőz előállítására hasznosítják. A termelt gőz paramétereit a vevő igényét is figyelembe véve a tervezés során határozzák meg. A következő két (vagy három) metanizáló reaktorban a hőmérséklet fokozatosan csökken, az utolsó reaktor már csak 200 C hőmérsékleten üzemel. Ezekben az egységekben történik a tulajdonképpeni metánképződés, a reaktorokban TREMP eljáráshoz hasonlóan a következő kémiai reakciók játszódnak le: 3 H 2 + CO CH 4 + H 2 O 4 H 2 + CO 2 CH 4 + 2H 2 O A világon jelenleg 5 db, - a CRG metanizáló eljáráson alapuló - metanizáló üzem építése illetve tervezése van folyamatban. [1] 19

21 3.6. A metanizáló technológiák összehasonlítása A világon jelenleg egyetlen ipari méretű metanizáló működik, valamint 3 kísérleti, fél ipari méretű üzem. Napjainkban közel 20 projekt előkészítése, megvalósítása van folyamatban, egy kivételével a fenti két licenzor eljárásával. A TREMP és a Davy Process eljárást összehasonlítva az alábbiak állapíthatók meg: Mindkét eljárás alkalmas a specifikációban megadott összetételű szintézis gáz feldolgozására Mindkét eljárás képes csővezetéki minőségű SNG előállítására. A két eljárás beruházási költsége gyakorlatilag azonosnak tekinthető. Az üzemeltetési költségek a TREMP esetében mintegy 6-10%-kal alacsonyabbak. A TREMP eljárásnál a termelt nagynyomású gőz mennyisége mintegy 5%-kal magasabb A Davy Process eljárása kevésbé érzékeny a szintézisgáz összetételére, jó hatásfokkal fel tudja dolgozni a magas szénmonoxid tartalmú szintézis gázt is. A TREMP eljárásból az ismert licencű projektek közül mintegy kétszer annyi van folyamatban, mint Davy Process-ből. [1] 20

22 4. A hidraulikai szimuláció 4.1. Az üzemelő gázelosztó rendszer bemutatása Gázminőség Az MSZ EN 437:2003 szabvány Wobbe szám tartomány szerint gázcsaládokat és gázcsoportokat különböztet meg. A földgázok a második gázcsaládhoz tartoznak, Wobbeszámuk MJ/m 3 között található. A gázcsaládon belül négy csoportot különböztetünk meg, a H, L, E és S gázcsoportot. A 19/2009 (I.30) Korm. rend. 66/A. (1) kimondja, hogy a földgáztermelő csak a 11. számú mellékletnek megfelelő minőségű földgázt táplálhatja be a szállító- vagy az elosztóvezetékbe. A hivatkozott melléklet gyakorlatilag az MSZ 1648:2000 számú magyar szabványt emeli jogszabályi szintre. A rendeletnek megfelelően Magyarországon 2H vagy 2S gázcsoportú földgázt lehet szolgáltatni, amelyek tüzeléstechnikai jellemzőit a 7. táblázat tartalmazza. 7. táblázat a magyar földgázszabványnak megfelelő gázcsoportok Gázcsoport jele 2H 2S jellemzők követelmények Wobbe-szám Névleges Wobbe-szám [MJ/m 3 ] Felső hőérték [MJ/m 3 ] Alsó hőérték [MJ/m 3 ] Forrás: MSZ1648:2000 Az FGSZ Földgázszállító Zrt. Orosházán és néhány környező településen (Battonya, Kardoskút, Mezőhegyes, Tótkomlós, Végegyháza) hazai termelésű 2S-jelű gázt biztosít, míg az ország nagy részén általánosan a 2H-s orosz gáz érhető el. Az Orosháza gázátadó állomáson mért fűtőérték a földgázelosztó honlapja szerint 29,59 MJ/m 3 (2014 február hónapban). Az Égáz-Dégáz elosztói területén ez az egyetlen ilyen terület, ezért a szimuláció során külön figyelmet kell fordítani arra, hogy a megfelelő gáztulajdonságokkal számoljunk. 21

23 4.1.2.Átadóállomások Az orosházi hálózatot jelenleg két gázátadó állomás látja el, ezek az Orosháza I. és Orosháza II-1. átadók. Az elszámolásnál az állomások összevont átadóként működnek lekötött kapacitásuk (n)m 3 /h. 8. táblázat Az orosházi gázátadó állomások kapacitás és nyomás adatai maximális kapacitás [(n)m 3 /h] névleges kiadási nyomás [bar] kiadási nyomás normál üzemmenet esetén [bar] lekötött kapacitás [(n)m 3 /h] Orosháza I ,9-3,2 Orosháza II ,4-5,9 Forrás: Het-Mir Körzeti nyomásszabályzó állomások A város területén 10 nyomásszabályozó állomás működik, melyek közül 3 db nagyközépnyomásról középnyomásra, 7 db pedig középnyomásról kisnyomásra szabályoz. 9. táblázat Orosháza területén működő nyomásszabályzók Nyomásszabályzó Építés Primer nyomás Szekunder Primer nyomás éve (névleges) nyomás Mikes u ,00 bar 3,00 bar 0,03 bar Március 15. tér ,00 bar 3,00 bar 0,03 bar Bercsényi u ,00 bar 2,50 bar 0,03 bar II. Üveggyári út ,00 bar 6,00 bar 3,00 bar Mező u ,00 bar 3,00 bar 0,03 bar Szabadság tér ,00 bar 3,00 bar 0,03 bar Kossuth téri ,00 bar 3,00 bar 0,03 bar Szentetornya ,00 bar 6,00 bar 3,00 bar Béke TSZ ,00 bar 6,00 bar 3,00 bar Előd u ,00 bar 3,00 bar 0,03 bar Forrás: Het-Mir Vezetékek Az orosházi gázhálózatban lévő vezetékek nagyközép, közép, és kisnyomáson üzemelnek. A hálózat összesen ,8 m vezetéket tartalmaz, ebből m gerincvezeték ,8 m pedig leágazó vezeték 7343 db leágazással, melyek mind az 22

24 Égáz-Dégáz Földgázelosztó tulajdonában vannak. A hálózat kiépítése 1965-ben kezdődött, a vezetékek átlagos életkora 25,4 év. 10. táblázat Az Orosháza I és II-1. gázátadó állomásokhoz csatlakozó vezetékek nyomásfokozat és anyag szerinti megoszlása Nyomásfokozat vezeték típusa Acél [m] KPE [m] Mindösszesen [m] gerincvezeték 1 439, , ,00 kisnyomás leágazó vezeték 2 201, , ,10 összes vezeték 3 640, , ,10 gerincvezeték 659, , ,00 középnyomás leágazó vezeték 7 993, , ,70 összes vezeték 8 652, , ,70 gerincvezeték , ,00 nagyközépnyomás leágazó vezeték 27,00 27,00 összes vezeték 0, , ,00 gerincvezeték 2 098, , ,00 Mindösszesen Forrás: Het-Mir leágazó vezeték , , ,80 összes vezeték , , , A fogyasztói szerkezet A gázelosztó hálózat összesen fogyasztó gázellátását biztosítja, melyek közül db 20 m 3 /h alatti lakossági fogyasztó (ebből 1196 db átalánydíjas), 81 db m 3 /h közötti mérőteljesítményű, 15 db m 3 /h közötti lekötésű ipari fogyasztó és 4 db 500 m 3 /h fölötti lekötésű nagyfogyasztó. 11. táblázat Az orosházi fogyasztószámok a fogyasztási kategóriák függvényében 20 m 3 /h alatti m 3 /h m 3 /h 500 m 3 /h fölötti Összesen Forrás: Het-Mir Az éves fogyasztások a 2008-től 2013-ig terjedő időszakban 21,7,4 és 30,4 Mm 3 között alakultak, melyek az egyes átadókon a 12. táblázatban látható módon oszlottak meg. A város órai gázfogyasztása a téli időszakban nagyobb hidegek esetén m 3 /h 23

25 között mozog, az eddigi legmagasabb értéket 2009 január 9.-én mérték az Orosháza I. átadón 6050 (n)m 3 /h az Orosháza II-1. átadón pedig 5726 (n)m 3 /h t amely összesen (n)m 3 /h-s órai gázfogyasztást jelent. 12. táblázat Orosháza éves gázfogyasztása [Mm 3 ] összesen Orosháza I Orosháza II ,6 14,5 13, ,6 14,7 10, ,4 15,1 15, ,6 13, ,4 11,2 11, ,7 11,5 10,2 Forrás: Sólyomszem Orosháza jelenlegi legjelentősebb nagyfogyasztója az orosházi üveggyár, (Guardian Orosháza Kft.) ahol síküveg gyártással foglalkoznak. Az üveggyár gázellátást jelenleg a MOL Nyrt. biztosítja szigetüzemben. Az üveggyártás technológiájából adódóan a gyárnak megközelítőleg állandó mennyiségű folyamatos gázfogyasztása van, mely órai szinten (n)m 3 /h között változik. Szintén a technológiából adódóan az üzemnek egy beállított fűtőértékű gázra van szüksége, ezért a gyár egy szintetikus-gáz rendszerrel is rendelkezik, amellyel a vezetékes gáz esetleges minőségingadozásait tudják kompenzálni, valamint gázhiány esetén folytathatják a termelést. Jelenleg a szintetikusgáz rendszer csak plusz biztonságként van jelen, a szigetüzemben a MOL Nyrt. megfelelő minőségű földgázt biztosít. A jelenleg használt gáz tulajdonságai a 13. táblázatban találhatók. 24

26 13. táblázat Az orosházi gázhálózatba táplált és üveggyár által használt gáz tulajdonságai. Összetevők Jellemző összetétel Orosháza I. - Orosháza II.-1 átadón Üveggyár által felhasznált metán 80,3011% 93% etán 2,006% 2% propán 0,545% 1% i-bután 0,129% <0,001% n-bután 0,129% <0,001% i-pentán 0,057% <0,001% n-pentán 0,040% <0,001% C6+ 0,085% <0,001% szén-dioxid 14,21% 3% nitrogén 2,494% 1% moláris tömeg [kg/kmol] 21,034 17,563 relatív sűrűség 0,726 0, fűtőérék [MJ/m 3 ] 29,6 34,2 égéshő [MJ/m 3 ] 32,82 37,41 Wobbe-szám [MJ/m 3 ] 38, ,04972 Forrás FGSZ, üveggyár, A Termelő Megkeresésében a Duna Fejlesztési Kft csak a létesítendő telephely helyszínrajzát, a betáplálni kívánt gáz mennyiségét, valamint az üzem tervezett indulásának dátumát adta meg a földgázelosztónak. 1. A betáplálni kívánt gáz mennyisége: 6600 Nm 3 /h, évi 8040 órában, folyamatos munkarendben 2. Az üzem tervezett indítása: 2015 A cég levelében a közölt adatokon felül kérte az elosztói engedélyest, hogy: adja meg a hálózati felcsatlakozás legközelebbi lehetőségének pontos helyét és feltételeit valamint, ismertesse a betáplálandó gázzal szemben támasztott fizikai és kémiai követelményeket. Az Égáz-Dégáz Földgázelosztó Zrt-nél végzett szakmai gyakorlatom során azt a feladatot kaptam, hogy vizsgáljam meg a szintetikus földgáz betáplálásának lehetőségeit, 17hidraulikai vizsgálat segítségével keressem meg az elosztórendszerhez való 25

27 csatlakozás optimális pontját. Szem előtt kellett tartanom ugyanakkor a termelőüzem minél jobb kihasználását is. Többféle megoldás körvonalazódott, azonban az elosztóhálózaton jelentkező gázigények szezonalitása, a termelő folyamatos üzeme, a hálózat műszaki és a földgáz minőségi jellemzői miatt nagy körültekintéssel kellett eljárnom Elvárások a betáplálással kapcsolatban Ugyan az Égáz-Dégáz és a földgáztermelő között még nem született semmilyen megállapodás, azonban van néhány irányelv melyet a szerződő felek ilyen esetekben alapul vesznek, amelyek jellemzően a következők: - A termelő a szabványnak megfelelő minőségű földgázt kell, hogy betápláljon az elosztóhálózatba, az Égáz-Dégáz által meghatározandó jellemzőkkel és nyomástartományban. - A betáplálásnak a felek által közösen meghatározandó, a legkisebb költséggel megvalósítható, és műszaki szempontból is megfelelő csatlakozási ponton kell történnie. - Mindkét fél érdeke az elosztóhálózaton történő zavartalan gázszolgáltatás Elvárások a földgáztermelő részéről A földgáztermelő 6600 (n)m 3 gázt állít elő óránként, évi 8040 órában, folyamatos munkarendben. A termelő érdeke hogy az általa termelt összes gázt értékesíteni tudja, hiszen az üzem csak így tud rentábilisan működni, egyéb esetben az egész beruházás létjogosultsága kérdésessé válik. A kihasználtság kérdése elsősorban a nyári időszakban jelent problémát, amikor a lakossági ügyfelek fogyasztása töredéke a télinek. Erre jelenthet megoldást az üveggyár bevonása a fogyasztók közé. Gázminőség tekintetében a termelőnek meg kell felelnie a szabványban előírtaknak, valamint alkalmazkodnia kell a helyi igényekhez. Jelen esetben ez az országos átlagtól eltérő, alacsonyabb fűtőértékű 2S gázcsoportú gázt jelent. Az üveggyár által használt gáz minősége is eltér az elosztóhálózatban használttól, ezért a betáplálandó gáz összetételének megválasztásánál körültekintően kell eljárni. A csatlakozási pontig kiépítendő vezeték a földgáztermelő költségén épül, így a termelőnek érdeke hogy ez a lehető legkisebb költséggel valósuljon meg. 26

28 Elvárások az Égáz-Dégáz részéről Az Égáz-Dégáz elvárásai, hogy a földgáz betáplálása csak a jelenlegi ellátással egyenértékű műszaki színvonalon történhet, azaz a csatlakozási pont előtt a termelőnek a földgáz tisztításának, szagosításának, mennyiségének, minőségének, hőmérsékletének, összetételének és fűtőértékének mérésére alkalmas berendezéseket kell saját költségén kiépíteni, majd üzemeltetni a kormányrendelet és az ÜKSZ vonatkozó előírásainak megfelelően. A termelőnek biztosítani kell, hogy a mérő, regisztráló berendezések által rögzített adatokhoz az FGSZ Zrt. által üzemeltetett átadási pontokhoz hasonlóan valós idejű hozzáféréssel rendelkezzen a Társaság. A fentieken túlmenően további elvárás, hogy a termelőnek olyan kiadási nyomásértéket kell biztosítania, hogy a gázfogadó állomásoknál a primer oldali nyomás azok működéséhez minden esetben elegendő legyen, nem haladhatja meg ugyanakkor a meglévő gázelosztó rendszer engedélyezési nyomását (10 bar). A betáplált gáz által a rendszerben okozott gázminőség változás nem haladhatja meg a földgázelosztó által meghatározott mértéket, amely az általam vizsgált esetben +/- 5% volt. A földgáz elosztóhálózatba történő betáplálásának feltétele, hogy a termelő rendelkezzen rendszerhasználóval (kereskedővel vagy felhasználóval) kötött szerződéssel a kitermelt földgáz kapacitásának átvételére, lekötésére, felhasználására A hidraulikai szimulációhoz használt adatok és szoftverek A hidraulikai vizsgálathoz felhasznált adatok A hálózat topológiáját az Égáz-Dégáz Détér térinformatikai rendszere, a műszaki adatokat a HET-MIR műszaki adatbázis, a fogyasztási adatokat az SAP vállalatirányítási rendszer, az átadók nyomás, gázhőmérséklet és teljesítményadatait a Sólyomszem távadatgyűjtő és megjelenítő rendszerek és a Nomal-H Adatcentrum segítségével gyűjtöttem össze. A bázisállapot meghatározásához az Égáz-Dégáz Földgázelosztó Zrt. Orosházi Üzemegységének üzemeltetési tapasztalatai, nyomásmérési adatai is rendelkezésemre álltak. 27

29 A szimulációhoz felhasznált szoftverek bemutatása Carpathe A hidraulikai szimulációkat az Égáz-Dégáz által használt Carpathe V5 nevű szoftver es verziójával végeztem. A szoftver francia fejlesztésű, a cég anyavállalata a GDF SUEZ is ezt a szoftvert használja gázipari gyakorlatában. Az alkalmazás használható hálózattervezésre, hidraulikai szimulációk, tanulmányok készítésére és hidraulikai problémák vizsgálatára, hálózatüzemeltetés támogatására. Bár a Carpathe program által használt számítási metódust a szoftverfejlesztő cég nem adja ki, a szoftver által kért alapadatokban felismerhetők a csővezetéki áramlásra vonatkozó képletekben szereplő állandók és változók. A szimulációhoz szükséges alapvető paramétereket meghatározza a csővezetéki gázáramlás alapképlete Ahol: p 1 : kezdőnyomás (abszolút) [bar] p 2 : végponti nyomás (abszolút) [bar] λ: csősúrlódási tényező M: a gáz moláris tömege [kg/kmol] T: a gáz hőmérséklete [K] z: kompresszibilitási tényező l: a vezeték hossza [m] d: a vezeték átmérője [m] q: gázáram [(n) m 3 /h] p n : 101,325 Pa =1,01325 bar T n : 273,16 K R: 8314,33 J/kmolK A fentieknek megfelelően a program alapvetően három adattípusból táplálkozik. 1. A hálózatot leíró műszaki adatok: hossz, átmérő, anyagminőség, csomópontok, nyomásszabályzók adatai, valamint a vezetékek magassági adatai melyek a DÉTÉR illetve a HET-MIR nevű alkalmazásokból származnak 28

30 2. Számításhoz szükséges alapadatok: földgáz adatok (minőség, hőmérséklet, relatív sűrűség), egyéb meteorológiai adatok (pl.: napfokszám). Ezen adatok a FGSZ Zrt. adatszolgáltatásából és az Országos Meteorológiai Szolgálattól származnak. 3. A fogyasztási adatok: a fogyasztók kapacitás adatait a francia gyakorlatnak megfelelően több kockázati szinthez (a fűtési küszöbhőmérséklet, illetve a 2% és az 50%-os kockázati szint) rögzítjük. A kapacitásadatok az SAP vállalatirányítási, számlázási rendszerből, egy segédprogram közbeiktatásával számíthatók. A 2% és 50%-os kockázati szintek azokat a legalacsonyabb külső hőmérsékleti értékeket jelölik, amelyek átlagosan 2% illetve 50% eséllyel, vagyis 2% esetén 100 évente kétszer, 50% esetén pedig minden második évben fordulnak elő. Ezeket az értékeket egy, az Égáz-Dégáz által korábban készíttetett tanulmány szerint meteorológiai adatok visszamenőleges elemzésével, az éves hőmérsékleti minimumok figyelembevételével határozták meg. A Dél-Alföldi régióban ezek az értékek a következőképpen alakulnak: a 2%-os kockázati szint a -20 C-ra az 50%-os kockázati szint pedig -10 C-ra esik. [3] Az földgázelosztónak a kormányrendelet szerint legalább -12 C középhőmérsékletig kötelessége a szolgáltatás biztosítása az egyetemes szolgáltatásra jogosultak részére, a gyakorlatban azonban arra kell törekedni, hogy ennél jóval alacsonyabb külső hőmérséklet esetén is zavartalan maradjon a szolgáltatás. A hőmérséklet csökkenésével párhuzamosan nyilvánvalóan egyre nagyobb lesz a felhasznált gáz mennyisége, ezért a hidraulikai szimuláció során -12 C-os és -20 C-os külső hőmérséklet értékekkel számoltam. A nyári időszakban az elosztóhálózaton a lakossági gázfelhasználás kicsi. A gáztermelő folyamatos üzeme miatt a nyári állapot esetén is biztosítani kell az üzem megfelelő kihasználtságát, ezért a hidraulikai vizsgálatok során ezt is szem előtt kellett tartanom. DÉTÉR Az Égáz-Dégáz által használt térinformatikai rendszer, amelyben a digitális térképállomány, valamint a szkennelt D-tervek érhetők el. A program segítségével elérhetők a vezetékek nyomvonalai, a vezetékekhez tartozó szerelvények helye és paraméterei (pl.: védőcső helye és átmérője), fontosabb tereptárgyak helye, valamint az ezekhez tartozó műszaki megírások. A program az azonos kategóriába eső információkat (pl.: vezetéknyomvonalak, vezeték feliratok, műszaki megírások, topográfia) különböző 29

31 rétegeken tárolja, melyeket ki-be kapcsolhatunk. (Az alkalmazás az adatokat EOV koordinátákkal tárolja). HET-MIR Műszaki adatbázis, amelyben a vezetékek D-terveiből, a tervtárból, valamint az egyéb forrásokból származó információk találhatók. Segítségével elérhetők a társaság tulajdonában lévő vezetékek, nyomásszabályzók és egyéb műtárgyak jellemző műszaki adatai, karbantartási naplói, az estleges meghibásodások és javítások is itt kerülnek bejegyzésre. Az előbb felsoroltakon kívül a HET-MIR még számos olyan funkcióval rendelkezik, amelyre a szakdolgozat elkészítése során nem volt szükségem. Sólyomszem és Nomal A Sólyomszem az Égáz-Dégáz által alkalmazott távadatgyűjtő és megjelenítő archívum, amely nagyfogyasztók fogyasztási adatainak gyűjtésére és tárolására szolgál, de kísérleti jelleggel bizonyos háztartási fogyasztóktól is érkezik információ. A fogyasztói adatok rögzítésén kívül a program másik fő funkciója a gázátadó állomásokon mért gázmennyiségek és gázminőségek rögzítése. A szoftver legkisebb mérési intervalluma 1 óra ezért a mért adatokat órás bontásban képes megjeleníteni. Az Égáz-Dégáznál a Sólyomszem szerepét egyre inkább átveszi a Nomal-H Adatcentrum, amelynek segítségével az adatgyűjtésen túl az allokálással kapcsolatos teendőket is végzik. 30

32 4.4. Bázisállapot Feladatomban az Égáz-Dégáz orosházi vezetékhálózatának viselkedését vizsgáltam. Jelen állapotában a hálózat zavartalanul működik, a fogyasztói végpontokon a nyomás megfelelő, a földgázelosztóhoz nem érkezett olyan fogyasztói bejelentés, amely a szolgáltatás elégtelenségét mutatná. A fogyasztói igényeket vizsgálva megállapítható, hogy azok új betáplálási pont kialakítását nem indokolják. Ahhoz, hogy a hidraulikai modellel a valós állapotokat állítsuk elő, reprodukálni kell a mérésekkel meghatározott végponti nyomásértékeket az átadókon mért valós gázátvételek mellett. Az így leképzett hálózat a szolgál alapul az összes további szimulációhoz. A Carpathe szoftver számításomban - a m 3 /h mérőteljesítmény alatti fogyasztók, valamint a m 3 /h mérőteljesítmény közötti fogyasztók gázterhelését, vezetékszakasz szinten kezeli, amelyeket a leolvasási és profil adatokból képezünk egy meghatározott algoritmus szerint. Az algoritmus leírása nem képezi jelen szakdolgozat tárgyát. A 100 m 3 /h mérőteljesítmény fölötti nagyfogyasztók önálló elvételi pontként szerepelnek. Miután felállítottam egy működőképes modellt, ami a valóságnak megfelelően szimulálja a hálózati nyomásviszonyokat, hozzáláthattam a tényleges probléma megoldásához. Több lehetséges csatlakozási pontot is vizsgáltam, hogy az elosztói engedélyes több alternatív betáplálási pontot is fel tudjon kínálni a projektfejlesztőnek. A fő kérdés az volt, hogy melyik esetben van a tervezett üzemnek nagyobb kihasználtsága, melyik betáplálási pont esetén tud több távvezetéki gázt kiváltani. Az üzem szimulációját úgy oldottam meg, hogy a helyrajzi szám alapján beazonosított telephelyre a modellben elhelyeztem egy távvezetéki nyomásszabályzót, amely ebben az esetben a termelési/betáplálási pontot volt hivatott jelenteni, amelynek kiadási nyomását tetszőlegesen szabályozhattam, a kiadott gáz mennyiségét pedig a megkeresésben meghatározott 6600 (n)m 3 /h -ra állítottam. 31

33 4.5. Első megoldás: betáplálás középnyomású elosztóhálózatba A szintetikus gázüzem tervezett helye néhány száz méterre található az orosházi középnyomású hálózattól, az ide történő gázbetáplálási alternatívát vizsgáltam elsőként. Első lépés az elosztóhálózat üzemhez legközelebb eső pontjának kiválasztása, amely alkalmas a szintetikus földgáz befogadására. Az elosztóhálózat legközelebbi pontja mintegy m távolságban található a termelőüzem tervezett helyétől. Az üzemelő gázelosztó rendszerhez való csatlakozás miatt kiépítendő új vezetéket a földgáztermelő saját költségén építi, így érdekében áll, hogy a lehetőségekhez mérten leggazdaságosabb megoldás mellett döntsön. Másik probléma, hogy a csatlakozásra kiválasztott vezetékszakasz (valamint területen szóba jöhető többi vezeték is) túl szűk keresztmetszetű ahhoz, hogy a tervezett maximális gázáramot szállítani tudja. A szimuláció során először azt vizsgáltam, hogy a meglévő elosztóhálózat bizonyos vezetékeinek bővítésével hogyan változik a meglévő és a tervezett új betáplálási pont teljesítménye, illetve milyen beavatkozások szükségesek a rendszeren ahhoz, hogy a szintetikus gázüzem kihasználtsága minél jobb legyen A melléklet 5. ábráján láthatóak a bővítendő vezetékszakaszok, amelynek hossza és átmérője kiinduláskor az alábbi: 115m DN 32 PE SDR m DN 110 PE SDR m DN 160 PE SDR m DN 200 PE SDR 11 A csatlakozásra kiválasztott vezetékszakaszon az üzemi nyomás jelenleg 3 bar. Már a vizsgálat legelején kiderült, hogy ha a termelőt úgy kapcsoljuk be a hálózatba, hogy az összes jelenleg is működő körzeti nyomásszabályzó üzemel, akkor a vezetékek átmérőjétől függetlenül - igen kis szintetikus-gáz mennyiséget tudunk csak az elosztóhálózatba juttatni. Ennek oka az orosházi gázhálózat topológiájában keresendő: a hálózat jelenlegi kiépítésében ellátja feladatát, nincs szükség plusz gázra. Ahhoz, hogy vizsgálni tudjam az üzem kihasználtságát, egyenként kikapcsoltam a gázfogadókat és minden lépés után egy-egy új szimulációt lefuttatva ellenőriztem, hogy a gázellátás miképpen alakul. Tapasztalataim azt mutatták, hogy az un. Béke Tsz, és Üveggyár fogadók kikapcsolása szükséges ahhoz, hogy az új betáplálási pontról számottevő mennyiségű szintetikus gáz juthasson a gázelosztó rendszerbe. 32

34 A gázfogadók kikapcsolását követően vizsgáltam, hogy az esetleges vezetékbővítések hogyan befolyásolják az áramlási viszonyokat, a termelőüzem kihasználtságát. Első lépésben a DN 32-es vezetékszakaszt cseréltem DN 110-re, mivel az eredeti átmérő mindenképpen kevés lett volna a célul kitűzött gázmennyiség szállításához. Ezt követően a vezetékszakasz fokozatos bővítése mellett (DN 110 es átmérőtől egészen DN 315-ös átmérőig) minden egyes bővítési lépésnél szimulációkat futtattam -12 C és -20 C-os külső hőmérsékleti adatokkal, 3 bar betáplálási nyomás mellett. A szimulációk során kiderült, hogy a DN 110-es vezetékátmérő már -12 C külső hőmérséklet esetén sem képes a hálózatban a megfelelő nyomásértékek biztosítására. Ezt követően lefuttattam ugyanezeket a szimulációkat 3,8 bar betáplálási nyomás mellett. 3,8 bar betáplálási nyomás esetén csak 20 C kockázati szintnél estek a nyomásértékek egyik fogyasztónál sem estek a kritikus szint alá, de az üzem kihasználtsága így is alacsony maradt. Az előzőek alapján ezt a megoldási lehetőséget elvetettem. DN 160-as átmérőtől már nem volt ilyen probléma, az ellátás -20 C esetén is zavartalan maradt. Az ezt követő vezetékbővítésekre már mind az üzem minél magasabb fokú kihasználtsága miatt volt szükség. A szimulációk eredményei a 2. melléklet 15. és 16. táblázatában vannak feltüntetve. Az egyes átmérőkre történő bővítés nyomvonalai szintén a mellékletben találhatók (5. ábra) Az ennél a csatlakozási megoldásnál felmerülő vezetéképítési költségek igen jelentősek, hiszen ahhoz, hogy az üzemnél megfelelő kihasználtsági szintet tudjunk elérni, hosszú vezetékszakasz cseréjére van szükség, a költségek pedig a vezetékátmérők növekedésével, illetve az egyre hosszabb vezetékszakaszok cseréje esetén emelkednek. A vezetékcsere költségéhez még hozzáadódik a csatlakozáshoz szükséges új vezetékszakasz, amely termelőtől a meglévő vezetékkel létesítendő csatlakozási pontig kerül lefektetésre. Az egyes tervezett vezetékátmérők esetén cserélendő vezetékszakaszok hossza és a hozzájuk tartozó vezetéképítési költségek a következő táblázatban találhatók. 33

35 10. táblázat Az egyes vezetékátmérőkhöz tartozó vezetéképítési költségek Középnyomás vezetéképítési költség Átmérő Cserélendő vezetékszakasz hossza Költség DN m Ft DN m Ft DN m Ft DN m Ft DN m Ft Mint az a 2. mellékletben található eredményekből látszik, még egészen nagy vezetékátmérőkkel, (DN 250, DN 315) és -20 C külső hőmérséklet esetén is csak az üzem maximális kapacitásának 80-90%-át sikerül kihasználni. A valóságban ilyen alacsony külső hőmérséklet és ekkora fogyasztás azonban csak nagyon ritkán realizálódik, a nyári időszakban pedig az üzem kihasználtsága egészen alacsony lenne. (A nyári időszakban Orosháza város gázigénye m 3 /h körül alakul.) Így a jelentős vezetéképítési költségek és az alacsony kihasználtság miatt nem valószínű, hogy a termelő emellett a megoldás mellett döntene Második megoldás: betáplálás nagyközépnyomású elosztóhálózatba A második megoldásként az üzem telekhatárán futó nagyközépnyomású gázelosztó vezetékbe történő betáplálás lehetőségét vizsgáltam. A meglévő DN 160 PE SDR 11 vezeték a valóságban 5,4-5,9 bar közötti nyomáson üzemel, a gázt az Orosháza II-1.-es gázátadó állomástól kapja. A csatlakozás költségei ebben az esetben elhanyagolhatóak, hiszen a termelőnek csak a telekhatárán húzódó nagyközépnyomású vezetékre kell csatlakoznia. Számításaimban az Orosháza II-1. gázátadó kiadási nyomása 6 bar. Első lépésben 6 bar termelői betáplálási nyomással végeztem szimulációkat. Azt tapasztaltam, hogy a hálózat topográfiája miatt a termelő csak a Béke Tsz és a Szentetornya gázfogadók irányából volt képes csekély mennyiségű gázt juttatni a középnyomású elosztóhálózatba, mivel a középnyomású rendszer jelentős részébe továbbra is az Üveggyár gázfogadó felöl, az Orosháza II-1 gázátadóról, valamint a déli városrészbe az Orosháza I. gázátadóról érkezett a földgáz. 34

36 Az Orosháza II-1 gázátadó állomás zárásával a fent vázolt probléma kiküszöbölhető, azonban az ellátásbiztonságra való törekvés megköveteli, hogy fennmaradjon a lehetőség a szállítóvezetékből történő gázellátásra is. A következő lépésben a termelői betáplálási nyomást 8 bar ra emeltem. 8 bar betáplálási nyomásnál az Orosháza II-1. átadóállomás kikapcsolása nem szükséges, mivel a hálózat kiépítéséből adódóan az csak akkor lép működésbe, ha a szekunder oldalán a nyomás a saját betáplálási nyomása (6 bar) alá csökken. (A Carpathe programban ez beavatkozás nélkül megvalósul, az így működő berendezés műszaki kialakításának módját szakdolgozatom nem tárgyalja.) Az ellátásbiztonság miatt tehát a termelési pont kiadási nyomását megfelelően megválasztani, és a szállítóvezetéki betáplálási pont kiadási nyomása (6 bar) fölött kell tartani. A szimulációkból megállapítható volt, hogy a termelőtől a csatlakozási pontig építendő néhány méteres vezetékszakasz átmérője nem lehet kevesebb, mint DN160. Nagyobb átmérő sem szükséges, mivel a termelési pont kihasználtságára az már nincs hatással. Mint a 3. mellékletben található táblázatokban is látszik, az eredmények rendre megegyeznek, tehát a vezetékátmérő nem jelent szűk keresztmetszetet. Az fentiekben vázolt viszonyok mellett tehát nem volt az elosztóhálózaton probléma az ellátással, az üzem kihasználtsága -20 C-os külső hőmérséklet esetén 90% körüli volt, de a nyári időszakban továbbra is csak kapacitásának töredéket tudta az elosztóhálózatba juttatni Betáplálás a nagyközépnyomású elosztórendszerbe a gázfogadó állomások átállításával Abbéli törekvésemben, hogy az üzem kihasználtságát növelni tudjam, a következő lépésként a város északi részén lévő gázfogadó állomások (Szentetornya, Béke Tsz., Üveggyári gázfogadó) szekunder oldali nyomását emeltem 3 bar -ról 3,5 bar ra, hogy így azok több gázt juttassanak az üzem felől a középnyomású vezetékszakaszba. Cél volt, hogy az északi gázfogadók minél inkább vegyék át a város déli részén található, 3 bar kiadási nyomású Orosháza I. gázátadó szerepét. Ez a módosítás gyorsan kivitelezhető és nem jár plusz költséggel sem a földgázelosztó, sem a termelő számára. A szimulációk során azt tapasztaltam, hogy az üzem kihasználtsága meghaladja a tervezett üzem maximális kapacitását. A Carpathe nem tudja kezelni az átadóknál beállított maximális kapacitásokat, hanem végtelennek tekinti azokat. Ha a 35

37 szimulációkban a termelő a kapacitásánál több gázt táplál be a hálózatba, program csak a tervezett kapacitás túllépésének mértéket jelzi. Az ilyenkor bekövetkező esetleges gázhiányt azonban a program nem képes kezelni. Az előzőek miatt a termelőt a hálózattal összekötő vezeték átmérőjének változtatásával próbáltam a termelő kapacitását modellezni. A szimulációk során az üzem kapacitását nem meghaladó legnagyobb kihasználtságot d 113 belső átmérőjű vezetékkel lehetett elérni. A valóságban az Orosháza II-1. átadóállomás a hiányzó gázmennyiséget, amit a termelő már nem lenne képes betáplálni, biztosítani tudná. A módosítás eredményes volt, hiszen sikerült megközelíteni maximális üzemkihasználtságot a téli időszakban, a nyári időszakban pedig sikerült maximalizálni a kihasználtságot, hiszem 20 C külső hőmérsékletnél az üzem egész Orosháza gázigényét képes kielégíteni. (7. melléklet 15. ábra) Bár az üzem kihasználtsága nőtt, a folyamatos üzemből fakadó nyári kihasználtsági probléma továbbra is megoldásra vár. A szimulációk eredményei a 4. melléklet táblázataiban találhatóak Betáplálás a nagyközépnyomású elosztórendszerbe a gázfogadó állomások átállításával és vezetéképítéssel A korábbi betáplálási módoknál nem sikerült elérni azt, hogy az üzem az enyhébb időszakokban is nagyobb kihasználtsággal tudjon működni. Ezt a problémát szerettem volna megoldani. A nagyobb kihasználtságot gátló egyik ok, hogy Orosháza gázhálózatát két nagy részre északi és déli - lehet felosztani, amelyek az Orosházát középen keresztül szelő vasúti pálya két oldalán helyezkednek el. Ezt a két oldalt csak viszonylag kevés vezeték köti össze egymással. A másik ok, hogy Szentetornya gázfogadó csak viszonylag szűk keresztmetszeten képes a termelő felől érkezett gázt a hálózatba táplálni, ezzel jelentős mértékben korlátozva annak kihasználtságát. Az 5. mellékletben a 11. ábrán látható, fehérrel jelölt vezetékszakasz DN 110-esre történő bővítésével illetve a meg lévő vezetékek összekötésével kialakított új ággal terveztem megnövelni a termelő által a déli hálózatrészbe betáplált gázennyiséget. Az itt felmerülő vezetéképítési költségek közel sem akkorák, mint a középnyomásba történő betáplálás esetén. Az építendő 473 m DN110 PE SDR 17.6 gázelosztóvezeték építési költsége Ft lenne. 36

38 A vezetékbővítés után végzett szimulációk azt mutatták, hogy az eddigi megoldások közül ez a verzió biztosítja a legjobb kihasználtságot az üzem számára. A Carpathe fentebb említett hibája miatt itt is a termelőt az elosztóhálózattal összekötő vezeték átmérőjével próbáltam szabályozni a betáplált mennyiséget. A valóságban azonban - mint azt a korábbi megoldásoknál már említettem - erre nem lenne szükség, ha a termelő 8 bar -on, az Orosháza II-1. átadó 6 bar-on üzemel. A szimuláció eredményei az 5. melléklet számú táblázataiban találhatók. A szimuláció eredményei azt mutatják, hogy kikapcsolt Orosháza II-1. átadóállomás esetén az üzem több mint 1000 (n)m 3 - rel több gázt képes az elosztórendszerbe juttatni. (5. melléklet, 9. és 10. ábra). Azonban, mint ez az eredményekből is látszik, az így nyert plusz betáplált mennyiség már meghaladta az üzem tervezett kapacitását. Az Orosháza II-1. gázátadó állomás kikapcsolása ennél a megoldásnál már elméletben sem megengedett, mivel alacsony külső hőmérsékletek és ehhez tartozó extrém fogyasztási adatok esetén az üzem már nem képes önmagában biztosítani a szükséges gázmennyiséget. A megnövekedett betáplálási kapacitás ugyanakkor lehetőséget adott az üzem kihasználtságának finomhangolására. Az üzem működését 12 C külső hőmérsékletre próbáltam optimalizálni 6 bar -on üzemelő Orosháza II-1. átadó mellett. Mivel ez a kockázati szint sokkal gyakrabban fordul elő, célszerű, ha az üzem ilyen külső hőmérséklethez tartozó fogyasztások mellett már a teljes kapacitását értékesíteni tudja. Mint a táblázatokból (30-31.) látszik ez sikerült is, hiszen d110-es vezetékkel (amely a fent említett okok miatt a valóságban lehet DN 160-as PE vezeték) -12 C külső hőmérséklet mellett az üzem 6628,36 (n)m 3 gázt képes az elosztóhálózatba juttatni, amely 100,4%-os kihasználtságot jelent. A nyári időszakban betáplált mennyiséget ennél a megoldásnál sem lehet már növelni, hiszen ott a hálózaton mért fogyasztás kevés ahhoz, hogy teljes kihasználtságot biztosítson. Az viszont mindenképpen pozitív, hogy ekkor az üzem képes Orosháza teljes gázigényének kielégítésére. A csak az elosztóhálózatba történő betáplálási megoldások közül ez utóbbi volt a legeredményesebb, bár - véleményem szerint - még ez is csak nagy kompromisszumok árán valósulhat meg. A termelő csak a téli hónapokban, alacsony külső hőmérsékletek esetén tud teljes kapacitáson betáplálni. A nyári időszakban vagy korlátozza termelését vagy valamilyen más alternatívát kell választani a gáz értékesítésére. A betáplálási pontok hatását a 7. melléklet ábrái mutatják. 37

39 4.7. Harmadik megoldás: Betáplálás a nagyközépnyomású elosztóhálózatba az üveggyár bekapcsolásával Az előző megoldásban felmerülő dilemma feloldásául szolgálhat a következő betáplálási opció. Az Orosháza területén található Guardian Orosháza Kft. síküveggyárának gázellátását jelenleg egy, a MOL Nyrt. által üzemeltetett gázátadó biztosítja. Az üveggyár bekapcsolása az elosztói hálózatba megoldhatná az üzem nyári időszakban bekövetkező kihasználatlanságát. A MOL Nyrt. az orosházi gázhálózatba táplált gáztól (2S) eltérő minőségű, magasabb fűtőértékű gázt biztosít az üveggyár számára. Az üveggyárnak a síküveg gyártási technológiájából kifolyólag magasabb fűtőértékű gázra van szüksége, mint amit az orosházi elosztóhálózatban használnak. Ezt a gázminőséget korábban a rosszabb minőségű gáz és egy szintetikus gáz-rendszer együttes alkalmazásával biztosították. A 2S-es gáz fűtőértékét egy izobután és levegő keverékéből álló gázeleggyel javították a szükséges szintre. Ez a szintetikus-gáz rendszer még napjainkban is rendelkezésre áll, azonban most csak egy esetleges gázhiány miatti leállás esetére, tartalék gázforrásként szolgál. Az üveggyár órai fogyasztása 4800 és 5200 n(m) 3 /h között van, a csatlakozási nyomás az átadás-átvételi ponton minimum 5,5 bar. Az üveggyárba történő betápláláshoz a gyárat be kell kapcsolni az elosztói hálózatba úgy, hogy a gázt a telekhatárán húzódó nagyközépnyomású vezetékből tudja vételezni. Ez a megoldás mind az üveggyár, mind a termelő szempontjából a legmegfelelőbb, hiszen így a csatlakozási költség alacsony, továbbá a szükséges gázmennyiséget a kívánt nyomáson a meglévő vezetékszakaszok közül módosítás és új vezeték építése nélkül, ezen a nagyközépnyomású szakaszon biztosítani lehet. Ennél a megoldásnál 6 és 8 bar betáplálási nyomásokkal, többféle vezetékátmérővel (mind a termelő mind az üveggyár elosztóhálózathoz való csatlakozásánál), -20 C, -12 C és 20 C külső hőmérsékletekkel futtattam a szimulációkat. Az Orosháza II-1. átadóállomást ennél a megoldásnál minden esetben bekapcsolt állapotban hagytam, hiszen ha a termelő az üveggyár gázellátását is biztosítani kívánja, akkor az a kapacitásának jó részét leköti, így az elosztói hálózatba az üzem felől már kisebb gázmennyiség jut. A szimulációk azt mutatták, hogy 6 bar -os betáplálás esetén az üzem kihasználtsága itt is alacsony marad, hiszen ilyenkor az üzem nem képes átvenni az Orosháza II-1. 38

40 távvezetéki átadó szerepét. Ezért a szimulációkat továbbiakban 8 bar betáplálási nyomással futtattam. Megvizsgáltam azt az esetet is, amikor az Orosháza II-1. átadó és az üveggyár közötti nagyközépnyomású vezetékszakasz kikapcsolt állapotban van. Mivel a beavatkozás a kihasználtság csökkenéséhez vezetett, elvetettem az ötletet. A szimuláció eredményei a 6. mellékletben találhatóak Ezt követően 8 bar betáplálási nyomásnál vizsgáltam, hogy különböző vezetékátmérőknél (mind a termelő mind az üveggyár csatlakozásánál) mekkora az üzem kihasználtsága illetve biztosítható-e az üveggyár 5,5 bar os csatlakozási nyomása. Az üzem kihasználtsága az üveggyár elosztóhálózatba kapcsolása esetén, mint ez a táblázatok adataiból (6. melléklet) is látszik, mind a téli, mind a nyári időszakban maximális. Ahol a táblázatban 6600 (n)m 3 /h t meghaladó értéket látunk, ott a valóságban az üzem kapacitásán felüli gázmennyiség a másik két átadón oszlik meg. A termelői oldalon a vezetékeket DN 200-as átmérőjűre cserélve rekordkihasználtságot sikerült elérnem, amely ugyanakkor már jóval túlmutat az üzem tervezett kapacitásán. Ezt a megnövekedett kihasználtságot a hálózat eddigi fogyasztásán felül az üveggyár jelentette 5200 (n)m 3 /h-s pluszterhelés, valamint az a tény okozza, hogy a nagyobb vezetékátmérő miatt megnövekedett gázáram és a nagy (8 bar) betáplálási nyomás miatt az elosztórendszer gázellátásában az üzem még dominánsabbá válik, mint korábban. A szimulációk eredménye szerint mind a termelői, mind az üveggyár felőli oldalon legalább egy DN 160 átmérőjű vezetékre van szükség ahhoz, hogy az üveggyár által meghatározott 5,5 bar csatlakozási nyomás biztosítva legyen. Az eddigi megoldások közül ez a változat biztosítja a legnagyobb kihasználtságot az üzem számára, valamint itt megoldódik a nyári időszakban az elosztóhálózatban jelentkező fogyasztáscsökkenés okozta probléma is. Az elosztóhálózatba kapcsolt üveggyár - mint nagyfogyasztó - egy állandó, nagy gázigényű elvételi pont, amely az üzem kapacitásának jelentős részét folyamatosan felhasználja. A termelőtől érkező többletgázt pedig az elosztóhálózat a nyári időszakban is képes felvenni. Véleményem szerint ez a megoldás lehet a legrentábilisabb az összes közül, hiszen a termelő egész évben értékesíteni tudja az üzem teljes kapacitását, a vezetéképítési költségek pedig minimálisak. Egyedül a 8 bar ra történő komprimálás költsége jelenthet plusz költséget. A probléma ezzel a megoldással, hogy ha a termelő az üveggyárba és az elosztói hálózatba is szeretne gázt juttatni, akkor ezt csak az elosztóhálózatba jelenleg is betáplált 39

41 2S-es gáz fűtőértékével megegyező gázkeverékkel teheti meg. Ez az alacsonyabb fűtőértékű gáz azonban nem felel meg az üveggyár technológiai követelményeinek. Ahhoz, hogy a gáz fűtőértékét feljavítsa, az üveggyárnak újra üzembe kell helyeznie szintetikus-gáz rendszerét. Ez nyilvánvalóan plusz költséggel jár, ezért a termelőnek körültekintően kell eljárnia a gáz árazását illetően és úgy kell megegyeznie az üveggyárral, hogy annak megérje felvállalni ezt a pluszköltséget, A termelőnek természetesen folyamatosan a jelenlegivel megegyező szintű ellátásbiztonságot kell nyújtania A hidraulikai szimuláció eredménye A fentiekben bemutatott megoldások mindegyike kivitelezhető, de nem feltétlenül rentábilis a termelő számára. A középnyomásba történő betáplálás biztosítja a legalacsonyabb kihasználtságot mind a téli, mind a nyári időszakban, mindezt pedig jelentős vezetéképítési költség mellett tudja teljesíteni. A nagyközépnyomásba való betáplálás már egy sokkal jobb alternatíva, 6 bar betáplálási nyomás mellett azonban itt is alacsony marad az üzem kihasználtsága. Az Orosháza II-1. gázátadó kikapcsolása pedig, amely ekkora betáplálási nyomás mellett magasabb kihasználtságot eredményezne, ellátásbiztonsági problémát okozna. A 8-bar -on történő betáplálás már elfogadható alternatívát jelenthet a termelő számára. A Szentetornya, Béke TSz. és az Üveggyár körzeti nyomásszabályzók kiadási nyomásának emelésével, valamint a dolgozatban részletezett középnyomású összekötő vezetékszakasz opcionális megépítésével a megoldás hatékonysága még tovább növelhető. Az egyetlen probléma a megoldással a nyári időszakban jelentkező alacsony kihasználtság, így a termelőnek ebben az időszakban korlátoznia kell a termelt gáz mennyiségét vagy más irányba kell értékesítenie azt. Az üveggyár elosztóhálózatba történő bekapcsolásával megoldódik a nyári kihasználatlanság problémája, nem szükséges sem a körzeti nyomásszabályozók átállítása, sem új vezeték építése. Az összes megoldás közül ez biztosítja a legmagasabb kihasználtságot,amely ráadásul éves szinten is csak akkora csökkenés mutat amelynél az üzem kihasználtsága még mindig a maximálishoz közeli. Így -20 C os külső hőmérsékletnél az üzemre eső terhelés 7440,37 (n)m 3 /h (amely a valóságban 6600 (n)m 3 /h -ban limitált, az ezen felüli terhelést átveszi az Orosháza II-1. gázátadó) 20 C nál pedig ugyanez az érték még mindig 6470,18 (n)m 3 /h. Ezek az értékek tovább növelhetők az üzemet az elosztóhálózattal összekötő vezeték átmérőjének növelésével. A dilemma 40

42 ezzel a megoldással kapcsolatban a gázminőség kérdése, itt a termelő két lehetőség közül választhat. Ha az elosztóhálózaton vételező felhasználók részére is akar gázt értékesíteni, akkor a hálózatban jelenleg is használt 2S es, 29, MJ/m 3 fűtőértékű gázzal megegyező minőségű gázt kell betáplálnia. Ebben az esetben azonban úgy kell megegyeznie az üveggyárral az árazást illetően, hogy annak (mivel számára ez az alacsony fűtőérték nem megfelelő) a fűtőérték javításának érdekében kifizetődő legyen újra üzembe helyezni szintetikus-gáz rendszerét. A másik megoldás, hogy a termelő az üveggyár technológiai szükségleteinek megfelelő 2H-s 34,2 MJ/m 3 fűtőértékű gázt állít elő, ezt azonban csak az üveggyár számára tudja értékesíteni egy célvezeték létesítésével. Mivel az ellátás ebben az esetben az elosztóhálózattól független, ezért a dolgozatomban nem foglalkoztam ezzel a megoldással. Elmondható azonban, hogy a földgáztermelőnek limitálnia kell az üzem által termelt gáz mennyiségét, így igazodva az síküveggyár által felhasznált mennyiséghez, vagy más módon kell értékesíteni a fennmaradó gázmennyiséget. Említésre méltó még, hogy a síküveggyár mellett egy másik cég tulajdonában lévő öblösüveggyár is található, folyamatos (n)m 3 /h gázfogyasztással. Ennek részleges vagy teljes kiszolgálása a jövőben jelentős fejlesztési lehetőség, azonban jelenleg túlmutat az üzem tervezett kapacitásán. 41

43 5. Összefoglalás Nyári gyakorlatom során egy szintetikus földgáz-előállító üzem gázelosztó hálózathoz való csatlakozásának, valamint az üzem minél jobb kihasználásának lehetőségét vizsgáltam valós megkeresés alapján. Dolgozatomban összefoglaltam a szintetikus földgáz elosztói hálózatba való betáplálására vonatkozó jogszabályokat, mind a termelői mind, a rendszer-üzemeltetői oldalról. Ismertettem az üzemben alkalmazni kívánt szintetikus metán előállítási technológiákat, melyek a TCG szintézisgáz előállítási technológiát valamint az ehhez (a szabadalomtulajdonos áltál) javasolt két katalitikus metanizációs eljárást foglalják magukba, valamint ismertettem az ily módon előállított gázok összetételét. Megvizsgáltam a lehetséges csatlakozási és betáplálási pontokat, a vizsgálat során három lehetséges betáplálási módot sikerült találnom. Ezek a középnyomású vezetékszakaszba történő betáplálás, a nagyközépnyomású vezetékszakaszba történő betáplálás, valamint üveggyár elosztóhálózatba történő bekapcsolása szintén a nagyközépnyomás felőli ellátással. Hidraulikai szimulációkat a végeztem különböző betáplálási módokkal, betáplálási nyomásértékekkel és vezetékátmérőkkel. Vizsgálatom eredménye azt mutatta, hogy a megfelelő betáplálási pontot és nyomásfokozatot kiválasztva (a nagyközépnyomásba történő betáplálás 8 bar-os betáplálási nyomás mellett), valamint új nagyfogyasztóként az üveggyárat az elosztóhálózathoz csatlakoztatva az üzem teljes kapacitása kihasználható. A földgáztermelőnek ugyanakkor fokozott figyelmet kell fordítania arra, hogy az elosztóhálózat és az üveggyár követelményeinek más-más gázminőségek felelnek meg, valamint biztosítania kell a megfelelő ellátásbiztonságot. 42

44 6. Summary During my summer internship, I examined the possibilities of connection to the gas grid, as well as better utilization of a synthetic natural gas production facility, which is based on an actual request. In my thesis summarized the laws and measures concerning the feeding of synthetic natural gas into the distribution system from the side of producer and from the system operator, as well. I presented the technologies used for synthetic methane production which the producer intends to apply in the plant which are, the TCG synthesis gas production technology, and the two catalytic methanation procedure recommended by the patentee. I also presented the composition of the product gases. I also examined the possible access and supplying points. I managed to find three possible feeding modes. These are the following, feeding into the medium pressure pipeline section, feeding into the high-medium pressure pipeline section and connecting the glass factory to the distribution network, also supplied from the high-medium pressure pipeline section. I made hydraulic simulations on the three supplying points experimenting with different feed pressures and pipe diameters. The results of the simulation showed that with choosing the appropriate supplying point and pressure rate (feeding into the high-medium pressure section with 8 bar supply pressure), and if the glass factory is connected to the gas grid as a new big consumer, then the capacity of the plant can be fully exploited. However the producer needs to pay particular attention to the fact that the gas distributional network requires different gas quality than the glass factory, and ensure the adequate security of supply. 43

45 7. Köszönetnyilvánítás Szeretném megköszönni Horánszky Beátának és Berkes Gábornak hogy elvállalták a konzulensi feladatot, külön köszönet Sántha Csabának a hidraulikai szimulációk és dolgozat elkészítése során nyújtott segítségért. Szeretném megköszönni mindannyiuknak, hogy tanácsaikkal és építő kritikájukkal támogattak, és hogy türelmük a végsőkig kitartott. 44

46 8. Irodalomjegyzék évi XL. törvény a földgázellátásról 19/2009. (I. 30.) Korm. Rendelet a földgázellátásról szóló évi XL. Törvény rendelkezéseinek végrehajtásáról A Magyar Földgázrendszer Üzemi és Kereskedelmi Szabályzata Vida M. (főszerk.): Gáztechnikai kézikönyv, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1991 H. G. Franck, A. Knop: A szénfeldolgozás kémiai technológiája, Műszaki könyvkiadó, Budapest, 1986 R.W.R. Zwart, H. Boerrigter, E.P. Deurwaarder, C.M. van der Meijden, S.V.B. van Paasen, Production of Synthetic Natural Gas(SNG) from Biomass, 2006 Szunyog I.: A biogázok földgáz közszolgáltatásban történő alkalmazásának minőségi feltételrendszere Magyarországon, 2009 Dr Csete J.: Gázelosztó rendszerek hidraulikai tervezése, áramlási viszonyainak elemzése, szimulációja, 2012 Magyari D., Tihanyi L, Budaváriné Magyari R: Szintetikus gázok felhasználásának lehetőségei a csúcsgazdálkodásban, 2004 [3]Vissac Grégory: A csúcsidei teljesítmények kiszámításának módszertana és algoritmusai, 2005 [1] án [2] án én 45

47 9. Mellékletek 1. melléklet: Gázminőség a (I.230) Korm. rend. 11. melléklete alapján 1. Égési jellemzők A földgáz égési-jellemzők értékeinek a következő táblázat szerinti értékhatárokon belül kell lenniük. 1. táblázat: Az elosztóvezetékbe betalálható gáz minőségi követelményei 1. A gázcsoport jele 2H 2S Jellemző Wobbe-szám 1 45,66-54,76 MJ/m 3 Névleges Wobbe-szám (12,68-15,21 kwh/m 3 ) 50,72 MJ/m 3 (14,09 kwh/m 3 ) Határérték 36,29-41,58 MJ/m 3 (10,08-11,55 kwh/m 3 ) 39,11 MJ/m 3 (10,86 kwh/m 3 ) Felső hő érték 31,00-45,28 MJ/m 3 (8,61-12,58 kwh/m 3 ) Alsó hőérték 27,94-40,81 MJ/m 3 (7,76-11,34 kwh/m 3 ) Forrás: 19/2009. (I. 30.) Korm. Rendelet 11. számú melléklet 1 A felső hőértékből számított. 2. Szennyezőanyag-tartalom A földgáz megengedett szennyezőanyag-tartalmának a következő táblázat szerinti értékhatároknak megfelelőnek kell lenniük. 1. táblázat: Az elosztóvezetékbe betáplálható gáz minőségi követelményei 2. Jellemző Határérték Összes illó kéntartalom legfeljebb 100 mg/m 3 Hidrogén- szulfid-tartalom legfeljebb 20 mg/m 3 Szilárdanyag-tartalom legfeljebb 5 mg/m 3 Oxigéntartalom (V/V) legfeljebb 0,2% Forrás: 19/2009. (I. 30.) Korm. Rendelet 11. számú melléklet 3. Egyéb követelmények A földgáz egyéb jellemzőire vonatkozó követelményeknek meg kell felelniük a következő táblázat szerinti értékhatároknak. 46

48 3. táblázat: Az elosztóvezetékbe betalálható gáz minőségi követelményei 3. A szolgáltatott földgáz Szállítóvezetéki Szigetüzemi Jellemző Határérték Vízgőztartalom legfeljebb 0,17 g/m 3 legfeljebb 1,0 g/m 3 Szénhidrogén harmatpont legfeljebb 4 C - 4 MPa nyomáson engedélyezési nyomáson - legfeljebb 4 C Szagszint az alsó robbanási határ 20%-ának megfelelő gáz-levegő arány esetén a felhasználói berendezésnél 2-es szagszint Forrás: 19/2009. (I. 30.) Korm. Rendelet 11. számú melléklet 4. táblázat: Az elosztóvezetékbe betalálható gáz minőségi követelményei 4. A szolgáltatott földgáz Szállítóvezetéki Szigetüzemi Jellemző Nyomás (túlnyomás) a felhasználói átadás helyén Határérték 1,8-3,3 kpa (18-33 mbar) Kisnyomású földgáz esetén Névleges nyomás Növelt kisnyomású földgáz esetén Névleges nyomás 2,5 kpa (25 mbar) 7,5-10,0 kpa ( mbar) 8,5 kpa (85 mbar) Forrás: 19/2009. (I. 30.) Korm. Rendelet 11. számú melléklet 47

49 2. melléklet: A középnyomásba történő betáplálás szimulációjának eredményei 15. táblázat Béke TSz., üveggyári gázfogadók kikapcsolva 3 bar SDR 17,6 DN 110 DN 160 DN 200 DN 250 DN C -12 C -20 C -12 C -20 C -12 C -20 C -12 C -20 C -12 C Orosháza II , , , , , , , , , ,22 Orosháza I. 8469, , ,9 5571, , , , , , ,74 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 2124, ,3 3841, , , , , , , , táblázat Béke TSz., üveggyári gázfogadók kikapcsolva 3,8 bar SDR 17,6 DN 110 DN 160 DN 200 DN 250 DN C -12 C -20 C -12 C -20 C -12 C -20 C -12 C -20 C -12 C Orosháza II , , , , ,2 1369, , , , ,91 Orosháza I. 7745, , , , , , , , , ,96 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 2870, , , , , , , , , ,89 48

50 5. ábra Középnyomásba történő betáplálás esetén az egyes vezetékátmérőknél megépítendő vezetékszakaszok 49

51 6. ábra Középnyomásba történő betáplálás esetén a rendszerben fennálló nyomásviszonyok 50

52 3. melléklet: A nagyközépnyomásba történő betáplálás szimulációjának eredményei 17. táblázat DN 90, 6 bar, Orosháza II-1. bekapcsolva -20 C -12 C 20 C Orosháza II , , ,83 Orosháza I. 5698, ,27 575,44 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 665,28 594, táblázat DN 90, 6 bar, Orosháza II-1. kikapcsolva -20 C -12 C 20 C Orosháza II-1. 0,00 0,00 0,00 Orosháza I. 7357, ,38 575,49 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 1040, , , táblázat DN 110, 6 bar, Orosháza II-1. bekapcsolva -20 C -12 C 20 C Orosháza II , , ,08 Orosháza I. 5698, ,27 575,44 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 993,33 888,68 480, táblázat DN 110, 6 bar, Orosháza II-1. kikapcsolva -20 C -12 C 20 C Orosháza II-1. 0,00 0,00 0,00 Orosháza I. 7357, ,79 575,49 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 1040, , , táblázat DN 160, 6 bar, Orosháza II-1. bekapcsolva -20 C -12 C 20 C Orosháza II , ,77 843,33 Orosháza I. 5698, ,27 575,49 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 1540, ,71 737, táblázat DN 160, 6bar, Orosháza II-1. kikapcsolva -20 C -12 C 20 C Orosháza II-1. 0,00 0,00 0,00 Orosháza I. 5698, ,27 575,49 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 6502, , ,58 51

53 23. táblázat DN 160, 8 bar, Orosháza II-1. bekapcsolva -20 C -12 C 20 C Orosháza II-1. 0,00 0,00 0,00 Orosháza I. 5698, ,27 575,49 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 6502, , , táblázat DN 160, 8 bar, Orosháza II-1. kikapcsolva -20 C -12 C 20 C Orosháza II-1. 0,00 0,00 0,00 Orosháza I. 5698, ,27 575,49 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 6502, , , táblázat DN 200, 6 bar, Orosháza II-1. kikapcsolva.html -20 C -12 C 20 C Orosháza II-1. 0,00 0,00 0,00 Orosháza I. 5698, ,27 575,49 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 6502, , , táblázat DN 200, 8Bar, Orosháza II-1. kikapcsolva.html -20 C -12 C 20 C Orosháza II-1. 0,00 0,00 0,00 Orosháza I. 5698, ,27 575,49 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 6502, , ,58 52

54 7. ábra A nagyközépnyomásba történő betáplálás esetén a rendszerben uralkodó nyomásviszonyok 53

55 4. melléklet: A nagyközépnyomásba történő betáplálás szimulációjának eredményei a körzeti nyomásszabályozó állomások 3,5 barra állításával 27. táblázat d 112, 8Bar, Orosháza II-1. bekapcsolva, 3,5 bar -20 C -12 C 20 C Orosháza II ,67 0,00 0,00 Orosháza I. 5004, ,98 0,00 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 6517, , , táblázat d113, 8Bar, Orosháza II-1. bekapcsolva, 3,5 bar -20 C -12 C 20 C Orosháza II ,67 0,00 0,00 Orosháza I. 5004, ,98 0,00 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 6584, , , táblázat DN200, 6Bar, Orosháza II-1. bekapcsolva, 3,5 bar -20 C -12 C Orosháza II-1. 0,00 0,00 Orosháza I. 5004, ,98 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 7195, ,78 54

56 8. ábra A nagyközépnyomásba történő betáplálás esetén (a körzeti nyomásszabályozó állomások 3,5 bar szekunder oldali nyomásra való átállításával) a rendszerben uralkodó nyomásviszonyok 55

57 Betáplált gázmennyiség (n)m 3 /h 5. melléklet: A nagyközépnyomásba történő betáplálás szimulációjának eredményei 3,5 bar -ra állított körzeti nyomásszabályzó állomásokkal és vezetéképítéssel 30. táblázat d110 8Bar Orosháza II-1. bekapcsolva (Szentetornya, Béke TSz., Üveggyári gázfogadó)3,5 bar vezetékek módosítva -20 C -15 C -12 C -10 C -5 C 0 C 5 C 10 C 15 C 20 C Orosháza II ,26 473,79 156,73 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Orosháza I. 4474, , , , , , ,96 366,24 0,00 0,00 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 6718, , , , , , , , , , , , , , , , ,00 0,00 A különböző külső hőmérsékletekhez tartozó fogyasztási adatok d110 8 Bar -20 C Orosháza I. átadó kikapcsolva, a körzeti nyomásszabályzó állomások 3 bar-on 6718, , , , , , , , , , , , , , , , , ,96 473,79 156,73 366,24 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00-20 C -15 C -12 C -10 C -5 C 0 C 5 C 10 C 15 C 20 C Orosháza II-1. Orosháza I. Duna Fejlesztési Kft. Betáp 9. ábra A különböző külső hőmérsékletekhez tartozó fogyasztási adatok - d110 8Bar Orosháza II-1. bekapcsolva (Szentetornya, Béke TSz., Üveggyári gázfogadó) körzeti nyomásszabályzó állomások 3,5 bar on, vezetékek módosítva 56

58 Betáplált gázmennyiség (n)m 3 /h 31. táblázat d110 8Bar Orosháza II-1. kikapcsolva (Szentetornya, Béke TSz., Üveggyári gázfogadó)3,5 bar vezetékek módosítva -20 C -15 C -12 C -10 C -5 C 0 C 5 C 10 C 15 C 20 C Orosháza II-1. 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Orosháza I. 4474, , , , , , ,96 366,24 0,00 0,00 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 7725, , , , , , , , , , , , , , , , , ,00 0,00 A különböző külső hőmérsékletekhez tartozó fogyasztási adatok d110 8 Bar -20 C Orosháza I. átadó kikapcsolva, a körzeti nyomásszabályzó állomások 3,5 bar-on 7725, , , , , , , , , , , , , , , , ,96 366,24 0,00 0,00-20 C -15 C -12 C -10 C -5 C 0 C 5 C 10 C 15 C 20 C Orosháza I. Duna Fejlesztési Kft. Betáp 10. ábra A különböző külső hőmérsékletekhez tartozó fogyasztási adatok - d110 8 Bar -20 C Orosháza I. átadó kikapcsolva, a körzeti nyomásszabályzó állomások 3,5 bar-on, vezetékmódosításokkal 57

59 11. ábra A nagyközépnyomásba történő betáplálás esetén (a körzeti nyomásszabályozó állomások 3,5 bar szekunder oldali nyomásra való átállításával, és vezetéképítéssel) a rendszerben uralkodó nyomásviszonyok, valamint az új vezetékszakasz fehérrel jelölve 58

60 6. melléklet: A nagyközépnyomásba történő betáplálás szimulációjának eredményei az üveggyár elosztóhálózatba történő bekapcsolásával 32. táblázat DN 160,8 bar, Oh. II-1. bekapcsolva, vezeték bekapcsolva, üv. cs, DN C -12 C 20 C Orosháza II , ,18 276,11 Orosháza I. 5697, ,57 575,55 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 7480, , , táblázat DN bar, Oh II-1bekapcsolva, vezeték kikapcsolva, üv. cs., DN C -12 C 20 C Orosháza II , ,45 475,96 Orosháza I. 5697, ,57 575,55 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 7468, , , táblázat DN 160, 8 bar, Oh. II-1. bekapcsolva, vezeték bekapcsolva, üv.cs., DN C -12 C 20 C Orosháza II , ,18 279,48 Orosháza I. 5697, ,57 575,55 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 7480, , , táblázat DN 160, 8 bar, Oh II-1., bekapcsolva, vezeték kikapcsolva, üv. cs. DN C -12 C 20 C Orosháza II , ,10 310,34 Orosháza I. 5697, ,57 575,55 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 7440, , , táblázat DN 200, 8 bar, Oh II-1. bekapcsolva, vezeték bekapcsolva, üv.cs. DN C -12 C 20 C Orosháza II , ,09 0,00 Orosháza I. 5697, ,57 575,55 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 8354, , , táblázat DN 200, 8 bar, Oh II-1., bekapcsolva,vezeték bekapcsolva, üv. cs. DN C -12 C 20 C Orosháza II , ,09 0 Orosháza I. 5697, ,57 575,55 Duna Fejlesztési Kft. Betáp 8354, , ,51 59

61 12. ábra A nagyközépnyomásba történő betáplálás esetén a rendszerben uralkodó nyomásviszonyok, az üveggyár elosztóhálózatba történő bekapcsolása esetén. 60

62 7. melléklet: A betáplálási pontok hatása a hálózatra 13. ábra A betáplálási pontok hatásai az elosztóhálózatra 6 bar-os betáplálási nyomás esetén. (d110, 6 bar, -20 C, Orosháza II-1. bekapcsolva) 61

63 14. ábra A betáplálási pontok hatásai a hálózatra 8bar-os betáplálási nyomás esetén (d110, 8 bar, -20 C, Orosháza II-1. bekapcsolva) 62

64 15. Ábra A betáplálási pontok hatásai a hálózatra 8 bar-os betáplálási nyomás esetén (DN160, 8 bar, 20 C, Orosháza II-1. bekapcsolva) 63

65 8. Melléklet: Carpathe jelentések 64

66 Bázisállapot (tél) Számítási opciók Hónap = Január Nyári hőmérséklet = C Nap típusa = Munkanap Földgáz tulajdonságai Sűrűség = Legmagasabb fűtőérték = 9.12 kwh/(n)m 3 Hőmérséklet = 5.05 C Szállítóvezetéki nyomásszabályozó állomások Orosháza II-1. = (n)m 3 /h Orosháza I. = (n)m³/h Körzeti nyomásszabályozó állomások Kossuth tér = (n)m 3 /h Bercsényi utca = (n)m 3 /h Előd utca = (n)m 3 /h Szabadság tér 303 = (n)m 3 /h Mikes utcai szabályzó = (n)m 3 /h Mező utca =74.94 (n)m 3 /h Gázfogadó II Üveggyári út = (n)m 3 /h Béke TSz. = (n)m³/h Szentetornya = (n)m³/h Március 15 tér = (n)m³/h Kisnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (0.02 bar) Maximális nyomás = 0.03 bar Minimális nyomás = 0.02 bar Középnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (1.00 bar) Maximális nyomás = 3.00 bar Minimális nyomás = 2.08 bar Ügyfélkör Összes fogyasztás = (n)m 3 /h Kis ügyfelek Ügyfelek száma = Fogyasztás = (n)m 3 /h Kiemelt ügyfelek Ügyfelek száma = 7 Fogyasztás = (n)m 3 /h Gáz nélkül maradt kiemelt ügyfelek száma (0) Nem megfelelően ellátott kiemelt ügyfelek száma (0) Gáz nélkül maradt utcák (0) Nem megfelelően ellátott utcák (0) 65

67 Bázisállapot (nyár) Számítási opciók Hónap = Július Nyári hőmérséklet = C Nap típusa = Munkanap Földgáz tulajdonságai Sűrűség = Legmagasabb fűtőérték = 9.12 kwh/(n)m 3 Hőmérséklet = 5.05 C Szállítóvezetéki nyomásszabályozó állomások Orosháza II-1. = (n)m 3 /h Orosháza I. = (n)m³/h Körzeti nyomásszabályozó állomások Kossuth tér = (n)m 3 /h Bercsényi utca = (n)m 3 /h Előd utca = (n)m 3 /h Szabadság tér 303 = (n)m 3 /h Mikes utcai szabályzó = 0.00 (n)m 3 /h Mező utca = 4.72 (n)m 3 /h Gázfogadó II Üveggyári út = (n)m 3 /h Béke TSz. = (n)m³/h Szentetornya = (n)m³/h Március 15 tér = (n)m³/h Kisnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (0.02 bar) Maximális nyomás = 0.03 bar Minimális nyomás = 0.03 bar Középnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (1.00 bar) Maximális nyomás = 3.00 bar Minimális nyomás = 2.97 bar Ügyfélkör Összes fogyasztás = (n)m 3 /h Kis ügyfelek Ügyfelek száma = Fogyasztás = (n)m 3 /h Kiemelt ügyfelek Ügyfelek száma = 7 Fogyasztás = (n)m 3 /h Gáz nélkül maradt kiemelt ügyfelek száma (0) Nem megfelelően ellátott kiemelt ügyfelek száma (0) Gáz nélkül maradt utcák (0) Nem megfelelően ellátott utcák (0) 66

68 Betáplálás a középnyomású elosztóhálózatba DN 250 SDR17,6, -12 C, 3,8 bar, Béke TSz, Üveggyári gázfogadó kikapcsolva Számítási opciók Hónap = Január Nyári hőmérséklet = C Nap típusa = Munkanap Földgáz tulajdonságai Sűrűség = Legmagasabb fűtőérték = 9.12 kwh/(n)m 3 Hőmérséklet = 5.05 C Szállítóvezetéki nyomásszabályozó állomások Orosháza II-1. = (n)m 3 /h Orosháza I. = (n)m³/h Duna Fejlesztési Kft. Betáp = (n)m³/h Körzeti nyomásszabályozó állomások Kossuth tér = (n)m 3 /h Bercsényi utca = (n)m 3 /h Előd utca = (n)m 3 /h Szabadság tér 303 = (n)m 3 /h Mikes utcai szabályzó = (n)m 3 /h Mező utca = (n)m 3 /h Gázfogadó II Üveggyári út = (n)m 3 /h Béke TSz. = (n)m³/h Szentetornya = (n)m³/h Március 15 tér = (n)m³/h Kisnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (0.02 bar) Maximális nyomás = 0.03 bar Minimális nyomás = 0.02 bar Középnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (1.00 bar) Maximális nyomás = 3.8 bar Minimális nyomás = 2.09 bar Nagyözépnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (4.00 bar) Maximális nyomás = 6.00 bar Minimális nyomás = 5.77 bar Ügyfélkör Összes fogyasztás = (n)m 3 /h Kis ügyfelek Ügyfelek száma = Fogyasztás = (n)m 3 /h Kiemelt ügyfelek Ügyfelek száma = 8 Fogyasztás = (n)m 3 /h Gáz nélkül maradt kiemelt ügyfelek száma (0) Nem megfelelően ellátott kiemelt ügyfelek száma (0) Gáz nélkül maradt utcák (0) Nem megfelelően ellátott utcák (0) 67

69 Betáplálás a középnyomású elosztóhálózatba DN 315 SDR17,6, -12 C, 3,8 bar, Béke TSz, Üveggyári gázfogadó kikapcsolva Számítási opciók Hónap = Január Nyári hőmérséklet = C Nap típusa = Munkanap Földgáz tulajdonságai Sűrűség = Legmagasabb fűtőérték = 9.12 kwh/(n)m 3 Hőmérséklet = 5.05 C Szállítóvezetéki nyomásszabályozó állomások Orosháza II-1. = (n)m 3 /h Orosháza I. = (n)m³/h Duna Fejlesztési Kft. Betáp = (n)m³/h Körzeti nyomásszabályozó állomások Kossuth tér = (n)m 3 /h Bercsényi utca = (n)m 3 /h Előd utca = (n)m 3 /h Szabadság tér 303 = (n)m 3 /h Mikes utcai szabályzó = (n)m 3 /h Mező utca = (n)m 3 /h Gázfogadó II Üveggyári út = (n)m 3 /h Béke TSz. = (n)m³/h Szentetornya = (n)m³/h Március 15 tér = (n)m³/h Kisnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (0.02 bar) Maximális nyomás = 0.03 bar Minimális nyomás = 0.02 bar Középnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (1.00 bar) Maximális nyomás = 3.80 bar Minimális nyomás = 2.11 bar Nagyözépnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (4.00 bar) Maximális nyomás = 6.00 bar Minimális nyomás = 5.78 bar Ügyfélkör Összes fogyasztás = (n)m 3 /h Kis ügyfelek Ügyfelek száma = Fogyasztás = (n)m 3 /h Kiemelt ügyfelek Ügyfelek száma = 8 Fogyasztás = (n)m 3 /h Gáz nélkül maradt kiemelt ügyfelek száma (0) Nem megfelelően ellátott kiemelt ügyfelek száma (0) Gáz nélkül maradt utcák (0) Nem megfelelően ellátott utcák (0) 68

70 Betáplálás a nagyközépnyomású elosztóhálózatba d 110, 8 bar, -12 C, Orosháza II-1. bekapacsolva, (3)3,5 bar, vezetékek módosítva Számítási opciók Hónap = Január Nyári hőmérséklet = C Nap típusa = Munkanap Földgáz tulajdonságai Sűrűség = Legmagasabb fűtőérték = 9.12 kwh/(n)m 3 Hőmérséklet = 5.05 C Szállítóvezetéki nyomásszabályozó állomások Orosháza II-1. = (n)m 3 /h Orosháza I. = (n)m³/h Duna Fejlesztési Kft. Betáp = (n)m³/h Körzeti nyomásszabályozó állomások Kossuth tér = (n)m 3 /h Bercsényi utca = (n)m 3 /h Előd utca = (n)m 3 /h Szabadság tér 303 = (n)m 3 /h Mikes utcai szabályzó = (n)m 3 /h Mező utca = (n)m 3 /h Gázfogadó II Üveggyári út = (n)m 3 /h Béke TSz. = (n)m³/h Szentetornya = (n)m³/h Március 15 tér = (n)m³/h Kisnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (0.02 bar) Maximális nyomás = 0.03 bar Minimális nyomás = 0.02 bar Középnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (1.00 bar) Maximális nyomás = 3.50 bar Minimális nyomás = 2.28 bar Nagyözépnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (4.00 bar) Maximális nyomás = 8.00 bar Minimális nyomás = 6.00 bar Ügyfélkör Összes fogyasztás = (n)m 3 /h Kis ügyfelek Ügyfelek száma = Fogyasztás = (n)m 3 /h Kiemelt ügyfelek Ügyfelek száma = 8 Fogyasztás = (n)m 3 /h Gáz nélkül maradt kiemelt ügyfelek száma (0) Nem megfelelően ellátott kiemelt ügyfelek száma (0) Gáz nélkül maradt utcák (0) Nem megfelelően ellátott utcák (0) 69

71 Betáplálás a nagyközépnyomású elosztóhálózatba d 110, 8 bar, 20 C, Orosháza II-1. bekapacsolva, (3)3,5 bar, vezetékek módosítva Számítási opciók Hónap = Július Nyári hőmérséklet = C Nap típusa = Munkanap Földgáz tulajdonságai Sűrűség = Legmagasabb fűtőérték = 9.12 kwh/(n)m 3 Hőmérséklet = 5.05 C Szállítóvezetéki nyomásszabályozó állomások Orosháza II-1. = (n)m 3 /h Orosháza I. = (n)m³/h Duna Fejlesztési Kft. Betáp = (n)m³/h Körzeti nyomásszabályozó állomások Kossuth tér = (n)m 3 /h Bercsényi utca = (n)m 3 /h Előd utca = (n)m 3 /h Szabadság tér 303 = (n)m 3 /h Mikes utcai szabályzó = 0.00 (n)m 3 /h Mező utca = 4.74 (n)m 3 /h Gázfogadó II Üveggyári út = (n)m 3 /h Béke TSz. = (n)m³/h Szentetornya = (n)m³/h Március 15 tér = (n)m³/h Kisnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (0.02 bar) Maximális nyomás = 0.03 bar Minimális nyomás = 0.03 bar Középnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (1.00 bar) Maximális nyomás = 3.50 bar Minimális nyomás = 2.97 bar Nagyözépnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (4.00 bar) Maximális nyomás = 8.00 bar Minimális nyomás = 7.79 bar Ügyfélkör Összes fogyasztás = (n)m 3 /h Kis ügyfelek Ügyfelek száma = Fogyasztás = 592,467 (n)m 3 /h Kiemelt ügyfelek Ügyfelek száma = 8 Fogyasztás = (n)m 3 /h Gáz nélkül maradt kiemelt ügyfelek száma (0) Nem megfelelően ellátott kiemelt ügyfelek száma (0) Gáz nélkül maradt utcák (0) Nem megfelelően ellátott utcák (0) 70

72 Betáplálás a nagyközépnyomású elosztóhálózatba az üveggyár bekapcsolásával DN160, 8Bar, -12 C, Orosháza II-1. bekapcsolva, vezeték bekapcsolva, üv. cs. DN 160 Számítási opciók Hónap = Január Nyári hőmérséklet = C Nap típusa = Munkanap Földgáz tulajdonságai Sűrűség = Legmagasabb fűtőérték = 9.12 kwh/(n)m 3 Hőmérséklet = 5.05 C Szállítóvezetéki nyomásszabályozó állomások Orosháza II-1. = (n)m 3 /h Orosháza I. = (n)m³/h Duna Fejlesztési Kft. Betáp = (n)m³/h Körzeti nyomásszabályozó állomások Kossuth tér = (n)m 3 /h Bercsényi utca = (n)m 3 /h Előd utca = (n)m 3 /h Szabadság tér 303 = (n)m 3 /h Mikes utcai szabályzó = (n)m 3 /h Mező utca = (n)m 3 /h Gázfogadó II Üveggyári út = (n)m 3 /h Béke TSz. = (n)m³/h Szentetornya = (n)m³/h Március 15 tér = (n)m³/h Kisnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (0.02 bar) Maximális nyomás = 0.03 bar Minimális nyomás = 0.02 bar Középnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (1.00 bar) Maximális nyomás = 3.50 bar Minimális nyomás = 1.99 bar Nagyözépnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (4.00 bar) Maximális nyomás = 8.00 bar Minimális nyomás = 5.57 bar Ügyfélkör Összes fogyasztás = (n)m 3 /h Kis ügyfelek Ügyfelek száma = Fogyasztás = (n)m 3 /h Kiemelt ügyfelek Ügyfelek száma = 8 Fogyasztás = (n)m 3 /h Gáz nélkül maradt kiemelt ügyfelek száma (0) Nem megfelelően ellátott kiemelt ügyfelek száma (0) Gáz nélkül maradt utcák (0) Nem megfelelően ellátott utcák (0) 71

73 Betáplálás a nagyközépnyomású elosztóhálózatba az üveggyár bekapcsolásával DN 160, 8 bar, 20 C, Orosháza II-1. bekapcsolva, vezeték bekapcsolva, üv. cs. DN 160 Számítási opciók Hónap = Július Nyári hőmérséklet = C Nap típusa = Munkanap Földgáz tulajdonságai Sűrűség = Legmagasabb fűtőérték = 9.12 kwh/(n)m 3 Hőmérséklet = 5.05 C Szállítóvezetéki nyomásszabályozó állomások Orosháza II-1. = (n)m 3 /h Orosháza I. = (n)m³/h Duna Fejlesztési Kft. Betáp = (n)m³/h Körzeti nyomásszabályozó állomások Kossuth tér = (n)m 3 /h Bercsényi utca = (n)m 3 /h Előd utca = (n)m 3 /h Szabadság tér 303 = (n)m 3 /h Mikes utcai szabályzó = 0.00 (n)m 3 /h Mező utca = 4.74 (n)m 3 /h Gázfogadó II Üveggyári út = (n)m 3 /h Béke TSz. = (n)m³/h Szentetornya = (n)m³/h Március 15 tér = (n)m³/h Kisnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (0.02 bar) Maximális nyomás = 0.03 bar Minimális nyomás = 0.03 bar Középnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (1.00 bar) Maximális nyomás = 3.50 bar Minimális nyomás = 2.97 bar Nagyözépnyomás Minimális szolgáltatási nyomás (4.00 bar) Maximális nyomás = 8.00 bar Minimális nyomás = 5.55 bar Ügyfélkör Összes fogyasztás = (n)m 3 /h Kis ügyfelek Ügyfelek száma = Fogyasztás = 592,467 (n)m 3 /h Kiemelt ügyfelek Ügyfelek száma = 8 Fogyasztás = (n)m 3 /h Gáz nélkül maradt kiemelt ügyfelek száma (0) Nem megfelelően ellátott kiemelt ügyfelek száma (0) Gáz nélkül maradt utcák (0) Nem megfelelően ellátott utcák (0) 72

74 1. függelék A hidraulikai vizsgálat előkészítése Az elosztói vezetékrendszerek bonyolultsága miatt a hatékony munkavégzéshez és megfelelően pontos hidraulikai szimulációk készítéséhez, a hálózatüzemeltetők számítógépes szoftvereket használnak. Ezek a programok nagyban megkönnyítik a hálózatban jelenlévő különböző vezetékhosszakkal, átmérőkkel, anyagokkal, nyomásfokozatokkal, gáztulajdonságokkal végzett számításokat, melyek nélkülük rendkívül időigényesek lennének Ahhoz, hogy a számításokat elvégezzem, a Carpathe szoftverrel el kellett készítenem Orosháza gázhálózatának modelljét. Ez több lépésből állt. Az első a vezetékadatok bevitele a Carpathe-ba melyhez a DETERMAX nevű alkalmazást használtam. A program segítségével exportálhatjuk a vezetékek adatait, majd ezt egy speciális alkalmazás segítségével olyan formátumúvá alakítjuk, amely a Carpathe-tal már kompatibilis. Ebből a fájlból a program felépíti a vezetékhálózatot. Ez a hálózat a vezetékek hosszain, egymáshoz viszonyított elhelyezkedésén (koordinátáin) és csatlakozási pontjain kívül semmilyen adatot nem tartalmaz. 15. ábra: A nyers vezetékhálózat a Carpathe ben 5. 73

75 A következő lépés az utcalista feltöltése, amikor az egyes vezetékekhez utcaneveket rendelünk. Az utcalistát az SAP 1 rendszerből állítjuk elő. Mivel az SAP-ban szereplő utcanév adatok alapvetően számlázásra szolgálnak, az utcalistán csak azok az utcák fognak szerepelni, ahol a társaságnak bejegyzett fogyasztója van. Az utcalista feltöltése után a hálózatra felhelyezzük a gázátadó állomásokat és a körzeti nyomásszabályzókat, majd megadjuk a szükséges jellemző paramétereiket. Orosháza a földgázt két távvezetéki nyomásszabályzón keresztül kapja, ezek az Orosháza I és II-1. gázátadók. Az Orosháza I.-es 6 bar on, az Orosháza II-1-es 3 bar -on üzemel. A nyomásszabályzó állomások felhelyezése és paraméterezése után a program már eltérő színekkel megjeleníti a hálózat különböző nyomásfokozatú részeit (6. ábra). Az orosházi gázhálózatban kis-, közép-, és nagyközépnyomású vezetékszakasz is található. 16. ábra: A körzeti nyomásszabályzó állomások felvitele a Carpathe ben Ezt követően kezdődhet a vezetékek paraméterezése, amelyet a DÉTÉR-t és a HET-MIRt párhuzamosan használva végzünk úgy, hogy ellenőrizzük az adatok hitelességét, ha valamilyen anomáliát tapasztalunk és a két rendszerbe felvitt adatok nem egyeznek, akkor a tervtárból kikért térkép segítségével ellenőrizzük az adott vezetéket. 1 Az Égáz-Dégáz az utcalistákat, valamint a felhasználókhoz tartozó fogyasztási adatokat az SAP rendszeren belül kezeli. 74

76 17. ábra: A vezetékparaméterek megadása a Carpathe ben 18. ábra: Vezetékek tulajdonságainak ellenőrzése a DETER-ben Ezután következik a nagyfogyasztók (lekötött kapacitás > 100 m 3 /h) felhelyezése a hálózatra. Itt is körültekintéssel kell eljárni, mivel nagy elvételekről lévén szó, a pontatlan adatrögzítés elviheti a hidraulikai számítást. A nagyfogyasztók esetében egyéni 75

77 fogyasztási profilról beszélünk, ezért a fogyasztásukat a szimulációs modell bázisállapotának beállításához az általuk lekötött órai gázteljesítmény alapján határozzuk meg, A nagyfogyasztók gázfelhasználása ellenőrizhető a Sólyomszem távadatgyűjtő és megjelenítő archívum és a Nomal-H Adatcentrum segítségével. 19. ábra: Kiemelt fogyasztók felvitele a Cartpathe ben Az utolsó lépés a terhelés ráhelyezése a hálózatra. Az SAP rendszerből lekérdezett fogyasztási adatokat átfuttatjuk két, speciális makrókat tartalmazó Excel táblán. Ezek eredménye egy olyan, a Carpathe-ba beolvasható állomány lesz, amely tartalmazza a 2 és az 50%-os, valamint a fűtési küszöbhőmérsékleti kockázati szintekhez tartozó kapacitásadatokat utcánként. A meglehetősen bonyolult művelet végeztével a hálózatra rákerültek a terhelések. Ezt követően már végezhetünk hidraulikai szimulációkat az elosztói rendszeren. Minden egyes szimuláció lefuttatása előtt meg kell adnunk, hogy milyen kockázati szinttel és gáztulajdonságokkal szeretnénk lefuttatni a számításokat, valamint itt tudjuk beállítani, hogy a program figyelembe vegye-e az általunk előzőleg beállított hipotéziseket. 76

78 20. ábra: A számítási opciók beállítása a szimuláció előtt a Carpathe ben Bázisállapot beállítása Amennyiben az első szimulációk után a valóságtól nagyon eltérő eredményeket kapunk (pl.: az modell azt mutatja, hogy a város egy bizonyos részében nincs meg a megfelelő nyomás, miközben a valóságban nem érkezett hibabejelentés erről a területről) akkor a Carpathe hipotézis funkciójával be kell állítanunk, hogy az egyes területek fogyasztói mennyivel kevesebb vagy több gázt használnak fel az SAP -ból kiolvasott adatokhoz képest. Ezt addig kell folytatnunk, amíg a modellünk meg nem felel a valóságnak. 2. függelék Orosháza Gázhálózatának térképe 77