Feladatok és megoldásaik, javítási információk

Feladatok és megoldásaik, javítási információk A döntőre előzetesen elkészítendő feladat (maximum 15 pont) Készítsetek illusztrációt az FGSZ fenntartható fejlődésért végzett tevékenységének bemutatásáról! Háttéranyagot hozzá a Tudástárban elérhető Éves jelentés 2013 kiadvány 59. - 63. oldalain találtok. Tetszőleges méretben és technikával készített figyelemfelkeltő, ötletes, informatív pályamunkákat várunk. Az illusztrációt kérjük, hozzátok magatokkal a döntőre, s készüljetek fel a bemutatására. Szókereső (13 pont) Az alábbi táblában földgázszállítással kapcsolatos kifejezéseket (szavakat, betűszavakat) rejtettünk el. Az egymás után következő betűket bármilyen irányban összeköthetitek egyenes vonalban. Keressétek meg a szavakat és írjátok le őket! Egy betű több kifejezésben is szerepelhet. Az összetett szavak tagjai nem jelentenek külön találatot. A szabadon maradt betűket egymás után összeolvasva egy további szakkifejezést kaptok. Adjátok meg a szót és írjátok le, mit tudtok róla. Megoldás 1-1 pont: bután, gázár, KVV, CNG, nyomás, korrodál, vezeték, görény, GET, termelés, FGSZ 1

Maradék betűk összeolvasva (1 pont): fűtőérték 5. LÁNGÉSZ KERESTETIK! FGSZ vetélkedő DÖNTŐ Mit tudtok róla? (1 pont) Egy köbméter gáz elégésekor felszabaduló hő, ha a keletkező víz gőz halmazállapotú. Szállítás (11 pont) A földgázt sokféleképpen lehet szállítani, például így is: Tételezzük fel, hogy a ballon középső része egy szabályos henger, a két vége pedig egy-egy félgömb. Vagyis, így néz ki: A hengeres rész hossza 4 m, az átmérője pedig 1,6 m. V gömb = 4/3 * r 3 * π 1. Hány literes LNG tartályban tudnák elszállítani a ballonban lévő gázt, ha azt annyira lehűtenék, hogy cseppfolyóssá válna? (5 pont) A földgáz sűrűsége a ballonban ϱ gáz = 0,75 kg/m 3. A cseppfolyós földgáz sűrűsége 600-szor nagyobb, mint a gáz halmazállapotúé. A számolások eredményét 2 tizedesjegy pontossággal kérjük megadni. Megoldás: a sárgával jelölt értékek és képletek 1-1 pontot érnek. A tartály és a gömb sugara r = 1,6 m / 2 = 0,8 m A tartály hengeres részének térfogata: V henger = r 2* π * m a = 0,8 m * 0,8 m * π * 4 m = 8,0384 m 3, kerekítve: 8,04 m 3 A két félgömb egy egész gömböt ad ki. Annak térfogata: V gömb = 4/3 * r 3 * π = = 4/3 * r * r * r * π = 2,1435 m 3, kerekítve: 2,14 m 3 A teljes tartály térfogata: V tartály = 8,04 m 3 + 2,14 m3 = 10,18 m 3 2

Vagy az egyszerű megoldás vagy a levezetés helyes végeredménye ér 1 pontot. Egyszerű megoldás: Ha a cseppfolyós földgáz sűrűsége 600-szor nagyobb a gázénál, akkor az elfoglalt térfogata 600-szor kisebb lesz. Vagyis, a cseppfolyós gáz térfogata = 10,18 m 3 / 600 = 0,01696 m 3 = 16,96 liter, kerekítve 17 liter. Megoldás levezetéssel: A tartályban lévő gáz tömege = 10,18 m 3 * 0,75 kg/m 3 = 7,635 kg, kerekítve: 7,63 kg A cseppfolyós gáz sűrűsége = 0,75 kg/m 3 * 600 = 450 kg/m 3 A cseppfolyós gáz térfogata = 7,63 kg / 450 kg/m 3 = 0,01695 m 3 = 16,95 liter, kerekítve 17 liter. 2. Miután hazaért a kerékpáros, egy 12 kw teljesítményű kazánra kapcsolja rá a ballont. (6 pont) Mennyi ideig fog működni a kazán a ballonban tárolt gázról? A gáz fűtőértéke 50 MJ/kg, a kazán hatásfoka 95 %. 1 kwh = 3,6 MJ Megoldás: a sárgával jelölt értékek és képletek 1-1 pontot érnek. A gáz elégésekor felszabaduló összes hőenergia Q= m* fűtőérték = 7,64 kg * 50 MJ/kg = = 382 MJ A kazán hatásfoka 95%, tehát az gáz elégetésekor felszabaduló hasznos hőenergia 382 MJ * 0,95 = 362,9 MJ Az energia kwh-ban kifejezve E = 362,9 MJ / 3,6 = 100,8 kwh A kazán működési ideje Δt = ΔE / P = 100,8 kwh / 12 kw = 8,4 óra azaz 8 óra 24 perc 3

Újságcikk (16 pont) Az 1-1 szavas, betűs javítások és a hosszabb magyarázatnál a vastaggal kiemelt kulcsszavak, illetve bizonyos esetekben a tartalmukkal megegyező kifejezések érnek 1-1 pontot. Egy újság szeretne cikket megjelentetni a gázminőségmérés témában. A feladattal megbízott újságíró az alábbi szöveget küldte át ellenőrzésre publikálás előtt. Keressétek meg és jelöljétek be a hibákat, majd javítsátok ki őket indoklással! Időről időre szárnyra kapnak olyan híresztelések, miszerint baj van a vezetékes földgáz fűtőértékével, gyengébb a gáz, mint a korábbi években. Sokféle magyarázat is kering a jelenség okára vonatkozóan, ilyenek például, hogy a szolgáltatók és/vagy a földgázszállító társaság manipulálják a terméket, különböző anyagokkal (levegővel, vízzel, nitrogénnel) hígítják, hogy rontsák a minőségét. Utánajártunk, mi igaz mindebből. A közszolgáltatású vezetékes földgáz minőségi követelményeit az MSZ 1678-as (1648-as) szabvány határozza meg. A földgáz minőségét a szállítói (szállítási) rendszerüzemeltetői engedélyes, az FGSZ Nyrt (Zrt.). méri, ez a cég a felel a termék állagmegóvásáért. A Magyar Kereskedelmi és Engedélyezési Hivatal (MEKH (MKEH)) által hitelesített mintagázzal kalibrált, 0,1 % pontossággal dolgozó gázkromatográfok hétpercenként (négypercenként) vesznek mintát a vezetékben áramló földgázból. Ebből az FGSZ napi, illetve havi átlagot képez, amit közöl a szolgáltató társaságokkal - ez képezi a korrekt elszámolás alapját. A fűtőérték amúgy egy köbdeciméter (köbméter) földgáz tökéletes elégetésekor felszabaduló hőmennyiség, ha az égéstermékben a víz gőz halmazállapotban van jelen, valamint a gáz és az égéshez felhasznált levegő hőmérséklete azonos az égéstermék véghőmérsékletével. Mértékegysége: MJ/m 2 (m 3 ). A Magyarországon forgalmazott földgáz mindenütt azonos égési jellemzőkkel rendelkezik, fűtőértéke 34 MJ/m 3. (A Magyarországon forgalmazott földgáz 2/H és 2/S minőségű lehet, ami az égési jellemzőkben tér el. A földgáz fűtőértéke leggyakrabban 34 MJ/m 3.) A gáz melegítő hatását sok tényező befolyásolja, így például, hogy milyen hőmérsékletű folyadékot kell felmelegíteni vagy, hogy milyen az időjárás. A gázkészülék állapota nem lényeges ebből a szempontból. (Befolyásolja a gázkészülék állapota is, azaz nem mindegy, milyen az égés hatásfoka (gáz-levegő arány), illetve a hőátadó felület állapota (por, vízkövesedés). A hazai szabályozás a fogyasztók érdekében hőmennyiség-alapú. Ha a fűtőérték alacsonyabb, több gázt kell elhasználni ugyanannyi hőmennyiség eléréséhez, emiatt tovább fő a bableves, és mivel több gáz fogyott, a számla is magasabb lesz. (... de többet nem kell fizetni érte, mivel a két változó tényező (a fűtőérték, valamint az elfogyasztott mennyiség) szorzata azonos.) A földgáz összetételének megváltoztatása az FGSZ-nek nem érdeke, mivel nem keresne többet, ha általa manipulált, rosszabb minőségű terméket szállítana. Sőt, ez csökkentené az árbevételét, hisz komoly kiadást jelentene számára a manipulációhoz szükséges technikai eszközök és a hígításra használt bármilyen anyag beszerzése, nem is beszélve a szakembergárda költségéről. A földgáz minőségének ellenőrzésére a Magyar Kereskedelmi és Engedélyezési Hivatal (Magyar Energetikai és Közmű-szabályozási Hivatal) jogosult, nekik hatóságként is van joguk akár ellenőrzésre, és akár az adott eredmények esetén szankcionálásra. 4

Forrás-fogyasztás (11 pont) Acélvidék virágzó iparral rendelkezik, ami miatt sok gázt használ fel, és nagy nyereségre tesz szert. Kezdetben ezt a gázigényét saját termeléséből fedezte, de mára a készletei kifogytak, így gáz vásárlására szorul. Metánföld nagy földgázkészlettel rendelkező termelő ország, amely abból tartja fenn magát, hogy gázzal kereskedik. A két ország megállapodott egymással, hogy Metánföld a hiányzó földgázt lehetőség szerint biztosítja Acélvidék részére, aki ezért tisztességes árat fizet. A Szövetség többi tagja már csak Propánmezőtől tud vásárolni. A földgáz Tranzit provincián keresztül juthat el Metánföldről Acélvidékre a földrajzi elhelyezkedés miatt. Acélvidéknek mindenképpen ki kell elégítenie az igényét, akár Propánmezőtől is vásárolhat, ám jelenleg az onnan érkező gáz magas ára miatt ezt csak akkor teszi, ha Metánföld nem képes biztosítani a szükséges mennyiséget. Tranzit provincia engedélyezi az országon keresztül történő gáz áthaladását azzal a feltétellel, ha mindenki előre leadja a következő hétre vonatkozó gázigényét és a felhasználás típusát. SZÖVETSÉG Fontos tudnivalók Tranzit provinciával kapcsolatosan: Tranzit provincia földgázszállító vezetékének maximális szállítási kapacitása: 1 000 000 m 3 /nap Tranzit provincia az energiaigényét megújuló energiából fedezi, így nekik nincs szükségük gázra. Amennyiben a gázigény nagyobb, mint a maximális szállítási kapacitás, akkor az azon túlmutató többlet gázt nem szállítja el Tranzit provincia. Ebben az esetben a maximális kapacitás fontossági sorrend szerint és az igényelt mennyiségek arányaiban oszlik meg. 5

1. 2. Fontossági sorrend Lakossági Folyamatosan kell biztosítani Ipari Ideiglenesen részben, vagy egészben felfüggeszthető a szolgáltatás Oka Az emberek nem szenvedhetnek hiányt gázban Az iparban a mennyiséget lehet csökkenteni Tranzit provincia a következő hétre az alábbi gázigényeket rögzítette: Felhasználás Gázigények (m 3 ) típusa Hétfő Kedd Szerda Csütörtök Péntek Acélvidék ipari 500 000 600 000 300 000 700 000 400 000 Rideghegy lakossági 150 000 160 000 80 000 70 000 100 000 Üvegfalva ipari 200 000 100 000 350 000 350 000 - Fenyővölgy lakossági 50 000 60 000 30 000 20 000 40 000 Meseország lakossági 30 000 20 000 10 000 10 000 20 000 Fellegváros ipari 300 000 160 000 140 000 350 000 200 000 Összesen: 1 230 000 1 110 000 910 000 1 500 000 760 000 Az adott héten a termelők az alábbi mennyiségeket tudják biztosítani: Források (m 3 ) Hétfő Kedd Szerda Csütörtök Péntek Metánföld 500 000 600 000 300 000 700 000 400 000 Propánmező 730 000 500 000 610 000 800 000 360 000 Összesen: 1 230 000 1 110 000 910 000 1 500 000 760 000 1. Mely napon/napokon kap Acélvidék kevesebb gázt, mint az igénye? Megoldás: hétfő, kedd, csütörtök (3 pont) Azokon a napokon, ahol a gázigények összege (vagy a források összege) nagyobb, mint Tranzit provincia maximális kapacitása (1 000 000 m 3 ), mert ebben az esetben a lakossági igény lesz kielégítve teljes mértékben, az ipari mennyiségek (ahová Acélvidék is tartozik) pedig csak arányaiban lesznek Tranzit provincia által gázzal ellátva. 2. Üvegfalván pénteken nem dolgoznak az emberek. A táblázat alapján legalább hány százalékkal kell Acélvidéknek a gázigényét megemelnie, hogy Tranzit provincia aznap a Szövetség többi tagja gázigényének kielégítése mellett a maximális mennyiséget szállítsa számára? (3 pont, a sárgával jelölt értékek 1-1 pontot érnek.) Megoldás: Tranzit provincia maximális kapacitása: 1 000 000 m 3 A maximális kihasználtságig a szükséges mennyiség: Maximális kapacitás pénteki napi gázigény, azaz: 1 000 000 (400 000 + 100 000 + 40 000 + 20 000 + 200 000) = 240 000 m 3 400 000 m 3 volt Acélvidék gázigénye és 240 000 m 3 -t még hozzátehet, hogy Tranzit provincia kapacitása maximálisan ki legyen használva. Igénye összesen 640 000 m 3 kell legyen. Leegyszerűsítve a feladat az, hogy meghatározzuk a 640 000 m 3 a 400 000 m 3 -nek hány százaléka. 640 000/400 000 * 100= 160% 6

Legalább 60%-kal kell emelnie az igényét Acélvidéknek, hogy a teljes rendszer ki legyen használva. 3. Acélvidék hány köbméter gázt fog kapni a hétfői napon Metánföld forrásából? (5 pont, a sárgával jelölt értékek 1-1 pontot érnek.) Megoldás: Teljes gázigény hétfőn= 500 000 + 150 000 + 200 000 + 50 000 + 30 000 + 300 000 = 1 230 000 m 3 Mivel a teljes gázigény nagyobb, mint Tranzit provincia maximális szállítási kapacitása (1 000 000 m 3 ), ezért a fontossági sorrend alapján a lakossági igény teljesen ki lesz elégítve (nem megszakítható), majd az ipari mennyiségek (megszakítható) arányaiban oszlanak meg. Lakossági: 150 000 + 50 000 + 30 000 = 230 000 m 3 Ezeket teljesen ki kell elégíteni, így marad ipari felhasználásra: 1 000 000 230 000 = 770 000 m 3 A maradék 770 000 m 3 olyan arányban oszlik meg, ahogy az ipari felhasználók leadták a hétfői napi igényeiket: 500 000 + 200 000 + 300 000 = 1 000 000 m 3 lett leadva. Az arányok: Acélvidék 500 000 / 1 000 000 1/2 = 50% Üvegfalva 200 000 / 1 000 000 1/5 =20% Fellegváros 300 000 / 1 000 000 3/10 = 30 % Ennek alapján, a hétfői nap az ipari fogyasztók, amit kapnak a 770 000 m 3 -ből: Acélvidék 770 000 * 1/2 385 000 m 3 Üvegfalva 770 000 * 1/5 154 000 m 3 Fellegváros 770 000 * 3/10 231 000 m 3 Hétfői napi szállítás Tranzit provincia által Felhasználás típusa Kielégített gázigények (m 3 ) Hétfő Acélvidék ipari 385 000 Rideghegy lakossági 150 000 Üvegfalva ipari 154 000 Fenyővölgy lakossági 50 000 Meseország lakossági 30 000 Fellegváros ipari 231 000 Összesen 1 000 000 7

Több a soknál (térkép) (16 pont) Jelöljétek a mellékelt térképen különböző színű kiemelőfilcekkel az alábbiakat: - pirossal a termelési pontokat (7 pont) - kékkel az FGSZ Zrt. kompresszorállomásait; - zölddel azokat a településeket, amelyek termelési és tárolási pontok is egyben! Megoldás: Térkép megoldása mellékletben. A helyes település nevek, megfelelő színnel 1-1 pontot érnek. (Hajdúszoboszlónál két színnek kell szerepelni.) Termelési pontok: Kompresszorállomások: 1. Algyő 1. Báta 2. Babócsa 2. Beregdaróc 3. Endrőd 3. Hajdúszoboszló 4. Karcag 4. Mosonmagyaróvár 5. Kenderes 5. Nemesbikk 6. Szank 6. Városföld 7. Tiszavasvári Termelés és tárolás is van: 1. Hajdúszoboszló 2. Kardoskút 3. Pusztaederics Ki tud többet Beregdarócról? (maximum 12 pont) Írjatok rövid fogalmazást a beregdaróci kompresszorállomásról, annak múltjáról, jelenéről és jelentőségéről az alábbi adatok, kulcsszavak felhasználásával! (A szövegben való szerepeltetésük nem kötelező, csupán ajánlott, mert a segítségetekre lehet.) 1977, 19,7 Mrd m 3, OKGT, 80-90 %, villamosmérnök, 2011. augusztus 3., 1979, Ős- Tisza, 60 fő, közösség, innováció A fogalmazás értékeléséhez a 100 éves a magyar földgázszállítás kiadvány Beregdaróc Kompresszorállomás és Seszták Imre Kompresszorállomás c. fejezetei nyújtanak segítséget, a feladat célja, hogy saját szavaikkal minél többet visszaadjanak az ott leírtakból. 8

Keresztrejtvény (12 pont) minden helyes beírás 1-1 pontot ér 5. LÁNGÉSZ KERESTETIK! FGSZ vetélkedő DÖNTŐ A meghatározások alapján írjátok be a megfelelő szavakat az ábrába! 1. M A G N E T O M E T E R 2. D R A K E 3. Ü V E G H Á Z H A T Á S Ú 4. V É R A D Ó B A R Á T 5. F A J H Ő 6. B O R B Á L A 7. H U L L A D É K 8. Z A L A 9. C S Ő R É G É S Z E T 1. A földgázkutatásban használt eszköz 2. Elsőként végzett profi fúrást 3. E gázok kibocsátását folyamatosan csökkentjük 4. Ilyen díjat nyert hajdúszoboszlói üzemünk 5. Mértékegysége a J / (kg C) 6. Vállalati ünnepségünk névadója 7. Szelektíven gyűjtjük 8. E megyében jártunk 2013-ban az Energikus Település programunkkal 9. 2010-ben indult vándorkiállításunk neve MEGOLDÁS: MEGAJOULE (1 pont) Magyarázzátok meg, mi ez! (2 pont) A Joule (jele J) a (hő)energia és a mechanikai munka mértékegysége az SI rendszerben. 10 6 többszöröse a megajoule, jele MJ. 1 pont jár a Joule helyes definíciójáért és 1 pont, ha tudják, hogy a mega hányszorosát jelenti. 9