Der Mangel an Erdgas einerseits und die Energiewende andererseits machen eine Transformation des bisherigen Energiesystems unumgänglich. So wird zukünftig vermehrt auf Biogase, grünen Wasserstoff und synthetisches Methan aus Power-to-Gas-Anlagen sowie auf Prozessgase zurückgegriffen und entsprechend werden immer mehr Gasgemische durch Erdgasleitungen transportiert. Insbesondere die Beimischung von Wasserstoff kann dabei herausfordernd sein. Von der Erzeugung über den Transport bis zur Endanwendung – das gesamte Energiesystem muss transformiert werden, um mit den Gasgemischen klarzukommen.

Das Gas- und Wärme-Institut (GWI) betreibt seit Jahrzehnten ein Prüflabor in Essen. Um Hersteller von Brennern, Gasgeräten, Gasfeuerstätten, Gasthermen etc. bei der Transformation fundiert zu unterstützten, nutzt das Institut eine neue Gasmischanlage von LT Gasetechnik, einer Firma, die seit über 50 Jahren High-tech-Gasmischanlagen herstellt. Mithilfe der Anlage lassen sich Weltmarkt-Erdgasqualitäten aus Reingasen mischen.

Variabel und reproduzierbar

Die neue Gasmischanlage bietet eine maximale Leistung von 600 kW reinem Methan und 600 kW reinem Wasserstoff sowie 300 kW aus Mischgasen. Aus den Reingasen Methan, Propan, Butan, Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, Wasserstoff sowie aus Luft erzeugt sie verschiedene Mischgase als Prüf- und Grenzgase. Außerdem können Sondergase manuell beigemischt werden. So lässt sich das G 260-Band nachbilden, aber auch viele andere Gasgemische. Die Anlage kann gleichzeitig bis zu vier verschiedene Gasgemische erzeugen, die in vier Gasgemisch-Behältern zwischengepuffert werden. Über 50 bereits hinterlegte Gasgemisch-Rezepte vereinfachen die Einstellung. Ein Gaschromatograph überprüft die Qualität und Reproduzierbarkeit der erzeugten Gasgemische.

Die Gasmischanlage wird dynamisch betrieben, d.h. mit kontinuierlich geregelter Zumischung. Die Durchflussmenge und die Zumischung werden über Massendurchflussregler gesteuert und die Ausgangsdruckregelung erfolgt über mechanische Druckminderer in jeden Ausgang. Die vier Stränge sind nicht-redundant mit Gasfiltern, Eingangsdruck-Transmittern, Gasrücktrittsicherungen und entsprechenden Magnetventilen zur Freigabe der jeweiligen Gase ausgestattet.

Weltmarkt-Erdgasqualitäten zum Vorwählen

Die automatisierte Anlage wurde gemäß Druckgeräterichtlinie ausgeführt und verfügt über die notwendige Dokumentation sowie CE-Kennzeichnung. Sie wurde komplett montiert, getestet und erfolgreich in Betrieb genommen. Sie lässt sich komfortabel über den integrierten Touchscreen mit einfacher (in den Einstellungen veränderbarer) Gas-Rezeptvorwahl bedienen. Rezepte für 20 Weltmarkt-Erdgasqualitäten können vorgewählt werden. Die wichtigsten Daten werden auf dem Touchscreen übersichtlich angezeigt und die Rezepteinstellungen zusätzlich an einen großen Bildschirm übertragen. Sollwerte und Istwerte werden protokolliert und können über die integrierte, gut zugängliche Schnittstelle leicht ausgelesen sowie über Software-Tools separat weiterverarbeitet werden.

Die einmal nach Rezept eingestellte Mischkonzentration des Gasgemisches wird konstant gehalten, unabhängig von der Gasgemischzusammensetzung und auch unabhängig von der tatsächlich (innerhalb der Leistungsgrenzen) entnommenen Gasgemischmengen. Die gaschromatographische Überprüfung der Gemische belegte, dass die garantierte Reproduzierbarkeit von ≤ ± 0,2 Vol% (bei Temperaturgleichheit der einzelnen Gase) sicher erreicht wird.

Autor: Alexander Carl Hanf, L+T Gasetechnik Klöpper-Waldmann