Wpływ składników wstępnie uzdatnionego biogazu na elementy sieci i instalacji gazowych

• Autorzy: Wróblewska Anna

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2022.11.05

Warianty tytułu

EN

Influence of pre-treated biogas components on the elements of gas networks and installations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Głównym celem niniejszego artykułu jest przedstawienie wpływu składników wstępnie uzdatnionego biogazu na elementy sieci i instalacji gazowych, takie jak np. rury, złączki, armatura, reduktory, oraz na materiały uszczelniające stosowane w połączeniach mechanicznych. W pracy dokonano przeglądu elementów, z których mogą być budowane sieci gazowe, jak i tych występujących w instalacjach gazowych, a następnie zebrano informacje o materiałach, z których wykonywane są elementy liniowe, różnego typu złączki, jak również materiały stosowane do uszczelnienia, w celu określenia zakresu, w jakim należy przeprowadzić ocenę oddziaływania składników biogazu. Biorąc pod uwagę składy biogazu dostępne w literaturze oraz średni skład wstępnie oczyszczonego biogazu rolniczego, dokonano analizy doniesień literaturowych w zakresie możliwych oddziaływań poszczególnych składników na elementy sieci i instalacji gazowych. Przeanalizowano dostępne artykuły naukowe, a także informacje zebrane od producentów poszczególnych elementów, co wykazało, że trudno jest udzielić jednoznacznej odpowiedzi, które składniki biogazu rolniczego i w jakich stężeniach mogą stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa transportu nowego paliwa gazowego. Związane jest to z tym, że prowadzone dotychczas badania i analizy w dużej mierze koncentrowały się jedynie na pojedynczych składnikach lub ewentualnie na mieszaninach jednak o znacznie mniej złożonych składach, niż ma biogaz, stąd też trudno jest ocenić współoddziaływanie jego składników. W pracy określono główne składniki biogazu, które mogą niekorzystnie wpływać na elementy sieci i instalacji gazowych, zwrócono uwagę na ich możliwe wzajemne oddziaływania, a także na fakt, że część prowadzonych badań nie uwzględnia rzeczywistych warunków użytkowania, np. ciśnienia. We wnioskach wskazano również, że aby uzyskać jednoznaczną odpowiedź na pytanie o bezpieczeństwo transportu biogazu lub jego mieszanin, niezbędne jest przeprowadzenie dodatkowych badań.

EN

The main aim of this article is to present the influence of pre-treated biogas components on elements of gas networks and installations, such as pipes, fittings, hardware, reducers and sealing materials used in mechanical connections. The work presents a review of both the elements that can be used to build gas networks and those found in gas installations, then collected information about the materials from which the linear elements are made, various types of couplings as well as the materials used for sealing, in order to determine the scope in which to assess the impact of biogas components. Taking into account the biogas compositions available in the literature and the average composition of pre-treated agricultural biogas, an analysis of literature reports was carried out on the possible impacts of individual components on the elements of gas networks and installations. The available scientific articles and information collected from the producers of individual elements were analyzed, which showed that it is difficult to give an unambiguous answer as to which ingredients of agricultural biogas and in what concentrations may pose a threat to the safety of the transport of the new gas fuel. This is due to the fact that the research and analyzes conducted so far have to a large extent focused only on single components or possibly on mixtures but with much less complex compositions than the composition of biogas, hence it is difficult to assess their interaction. The paper specifies the main components of biogas that may adversely affect the elements of gas networks and installations, emphasizes their possible interactions, as well as the fact that some of the research carried out does not take into account the actual conditions of use, e.g. pressure. It was also indicated in the conclusions that in order to obtain an unambiguous answer to the question about the safety of the transport of biogas or its mixtures, it is necessary to conduct additional tests.

Słowa kluczowe

PL

biogaz; sieć gazowa; instalacje gazowe

EN

biogas; gas network; gas installations

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 78, nr 11
• Strony: 815--826
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz.

Twórcy

autor

Wróblewska Anna

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Arrhenius K., Engelbrektsson J., Yaghooby H., 2016. Development of Analytical Methods to Gain Insight into the Role of Terpenes in Biogas Plants. Journal of Analytical & Bioanalytical Techniques, 7(4): 324. DOI: 10.4172/2155-9872.1000324.
• Arrhenius K., Holmqvist A., Carlsson M., Engelbrektsson J., Jansson A., Rosell L., Yaghooby H., Fischer A., 2017. Terpenes in biogas plants digesting food wastes. Report 2017:350, Energiforsk.
• Barczyński A., Łaciak M., 2014. Zamienność paliw gazowych (gazu ziemnego). Wiadomości Naftowe i Gazownicze, 17(8): 4–11.
• Bortel K., 2010. Wpływ środków dezynfekujących wodę na właściwości elementów sieci wykonanych z tworzyw sztucznych. Konferencja Techniczna PRiK. <https://www.prik.pl/images/pdf/konferencje/konf5/Krzysztof-BortelWp%C5%82yw-%C5%9Brodk%C3%B3wdezynfekuj%C4%85cych-wod%C4%99-na-w%C5%82a%C5%9Bciwo%C5%9Bci-element%C3%B3w-sieci-wykonanych-z-tworzywsztucznych.pdf> (dostęp: 05.2021).
• Bortel K., 2012. Trwałość instalacji z tworzyw sztucznych. Konferencja Techniczna PRiK. <https://www.prik.pl/images/pdf/konferencje/konf4/> (dostęp: 05.2021).
• Broomhall D., Brown M., Illson T., Lee Y.L., Maple M., Morgan G., Shelenko L., Siddle A., Truong J., 2011. Hazards arising from the conveyance and use of gas from Non-Conventional Sources (NCS). RR882, Research report prepared by GL Noble Denton for the Health and Safety Executive.
• de Bruin J., Rittel W.J., van der Stok E.J.W., Weller J., 2015. Effects of Wide Band Gases on Materials used in Gas Distribution Networks. Final Report. GT-140282. Kiwa N.V.
• Fabijański M., 2013. Wpływ środowisk agresywnych na właściwości popularnych materiałów polimerowych stosowanych w transporcie szynowym. Problemy Kolejnictwa, 158: 51–68.
• Hagen M., Polman E., Jensen J.K., Myken A., Jönsson O., Dahl A., 2001. Adding gas from biomass to the gas grid. Report SGC 118. Swedish Gas Center, July.
• Hassinen J., Lundbäck M., Ifwarson M., Gedde U.W., 2004. Deterioration of polyethylene pipes expose to chlorinated water. Polymer Degradation and Stability, 84(2): 261–267. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2003.10.019.
• Hermkens R., van der Stok E., de Bruin J., Weller J., 2016. Can PE and PVC gas distribution pipes withstand the impact of sustainable gases? Proceedings of the 18th Plastic Pipes Conference PPXVIII, 12–14.09.2016, Berlin, Germany.
• Holewa-Rataj J., Kukulska-Zając E., Schuster T., 2021, Charakterystyka jakościowa biogazu rolniczego wraz z określeniem jego wpływu na środowisko. Praca statutowa INiG – PIB, nr zlec. 0038/GE/2021, Archiwum Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego, Kraków.
• Jaworski J., Kukulska-Zając E., Kułaga P., 2019. Wybrane zagadnienia dotyczące wpływu dodatku wodoru do gazu ziemnego na elementy systemu gazowniczego. Nafta-Gaz, 75(10): 625–632. DOI: 10.18668/NG.2019.10.04.
• Łaciak M., 2019. Bezpieczeństwo eksploatacji urządzeń, instalacji i sieci gazowych. Wyd. 6. Tarbonus, Kraków.
• Maker J.M., 2000. A preliminary analysis of failures in grey cast iron water pipes. Engineering Failure Analysis, 7: 43–53. DOI: 10.1016/S1350-6307(99)00005-9.
• Marcogaz, 2006. Injection of Gases from Non-Conventional Sources into Gas Networks. Final Recommendation. WG-Biogas-06-18,01/12/06.
• Minor T., 2017. Analiza stanu techniczno-prawnego instalacji gazowych w Polsce pod względem bezpieczeństwa ich eksploatacji – propozycje zmian. Nafta-Gaz, 73(11): 887–893. DOI: 10.18668/NG.2017.11.09.
• Nibco, 2017. Chemical resistance information for plastic and metal valves and fittings. C-CRG-0517-R071020.
• Piskowska-Wasiak J., 2014. Uzdatnianie biogazu do parametrów gazu wysokometanowego. Nafta-Gaz, 70(2): 94–105.
• Plastics Pipe Institute, 2007. Chemical Resistance of Thermoplastics Piping Materials. TR-19/2007.
• Sitarska M., 2010. Biofilm w sieci wodociągowej – podatność wybranych wewnętrznych powierzchni rur na obrosty mikrobiologiczne. Praca doktorska. Politechnika Wrocławska, Wrocław.
• Staniszewska A., Kunicka-Styczyńska A., Ziemiński K., 2017. Zanieczyszczenia mikrobiologiczne podziemnych magazynów gazu i gazociągów. Postępy Mikrobiologii, 56(4): 381–388.
• Stanuch J., Biegańska J., 2014. Siloxane in the biogas. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, 16(2): 1–8.
• Świderska-Bróż M., Wolska M., 2003. Korozyjność wody wodociągowej a zjawiska zachodzące w systemie jej dystrybucji. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 1: 10–15.
• Traczewska T.M., Sitarska M., Trusz-Zdybek A. 2010. Formation of biofilm in tap water supply networks. Environmental Engineering III, Taylor & Francis Ltd.: 533–538.
• Tu S.-T., Zhang H., Zhou W.-W., 1999. Corrosion failures of high temperature heat pipes. Engineering Failure Analysis, 6(6): 363–370. DOI: 10.1016/S1350-6307(98)00057-0.
• Zysk B., Żakowska Z. (red.), 2005. Mikrobiologia materiałów. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź.
• Akty prawne i dokumenty normatywne
• PKN-ISO/TR 10358:2016-08 Rury i kształtki z tworzyw sztucznych – Zbiorcza tablica klasyfikacji odporności chemicznej.
• PN-C-04752:2011 Gaz ziemny – Jakość gazu w sieci przesyłowej.
• PN-C-04752:2011 Gaz ziemny – Ocena jakości.
• PN-EN 10216-2+A1:2020-05 Rury stalowe bez szwu do zastosowań ciśnieniowych – Warunki techniczne dostawy – Część 2: Rury ze stali niestopowych i stopowych z określonymi własnościami w temperaturze podwyższonej.
• PN-EN 10226-1:2006 Gwinty rurowe połączeń ze szczelnością uzyskiwaną na gwincie – Część 1: Gwinty stożkowe zewnętrzne i gwinty walcowe wewnętrzne – Wymiary, tolerancje i oznaczenie.
• PN-EN 10226-2:2007 Gwinty rurowe połączeń ze szczelnością uzyskiwaną na gwincie – Część 2: Gwinty stożkowe zewnętrzne i gwinty stożkowe wewnętrzne – Wymiary, tolerancje i oznaczenie
• PN-EN 1555-1:2021 Systemy przewodów rurowych z tworzyw sztucznych do przesyłania paliw gazowych – Polietylen (PE) – Część 1: Postanowienia ogólne.
• PN-EN 1555-2:2021 Systemy przewodów rurowych z tworzyw sztucznych do przesyłania paliw gazowych – Polietylen (PE) – Część 2: Rury.
• PN-EN 1555-3:2021 Systemy przewodów rurowych z tworzyw sztucznych do przesyłania paliw gazowych – Polietylen (PE) – Część 3: Kształtki.
• PN-EN 1555-4:2021 Systemy przewodów rurowych z tworzyw sztucznych do przesyłania paliw gazowych – Polietylen (PE) – Część 4: Armatura.
• PN-EN 1775:2009 Dostawa gazu – Przewody gazowe dla budynków – Maksymalne ciśnienie robocze równe 5 bar lub mniejsze – Zalecenia funkcjonalne.
• PN-EN 331:2016-04 Kurki kulowe i kurki stożkowe z zamkniętym dnem uruchamiane ręcznie, przeznaczone dla instalacji gazowych budynków.
• PN-EN ISO 3183:2020-03 Przemysł naftowy i gazowniczy – Rury stalowe do rurociągowych systemów transportowych.
• Rozporządzenie Ministra Rozwoju, Pracy i Technologii z dnia 4 grudnia 2020 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie sposobu deklarowania właściwości użytkowych wyrobów budowlanych oraz sposobu znakowania ich znakiem budowlanym (Dz.U. z 2020 r. poz.2297).
• Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 2 lipca 2010 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu gazowego (Dz.U.z 2018 r. poz. 1814).
• Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. z 2002 r. Nr 75, poz. 690 wraz z późniejszymi zmianami).
• Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 305/2011 z dnia 9 marca 2011 r. ustanawiające zharmonizowane warunki wprowadzania do obrotu wyrobów budowlanych i uchylające dyrektywę Rady 89/106/EWG (Dz.U. L 88 z 4.4.2011 wraz z późniejszymi zmianami).
• Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 26 kwietnia 2013 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać sieci gazowe i ich usytuowanie (Dz.U. z 2013 r. poz. 640).
• Standard Techniczny ST-IGG-3501:2009 Wymagania jakościowe i techniczne dla biometanu wprowadzanego do sieci dystrybucyjnej. Wymagania jakościowe.
• Ustawa z dnia 16 kwietnia 2004 r. o wyrobach budowlanych (Dz.U. z 2004 r. Nr 92, poz. 881 wraz z późniejszymi zmianami)

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).