Potrubní přeprava zemního plynu do České republiky

Vysoká škola logistiky o.p.s.

Potrubní přeprava zemního plynu do České republiky Bakalářská práce

Přerov, duben 2011

Petra Gelnarová

Čestné prohlášení Prohlašuji, ţe předloţená bakalářská práce je původní a vypracovala jsem ji samostatně. Prohlašuji, ţe citace pouţitých pramenů je úplná a ţe jsem neporušila autorská práva (ve smyslu zákona č. 121/2000 Sb. O právu autorském a o právech souvisejících s právem autorským). Souhlasím s prezentačním zpřístupněním své práce v knihovně Vysoké školy logistiky o.p.s. a s případným pouţitím této práce Vysokou školou logistiky o.p.s. pro pedagogické, vědecké a prezentační účely.

Přerov, dne 22. dubna 2011

Podpis:

Poděkování: Chtěla bych touto cestou poděkovat vedoucímu této práce panu Ing. Milanu Slamečkovi za poskytnutí pracovních materiálů, cenných rad a kontrol této bakalářské práce. Dále mé poděkování patří řediteli a jednateli firmy GASCONTROL s.r.o, panu Mieczyslawu Molendovi za podporu, které se mi z jeho strany dostalo.

Resumé: Bakalářská práce řeší výzkum regulačního zařízení jehoţ hlavní částí je expanzní turbína, vyuţívající energetický potenciál stlačeného zemního plynu během expanze v regulační stanici k výrobě elektrické energie. Zařízení musí pracovat tak, aby nedošlo k výraznému zvětšení nároku na předehřev plynu oproti potřebám běţného regulátoru. Přínosem je výroba elektrické energie získaná ekologickým způsobem, vyuţívající jiţ jednou vloţenou energii, nutnou pro přepravu plynu.

Abstract: This Bachelor is focused on research of regulation equipments, whose main part is the expansion turbine. These equipments expoit energy potential of compress natural gas during expansion in control station for production of electric energy. This equipments have to work without considerable increase of necessity heating of gas in comparison with a classical control valve. The production of electrical energy is the important contribution for people, because the production is very ecological. The equipment usesenergy, which is necessary for gas distribution.

CÍL PRÁCE ................................................................................................. 1 1

ANALÝZA SOUČASNÉHO STAVU PŘEPRAVY ZEMNÍHO

PLYNU DO ČESKÉ REPUBLIKY........................................................... 2 1. 1 HISTORIE .............................................................................................. 2 1. 2 TĚŢBA A ÚPRAVA ................................................................................. 4 1. 3 DÁLKOVÁ PŘEPRAVA ........................................................................... 5 1. 4 DODÁVKY DO ČESKÉ REPUBLIKY ........................................................ 10 2

VYSOKOTLAKÁ SÍŤ RWE A FUNKCE KOMPRESNÍCH A

ODORIZAČNÍCH STANIC .................................................................... 14 2. 1 VYSOKOTLAKÁ SÍŤ RWE ................................................................... 14 2. 2 DISTRIBUCE ZEMNÍHO PLYNU ............................................................. 14 2. 3 REGULAČNÍ A KOMPRESNÍ STANICE .................................................... 21 2. 4 ODORIZAČNÍ STANICE......................................................................... 22 3 VYUŢITÍ EXPANZNÍ TURBÍNY V PROCESU PŘEPRAVY ZEMNÍHO PLYNU .................................................................................. 25 3. 1 EXPANZNÍ TURBÍNA ............................................................................ 25 3. 2 PRINCIP ČINNOSTI EXPANZNÍ TURBÍNY ............................................... 26 3. 3 SOUČASNÝ STAV EXPANZNÍCH TURBÍN ............................................... 27 3. 4 INSTALACE EXPANZNÍ TURBÍNY .......................................................... 28 4

NÁVRH DOPORUČENÍ KE ZVÝŠENÍ EFEKTIVITY

PŘEPRAVY ZEMNÍHO PLYNU ........................................................... 32 4. 1 ORC TURBÍNA .................................................................................... 32 4. 2 KOGENERACE ..................................................................................... 33 4. 3 ZEMNÍ PLYN A EKOLOGIE.................................................................... 36 ZÁVĚR:...................................................................................................... 37

Cíl práce Cílem práce je seznámit s dalším vyuţitím dopravy zemního plynu neţ je jen vyuţití v domácnostech (vaření, topení), firmách (pro chod podnikání). Nutností je tedy zaměřit se na to, ţe doprava zemního plynu se dá vyuţít k následné výrobě energie a tou je energie elektrická a to pomocí expanzních turbín, mikroturbín a kompresorů, kdy vzniká teplo, které je moţno vyuţít v dalších technologických procesech. Běţný spotřebitel zemního plynu je jen povrchově obeznámen s tím, odkud plyn do České republiky proudí, ţe tento proces je realizován za pomocí plynovodů a také ví od jaké distribuční společnosti plyn odebírá, protoţe je této společnosti určitým způsobem vázán. Z toho důvodu se této problematiky dotknu jen zlehka a více se zaměřím na okolnosti, které souvisí s dopravou zemního plynu a to nepřímo, kdy je brán zřetel na vyuţití tlaku vzniklého dopravováním zemního plynu k výrobě elektrické energie, která se tímto způsobem vyrábí, nezatěţuje ţivotní prostředí, šetří finanční zdroje, v mnoha případech zisková, ale tato situace by mohla být do budoucna ještě lepší neţ tomu je nyní.

1

1 Analýza současného stavu přepravy zemního plynu do České republiky 1. 1 Historie Historie českého plynárenství začala uţ před více jak před 160 lety. Z prvopočátku byl plyn dodáván formou jedovatého svítiplynu, který vznikal karbonizací uhlí, tento plyn byl od 50. let minulého století nahrazován svítiplynem vyráběným zplynováním uhlí nebo štěpením uhlovodíků. Po vybudování tranzitního plynovodu začal následný převod všech odběratelů na nám známější zemní plyn. V roce 1996 byla výroba svítiplynu ukončena a dodává se jiţ pouze zemní plyn. 1828 - londýnská společnost Imperiál Continental Gas Association navrhla praţskému magistrátu

provozování

plynového

osvětlení,

byla

by tak

prvním

městem

Rakouska-Uherska, ta se této nabídky zřekla. 1847 - v praţském Karlíně uvedena do provozu první plynárna a rozsvíceno 200 pouličních lamp. 1868 - vydán Spisek o plynu. 1901 - u Hodonína poprvé navrtáno loţisko plynu a ropy. 1919 - zaloţeno plynárenské sdruţení. 1947 - do provozu uveden plynovod Most – Praha. 1953 - zahájena výuka plynárenství na VŠCHT Praha. 1967 - do provozu uveden plynovod Bratrství. 1972 - do provozu uveden Tranzitní plynovod. První zemí, která začala zemní plyn vyuţívat komerčně byla Velká Británie. Kolem roku 1785 se zemní plyn vytvořen zplyňováním uhlí začal pouţívat k osvětlení domů a ulic. Doprava zemního plynu přes území bývalého Československa byla zahájena v roce 1968. Přes počáteční tranzit zemního plynu do Rakouska v řádech několika stovek m3 zemního plynu za rok, byl objem v návaznosti na výstavbu tranzitní soustavy postupně zvyšován aţ na desítky miliard přepraveného zemního plynu za rok. Rekordní mnoţství bylo přepraveno v roce 1999 a to 51 miliard m3 . Spotřeba zemního plynu v ČR

2

se s postupným přechodem ze svítiplynu na zemní plyn rovněţ postupně zvyšovala a v neposlední řadě se stabilizovala na úrovni

cca 9 – 10 miliard m3 za rok.

Zemní plyn zaujímá v energetické bilanci ČR v posledních letech cca 18 – 20 % podíl. Je vyuţíván jako vysoce efektivní a ekologický zdroj energie v průmyslu, terciální sféře i v domácnostech. Ve výhledu poroste jeho vyuţití i ve výrobě elektřiny a v dopravě.

Stav VVTL v roce 2008 (zdroj PÚR ČR)

Zemní plyn je směs plynných uhlovodíků a nehořlavých látek (zejména dusíku a oxidu uhličitého). Je to látka nejedovatá, bez zápachu. Jeho spalování nezanechává popel, snadno se reguluje a měří jeho spotřeba (plynoměry), při správném spalování zanechává v ovzduší méně škodlivin neţ uhlí a ropa. Jeho hlavním znakem je vysoký podíl metanu CH4. Ve většině evropských zemí a v české republice je vyuţíván zemní plyn typu H, který obsahuje více jak 90% metanu a méně jak 5% látek nehořlavých. Plyny z různých zdrojů mají ve své podstatě procentuální zastoupení metanů rozdílné.

3

Sloţení zemních plynů v % Česko Rusko Norsko

metan 96,5 98,4 93

ost. uhlovodíky nehořlavé složky 2,6 0,9 0,8 0,8 4,9 2,1

Průměrné sloţení: metan CH4 98,4%, etan C2H4 0,4%, propan C3H8 0,2%, butan C4H10 0,1%, oxid uhličitý CO2 0,1%, dusík N2 0,8%, celková síra S 0,2 mg/m3 Zmínit by se mělo procentuální zastoupení CO2 , které je ve srovnání s pevnými palivy o 40 – 50 % niţší a s kapalnými palivy o 30 – 35 %.

1. 2 Těţba a úprava Naftový zemní plyn je především uloţen v pórovitých horninách, které jsou ohraničeny vodními nepropustnými vrstvami, kde se jako lehčí látka za tisíce let nahromadil nad uloţišti ropy a vody. Zemní plyn karbonský vznikl v průběhu dlouhodobé proměny prvohorních rostlin na černé uhlí a vyskytuje se v loţiscích černého uhlí. Při těţbě se uvolňuje a je z bezpečnostních důvodů odsáván jako tzv. degazační plyn. Plyn se těţí z nalezišť vrty, které jsou přímo vedeny do vrstev loţisek, ta se nacházejí v hloubce aţ 8 km pod povrchem země. Plyn se těţí z loţisek na pevnině (Rusko, Alţírsko, Nizozemsko), tak i pod mořským dnem (Severní moře), k tomuto je za potřebí ropných plošin. Vytěţený plyn je důleţité zpracovat na poţadovanou kvalitu, aby během transportu nepoškodil distribuční systémy a to z důvodu, ţe plyn po vytěţení obsahuje vysoké podíly uhlovodíků, vody, prachu a sirných látek, které mohou způsobit korozi na plynovodu. Vysoký obsah vlhkosti můţe způsobovat i ucpávání plynovodu, protoţe voda s metanem za přispění tlaku můţe vytvořit pevné hydráty. Proto se plyn suší, zbavuje se prachových částic, odbourávají se vyšší uhlovodíky a sirné látky, pokud je plyn obsahuje.

4

Celkové zásoby zemního plynu se odhadují na zhruba 511 tis. miliard m3 a těţbu zhruba 200 let. Avšak v letech 1990 – 2000 stouply světové zásoby díky objevení nových nalezišť a to o více jak 17 %. Pro Evropu je důleţité, ţe téměř ¾ (přes 70 %) prokázaných světových zásob zemního plynu se nachází buď to přímo na jejím území nebo geograficky blízko. Samotné zásoby dělíme na tři druhy: 

Prokázané – jsou to zásoby, které jsou ekonomicky těţitelné při současné úrovní, dosahují 164 tis. miliard m3 a vydrţí při současné těţbě do roku 2060.



Pravděpodobné – dosahují výše 347 000 miliard m3 . Celosvětové zásoby zemního plynu Informace Mezinárodní plynárenské unie uvádějí, ţe při zohlednění i prokázaných i pravděpodobných rezerv, lze uvaţovat s ţivotností světových zásob a vývoje se zemním plynem 136 – 156 let, některé odhady uvádějí aţ 200 let.



Potencionální – v současné době lze tvrdit, ţe zásoby zemního plynu v podobě hydrátů činí cca 21 000 000 miliard m3. Hydráty, tvoří je především metan a některé vyšší uhlovodíky (etan, propan). Dosud objevená loţiska hydrátů jsou obrovská, jejich zásoby na severní polokouli jsou několikrát větší neţ v současnosti těţitelné zásoby naftového a zemního plynu na celém světě.

1. 3 Dálková přeprava Samotná přeprava je nejnáročnějším článkem řetězce cesty od loţisek k zákazníkovi, je tedy důleţité a poměrně náročné dopravit plyn z místa jeho těţby do místa jeho konečné spotřeby. Plynovody jsou konstruovány jak pro vedení po souši, tak i po povrchu mořského dna. Průtok plynu má rychlost aţ 80 km/h, potrubím o vnitřním průměru aţ

1420 mm. Na průtoku se podílejí kompresory,

které jsou soustředěné ve stanicích podél tras plynovodu. Doprava v Evropě i do Evropy je zajišťována vysokotlakými plynovody jejichţ délka je více jak 1 250 000 km, nejvíc těchto potrubí vlastní Rusko a to asi 215 000 km. V České republice

se jedná o 400

km potrubního systému o průměru 1420 mm. Upravený zemní plyn je moţné dopravit

5

potrubím, čehoţ náš stát vyuţívá nebo i tankery ve zkapalněném stavu, této varianty je vyuţito většinou na mezikontinentální vzdálenosti, ale i v tomto případě je zde jiţ někde varianta poloţeného potrubí na mořském dně (Afrika, Severní moře). Evropa má v dnešních dnech vysokou síť plynovodů s tlakovou úrovní dosahujícího aţ 10 MPa (ten vyuţívá Nordstream). Vyuţívaná je i přeprava tankery, takto je dodáván stlačený zemní plyn (CNG, PNG) a zkapalněný plyn (LNG) např. z Alţírska, Nigérie či Austrálie do Evropy. Plyn se na pevnině stlačí nebo zkapalní, tak zmenší svůj objem aţ 600x a přečerpá se do tankeru. V terminálových zásobnících místa určení se postupně odpařuje a dodává do poţadovaného systému. Na území ČR proudí dodávky plynu z Ruska přes Slovensko a na území vstupují přes předávací stanici Lanţhot. Dodávky zemního plynu z Norska vstupují na naše území přes předávací stanici Hora sv. Kateřiny. Systémem dálkové přepravy se plyn dostává do předávacích stanic, kde se měří mnoţství odebraného plynu z dálkového systému a upravuje se tlak na hodnotu danou v ČR. Vnitrostátní sítí je plyn dodáván přímým odběratelům, jako jsou průmyslové podniky, města, obce. Přepravní koridor pro ruský zemní plyn přes Ukrajinu, Slovensko a Česko je prozatím základní

přepravní

cestou

s vysokým

stupněm

flexibility

a

spolehlivosti,

který je provozován bez přerušení dodávek od roku 1973. Od roku 1998 je v provozu plynovod JAMAL (DN 1 400) přes Bělorusko a Polsko.

Evropské trasy plynu

6

Předávací a měřící stanice v hraniční oblasti

Nejznámější a nejdůleţitější plynovody z hlediska ČR 1. Nord Stream:

délka: 1 200 km průměr: 2x DN 1 200 provozní tlak: PN 22 bar kapacita: 55 mld. m3/rok

Konsorcium: Gazprom 51%, E.ON 20%, Wintershall 20%, Gasunie 9%.

2. NEL:

délka: 370 km průměr: DN 1 200 provozní tlak: PN 100 bar kapacita: 20 mld. m3/rok

Konsorcium: E.ON Ruhrgas, Wingas

3. OPAL:

délka: 480 km průměr: DN 1 400 provozní tlak: PN 100 bar kapacita: 36 mld. m3/rok

Konsorcium: E.ON Ruhrgas, Wingas

7

3. GAZELA:

délka: 169 km průměr: DN 1 400 provozní tlak: PN 85 bar kapacita: 30 mld. m3/rok

4. JAMAL:

délka: 4 196 km průměr: DN 1 400

Plynovod: Plynovod je zařízení určené k rozvádění zemního plynu. Vlastně je to soustava potrubí pro rozvod zemního plynu na delší vzdálenosti. Doprava plynu plynovodem je o mnoho levnější, neţ by byla jeho přeprava po ţeleznici. Plynovody jsou vedené pod i nad zemským povrchem, nad zemí však pouze v těch úsecích, kde je to nezbytné, nebo by bylo vedení pod zemí neefektivní (místa překonání větších toků, v průmyslových areálech a podobně). Materiály pro plynovody: Pro vnitřní rozvody plynu je moţno pouţívat buď ocelové nebo měděné potrubí, schválené uţ jsou však i vícevrstvé plasty. Pro tranzitní, mezistátní a dálkové plynovody se pouţívá potrubí z oceli, které se spojuje svařováním. Sváry se nakonec ještě kontrolují pomocí rentgenu či ultrazvuku. Jejich provedení musí být bez vady, aby plnilo bezpečnostní funkci při samotné přepravě.

8

Síť plynovodů – severní Evropa (Nordstream)

Nutností je zmínit, ţe českou republiku protne nový plynovod. Povede od Jadranu k Baltu, tímto země střední Evropy našly řešení, jak alespoň částečně sníţit závislost na dovozu zemního plynu z Ruska. K této realizaci mají přispět dva aţ tři přístavní terminály pro zkapalněný zemní plyn nazvaný „sever-jih“. Na jeho výstavbě se dohodli zástupci zemí Visegrádské čtyřky a to Česká republika, Polsko, Slovensko a Maďarsko. Odhady propojení jsou v roce 2013. Spolupráci přislíbilo i Rakousko, Rumunsko a Chorvatsko.

Plánované propojení „sever-jih“

9

1. 4 Dodávky do české republiky Díky tomu, ţe se česká republika nachází ve vhodné geografické poloze, je významným tranzitérem dodávek zemního plynu z Ruska nejen sama pro svou potřebu, ale také pro potřebu Německa a Francie. Zemní plyn je nepostradatelným zdrojem energie jiţ pro více jak 2,5 mil. odběratelů v ČR. Ti mohou plyn vyuţívat 24 hodin denně, 365 dní v roce. Jen málokdo zná, čím vším musí tato energie projít, aby se dostala ke konečnému zákazníkovi. Česká republika nemá zásadní zdroje zemního plynu, proto musí nakupovat o zahraničních dodavatelů, kteří jsou vzdálení několik tisíc kilometrů. Vnitrostátní předávací soustava je připojena na tranzitní soustavu přes 6 vnitrostátních předávacích stanic. Tvoří ji plynovody o celkové délce 1.183 km o jmenovitém průměru potrubí DN 800 aţ DN 700 a tlacích 4 MPa, 5,35 MPa a 6,1 MPa (asi 85 % plynovodů). Z vnitrostátní přepravní soustavy je zemní plyn předáván přes 75 předávacích stanic do

distribučních

soustav

jednotlivých

regionálních

distribučních

společností

a tzv. přímým odběratelům. Do distribučních soustav jednotlivých regionálních distribučních společností je zemní plyn dodáván i přímo z tranzitní soustavy a to prostřednictvím 14 vnitrostátních předávacích stanic. Na všech přepravních stanicích je instalováno obchodní měření mnoţství zemního plynu. Jeho kvalita je měřena na 15 uzlových místech soustavy. Podzemní skladování: Je důleţitou součástí procesu dopravy a to z důvodu, ţe v letních měsících, kdy rapidně klesá spotřeba zemního plynu, ale dodávky plynu od producentů se udrţují zhruba na stejné hranici jako v zimě je nutno tento plyn skladovat a to z několika důvodů. Jedním je například politická situace na Ukrajině, kdy v roce 2009 došlo zastavení dodávek přes toto území, dalším důvodem je i to, ţe v letních měsících je dodávaný plyn levnější, tudíţ není nutné v zimních měsících cenu plynu hodně nadsazovat. Skladování zemního plynu lze rozlišit na sezónní zásobníky a zásobníky špičkové.

10

Mapa podzemních zásobníků RWE Gas Storage

Špičkové zásobníky plynu - slouţí ke krytí spotřeby zemního plynu na několik dnů a dochází k vyrovnání výkyvů v krátkém časovém intervalu, mají malou kapacitu skladování, ale velký těţební výkon. Výhodou je rychlé doplnění na maximální kapacitu a to hlavně v topném období. Ke skladování se vyuţívají uměle vytvořené kaverny z původních vytěţených solných dolů. Sezónní zásobníky plynu – vyuţívají se k vyrovnávacímu procesu mezi zimním a letním období a jeho spotřebou. V létě se zde plyn ukládá a v zimním období, kdy vzroste poptávka a spotřeba se odsud plyn odtěţuje a dodává do distribuční sítě. Zásobníky mají obrovské kapacity, ale malý těţební výkon. Vyuţívají se jiţ vyuţitá plynová či ropná loţiska nebo zásobníky vybudované v porézních vrstvách. Nejznámější a největší zásobníky jsou Dolní Dunajovice, Tvrdonice, Dambořice. Počítá se s dalším vytvořením skladovacích prostor (oblast Moravských naftových polí), tím se sníţí riziko na dovozu a čerpání bude moţné po dobu nejstrategičtějších měsíců bez problémů.

11

Struktura podzemního zásobníku zemního plynu

Tranzit zemního plynu do ČR

S jistotou můţeme tvrdit, ţe plynárenství jako celek čeká dlouhodobá perspektiva a zemní plyn je palivem 21. století. V porovnání s jinými palivy má plyn celou řadu výhod. Je svému uţivateli plně k dispozici a má vysoký uţivatelský komfort. Specifické

12

výhody zemního plynu vystupují do popředí zvláště v přímém porovnání s dalšími palivy či energiemi. Zemní plyn je jediným primárním palivem, které lze bez velkých nákladových úprav dovést přímo aţ ke spotřebiteli. Jeho dopravní a distribuční systém není závislý na klimatických podmínkách. Patří mezi paliva s vysokou výhřevností. Jeho výhoda, která je i důsledkem vyšší účinnosti plynových spotřebičů se projevuje zvláště ve srovnání se spotřebiči na pevná a kapalná paliva. Jeden kubický metr zemního plynu (tj. 10,5 kWh) plně nahradí ve vytápění např. 3 kg hnědého uhlí, 1,5 kg koksu či 0,83 kg topného oleje. Kvůli těmto vlastnostem se zvyšuje spotřeba zemního plynu a s největší pravděpodobností bude tento trend narůstat. Mimo jiné je zemní plyn i vysoce ekologickým palivem. Jeho spalováním vzniká daleko méně škodlivin. Prach a oxid siřičitý jsou ve spalinách obsazeny v zanedbatelných mnoţstvích. I emise oxidu uhelnatého a uhlovodíku jsou se srovnáním s ostatními palivy výrazně niţší. Česká republika má v současné době nejhustější síť rozvodů plynu ze všech zemí Evropy, to spočívá v pokrytí spotřeby 75% všech moţných odběratelských subjektů. (Patří k absolutní špičce v plynofikaci svého území). Tato síť je vybavena osmi distributorskými společnostmi, které ve svých regionech řídí provoz plynových sítí (např. Severomoravská plynárenská a.s., Jihomoravská plynárenská a.s., Východočeská plynárenská a.s., atd.). Součástí těchto sítí je přibliţně 8000 regulačních stanic plynu, přes které se dodávky realizují ke spotřebitelům. Z tohoto počtu má předpoklad k realizaci expanzní turbíny asi 2000 regulačních stanic ze zmiňovaných 8000.

13

Vysokotlaká síť RWE a funkce kompresních a odorizačních stanic

2

2. 1 Vysokotlaká síť RWE Vysokotlaká síť je tvořena soustavou potrubí a dalšího příslušenství k provozování přepravy zemního plynu. Provozní tlak je 16 barů (16 atmosfér). Vysokotlaké potrubí je v české republice dlouhé 2. 460 km, majoritním majitelem je společnost NET4GAS. Tato síť protíná všechny kraje i okresy české republiky.

Ze systému dálkové přepravy se zemní plyn přes předávací stanice dostává do systému vnitrostátní přepravy. Součástí předávacích stanic jsou i regulační stanice, kterými se sniţuje tlak plynu na hodnoty, pod kterými jsou v jednotlivých zemích vnitrostátní plynovodní systémy provozovány. Vnitrostátní přepravní soustavou (převáţně vysokotlaké plynovody s tlakem přes 4 MPa) je zemní plyn dopravován k jednotlivým přímým odběratelům ( tj. odběratelům, kteří odebírají zemní plyn přímo z vysokotlaké přepravní sítě) nebo do distribučních soustav v jednotlivých regionech, plynofikovaných městech a obcích.

2. 2 Distribuce zemního plynu Nezbytnou součástí dopravy zemního plynu je jeho distribuce a samotný prodej. Distribucí se v ČR zabývají čtyři společnosti. Jsou to SMP Net s.r.o., JMP Net s.r.o., VČP Net s.r.o. a RWE GasNet s.r.o. SMP Net s.r.o. provozuje vysokotlaké soustavy v tlakových hladinách 1,7 a2,5 MPa a jedná se o tři samostatné vysokotlaké soustavy. I.

vysokotlaká centrální soustava plynovodů 2,5 MPa s provozním tlakem 1,2 aţ 2,5

MPa. II. vysokotlaká centrální soustava plynovodů 1,7 MPa s provozním tlakem 1,2 aţ 1,7 MPa.

14

III. vysokotlaká soustava plynovodů Valašské Klobouky – Horní Lideč 2,5 MPa – s provozním tlakem 1,2 aţ 2,5 MPa. Dále se navazující dálkové sítě dělí při plynofikaci ve městech a obcích na : středotlaké provozované s tlakem do 3 barů a nízkotlaké sítě a to do 2 kPa. Distribuční soustava je zásobována z pěti předávacích stanic z přepravní soustavy a jedné předávací stanicí ze sousední distribuční soustavy a třemi předávacími stanicemi od těţebních společností a to s celkovým smluvním výkonem 778,7 tis. m3 /hod.

Vysokotlaká síť v ČR

15

Druh PM

PM do soustavy I

PM do soustavy I a II

PM do soustavy II

PM do soustavy III

PM do lokální STL soustavy

Název PM

Partner

Tlaková úroveň

Kapacita m3/hod

Lovosice

TG Net

VVTL / VTL

140 000

Štramberk

TG Net

VVTL / VTL

250 000

Děhylov

TG Net

VVTL / VTL

180 000

Třanovice PZP

TG Net

VTL / VTL

170 000

Raškovice

Unigeo

VTL/VTL

2 100

Morávka

Unimaster

VTL/VTL

500

Valašské Klobouky

JMP Net

VTL / VTL

5 000

Šošovice

TG Net

VVTL / VTL

30 000

Pstruží

Green Gas DPB

STL/STL

500

Pouţívaná měřidla na těchto vstupních bodech splňují podmínky zákona č. 505/90 Sb. V plynném znění a souvisejících metrologických předpisů.

JMP Net s.r.o. provozuje vysokotlaké soustavy plynovodů, které jsou rozděleny na tří oblasti. I. vysokotlaká centrální soustava plynovodů Oblast – západ s provozním tlakem 1,6 – 4,0 MPa. II. vysokotlaká centrální soustava plynovodů Oblast – východ s provozním tlakem 1,6 – 4,0 MPa. 16

III. vysokotlaká centrální soustava plynovodů Oblast – MND,a.s. s provozním tlakem 1,6 – 2,0 MPa. Soustava I. a II. mohou být vzájemně propojeny, soustava III. je od ostatních oblastí oddělena uzávěry a to z důvodu kombinace zdrojů-míchání plynu z přepravní soustavy a těţebních sond MND,a.s. Distribuční soustava je zásobována celkem osmi předávacími stanicemi z přepravní soustavy a dvěmi předávacími stanicemi od těţebních společností, s celkovým smluvním výkonem 1377,1 tis. m3/hod.

Druh PM

Název PM

Partner

Tlaková úroveň

Kochánov

TG Net

VVTL / VTL

80 000

Podolí

TG Net

VVTL / VTL

340 000

Bezměrov

TG Net

VVTL / VTL

160 000

Bukovany

TG Net

VVTL / VTL

85 000

Pánov

TG Net

VVTL / VTL

160 000

Dolní Dunajovice

TG Net

VVTL / VTL

150 000

Velké Němčice

TG Net

VVTL / VTL

380 000

PM do VTL soustavy Oblast I.

PM do VTL soustavy Oblast I. a Oblast II.

PM do VTL soustavy Oblast I. a Oblast III.

17

Kapacita m 3/hod

Druh PM

PM do VTL soustavy Oblast III. PM do lokální soustavy obec Charvatská Nová Ves

Název PM

Partner

Tlaková úroveň

Kapacita m 3/hod

MND

Moravské naftové doly

VTL / VTL

20 000

Strachotín

TG Net

VVTL / STL

2 000

ČNS

Česká naftařská

NTL, STL

100

Používaná měřidla na vstupních bodech s výjimkou některých havarijních propojů splňují podmínky zákona č. 505/90 Sb. v platném znění a souvisejících metrologických předpisů.

VČP Net s.r.o. provozuje vysokotlakou (VTL) soustavu v tlakové hladině 2,5 MPa. Jedná se o pět samostatných vysokotlakých(VTL) soustav. I. VTL centrální soustava plynovodů 2,5 MPa – s provozním tlakem 1,6 - 2,3 MPa. II. VTL soustava plynovodů 4,0 MPa – s provozním tlakem 3,5 – 3,9 MPa. III. VTL soustava plynovodů Bratčice – Ledeč nad Sázavou 2,5 MPa s provozním tlakem 1,6 – 2,2 MPa. IV. VTL plynovod Hrubý Rohozec – Vesecko 2,5 MPa s provozním tlakem 1,7 – 2,3 MPa. V. VTL plynovod Bílá Voda - Králíky 2,5 MPa s provozním tlakem 1,2 – 2,5 MPa. VI. VTL plynovod Jevíčko 2,5 MPa s provozním tlakem 1,6 – 2,5 MPa.

18

Druh PM

Kapacita m 3/hod

Název PM

Partner

Tlaková úroveň

Bartoušov

TG Net

VVTL / VTL

80 000

Olešná

TG Net

VVTL / VTL

15 000

Vrbice

TG Net

VVTl / VTL

10 000

Barchov

TG Net

VVTL / VTL

250 000

Černá za Bory

TG Net

VVTL / VTL

200 000

PM do VTL soustavy III

Bratčice

TG Net

VVTL / VTL

3 500

PM do VTL soustavy IV

Rohozec - Vesecko

SČP Net

VTL / VTL

4 200

PM do VTL soustavy V

Bílá Voda

SMP Net

VTL / VTL

9 000

PM do VTL soustavy VI

Jevíčko

JMP Net

VTL / VTL

10 000

Havlíčkův Brod

TG Net

VVTL / STL

2800

Heřmanův Městec

TG Net

VVTL / STL

2 000

Chotěboř

TG Net

VVTL / STL

3 000

Jilem

TG Net

VVTL / STL

300

Prachovice

TG Net

VVTL / STL

1 000

TG Net

VVTL / STL

1 000

PM do VTL soustavy I

PM do VTL soustavy I a II

PM do lokálních STL soustav

Seč

19

Druh PM

Kapacita m 3/hod

Název PM

Partner

Tlaková úroveň

Třemošnice

TG Net

VVTL / STL

3 000

Šlapáno

TG Net

VVTL / STL

250

Šlapánov Čepro

TG Net

VVTL / STL

370

Šachotín

TG Net

VVTL / STL

3 000

Používaná měřidla na těchto vstupních bodech splňují podmínky zákona č. 505/90 Sb. v platném znění a souvisejících metrologických předpisů

RWE GasNet s.r.o. provozuje v severní zóně centrální vysokotlakou (VTL) soustavu v tlakové hladině 2,5 MPa (provozní tlak 1,7 – 2,5 MPa) I. Bylany PN 25 (provozní tlak 1,7 – 2,5 MPa) II. Ţibřidice PN 25 (provozní tlak 1,7 – 2,5 MPa) III.Jablonec PN 25 (provozní tlak 1,7 – 2,5 MPa) IV.Šiřejovice PN 25 (provozní tlak 1,7 – 2,5 MPa) Dále provozuje v severní zóně centrální VTL soustavu v tlakové hladině 2,5 MPa (provozní tlak 1,7 – 2,5 MPa). I. Dobřín – Jablonec PN 40 (provozní tlak 3,1 – 3,9 MPa) II.Bylany – Chemopetrol, Úţín, Martiněves PN 40 (provozní tlak 3,1 – 3,9 MPa) Mimo tyto vysokotlaké (VTL) soustavy provozuje RWE GasNet s.r.o. i deset lokálních středotlakých (STL) soustav, jsou to Budyně nad Ohří, Hora Svaté Kateřiny, Horní Beřkovice, Charvátce, Chotěšov, Siřejovice, Kostomlaty-Libkovice, Vejprty, Suchdol nad Luţnicí, Lovosice PZ-Prosmyky.

20

Severní zóna je zásobována z 11 předávacích stanic z přepravní soustavy a dvěmi předávacími stanicemi ze sousedních distribučních soustav s celkovým výkonem 596,5 tis. m3/hod.

2. 3 Regulační a kompresní stanice Regulační stanice plynu disponují zařízením, kterým je regulátor určený pro redukci tlaku plynu z úrovně velmi vysokého tlaku (VVTL) na úroveň vysokého tlaku (VTL) nebo z úrovně vysokého tlaku na úroveň tlaku středního. Dále jsou v regulačních stanicích umístěny filtry, bezpečnostní uzávěry, uzavírací armatury, zařízení pro předehřev a měření plynu. U velkých stanic je někdy instalovaná i expanzní turbína s příslušným generátorem a silnoproudým vybavením pro dodávky elektrické energie do sítě. Regulační stanice plynu VTL – STL 200 – 1500: Vysokotlaká regulační stanice (RS) reguluje tlak plynu z VTL na STL při poţadovaném mnoţství plynu a tlaku. Projekt regulační stanice je navrţen tak, aby splňoval dané podmínky a to bezpečnostní i kapacitní. Zařízení regulační stanice je dvouřadé, jednostupňové, s měřením odebíraného mnoţství plynu. Potrubí pro vstup je DN 50, výstupní pro středotlaké potrubí je DN 100, dále se v něm nachází vysokotlaké filtry FVGC 370/6 PN 40 a FGC 280 PN 40 a také odkalovací potrubí. Regulační stanice můţe být také vybavená odorizačním zařízením a to podle typu dle zadavatele. Měření mnoţství, které proteče regulační stanicí se provádí turbínovými nebo rotačními měřidly, které jsou umístěny na středotlakém potrubí a to v místě vývodu potrubí. V neposlední řadě dochází i k předehřevu plynu a to za pomoci filtru FVGC 370/6, který se nachází na vstupu do regulační stanice. Zdrojem tepla je plynový kotel, který je řízen pomocí regulátoru. Jištění teplovodního regulátoru je za pomoci otevřené expanzní nádoby, jenţ se nachází v technologické místnosti s odfukem přes střechu RS do atmosféry.

21

Regulační zařízení VTL – STL 200 - 1500

Pohyb plynu, tedy jeho přeprava je zajišťována na principu rozdílu tlaku, který obstarávají kompresní stanice, jenţ jsou umístěny přibliţně kaţdých 100 km a to na jednotlivých větvích plynovodu z toho důvodu, ţe samotný plyn nedisponuje energií, která by ho poháněla. Součástí větve „střed“ jsou kompresní stanice Kralice nad Oslavou a Kouřim, větve „jih“stanice Břeclav, Hostim, Veselí nad Luţnicí a Stráţovice. Celkový instalovaný výkon kompresních stanic je 351 MW. Jednotlivé plynovody jsou vzájemně propojeny v kompresních stanicích a navíc ještě potrubím DN 700 na trasových uzávěrech v přibliţně poloviční vzdálenosti mezi kompresními stanicemi. Kompresorové stanice jsou nejvýznamnější a co se energie týče nejnáročnější součásti liniové přepravy plynu. Vlivy na provoz jsou proměnné v závislosti na zátěţi vyvolané změnami v odběru. Vlivem proudění plynu v plynovodu dochází ke tření a tím k odporu a sniţování tlaku, ten je pak třeba v určitých intervalech zvyšovat na potřebnou hranici. Dalším vlivem na tlak v plynovodu je i faktor nepravidelnosti odběru. Technologický proces

výstavby

takovéto

stanice

je

náročný

na

rozlehlost

a to z bezpečnostních důvodů a základních ochranných funkcí, které musí splňovat bezpečnostní zásady při havárii a odstávce kompresní stanice.

2. 4 Odorizační stanice Musíme si poloţit otázku, co to je odorizace. Z důvodu, ţe zemní plyn je látka bez zápachu, musí se do ní z bezpečnostních důvodů přidat látka s intenzivním a charakteristickým zápachem (odorant), který nemění vlastnosti zemního plynu a není ani zdraví škodlivý. Odorant je patrný při úniku na první nadechnutí, se kterým se

dostal

do

styku

úplně

kaţdý.

Pouţívá

se

tzv.

nárazová

odorizace,

při které se do systému vstřikuje dvojitá dávka odorantu, a to z důvodu, aby ho lidé 22

snadněji zaregistrovali a předešli únikům, při kterých pak hrozí výbuch, ztráty na ţivotech a majetku. Odorizace se provádí jako poslední úkon při vstupu zemního plynu do plynovodu místní sítě ke spotřebiteli. Mnoţství odorantu je dávkováno tak, aby bylo i při jeho nepatrném úniku (např. při jakékoli netěsnosti) signalizováno a uţivatele donuceno k ochrannému jednání. Dávkování odorantu se 2X za rok zvyšuje na dvojnásobek nad obvyklý stav. U zemního plynu je to 12 – 17 mg odorantu/m3 , při zmiňované nárazové odorizaci je to tedy mnoţství 24 – 35 mg odorantu/m3. Ve společnosti RWE probíhá nárazová odorizace na přelomu měsíce října a listopadu a to z důvodu začátku topné sezóny. Odorizační zařízení funguje injekčním způsobem a to na základě skutečného průtoku plynu a na popud impulsu z plynoměru (zařízení určeno k měření spotřeby plynu) nebo „přepočítávače“.

Odorizační zařízení

23

Napětí Výkon Krytí Osvědčení o nevýbušnosti Provedení Maximální. počet zdvihů Minimální počet zdvihů Provozní teplota Dávkovací medium Zdvihový objem čerpadla typ OSGC 03A Zdvihový objem čerpadla typ OSGC 03B Zdvihový objem čerpadla typ OSGC 03C Hmotnost zařízení Rozměry (v × š × hl)

Technické parametry 230 V s tolerancí 10%, 50/60 Hz 35 W IP 65 FTZÚ 09 ATEX 0078 Ex II 3G EE × nC IIA T3 10800 / hod 1 (min. / při manuálním nastavení) -20 +50° C odoranty 6,8 - 68 mg/zdvih (max. 120 mg při max. protitlaku 3 MPa) 6,8 - 68 mg/zdvih (max. 180 mg při max. protitlaku 3 MPa) 20 - 200 mg/zdvih (max. 180 mg při max. protitlaku 3 MPa) 28 kg 860 × 750 × 240 mm

24

3 Vyuţití expanzní turbíny v procesu přepravy zemního plynu

3. 1 Expanzní turbína Redukční stanice s expanzní turbínou je schopna a vytvořena pro přeměnu energie tlakového spádu zemního plynu na elektrickou energii. Při expanzi dochází k poměrně velkému poklesu teploty neţ při pouhém škrcení a je tedy nutností zabránit poklesu teploty zemního plynu pod 0 oC a provádět intenzivnější předehřev. Nejvýznamnějšími a

nejpouţívanějšími

stroji

k tomu

určenými

jsou

stroje

pístové

nebo novější turbíny s radiálním, resp. axiálním průchodem a docilovanou termodynamickou účinností ηad = 0,75 – 0,85. Nutností je zmínit se, ţe elektrická energie vztaţena pouze k teplu vyuţitého k ohřevu zemního plynu před nebo aţ během expanze (2,2/0,4 MPa) je vytvořena s blízkou účinností 100 %. Jde tedy o ekologicky zajímavý zdroj, který je na dnešní dobu, kdy se lidstvo zabývá otázkou silného znečišťování ţivotního prostředí a to z důvodu velmi nízkých emisních produktů. Ohřev zemního plynu je nezbytnou součástí jeho vstupu do turbíny. Teplota musí být vyšší neţ 0 oC. O vstupní teplotě rozhoduje velikost expanzního poměru a vnitřní termodynamické účinnosti, jenţ se pohybuje okolo 70 – 80 %. Elektrický výkon je skoro přímo úměrný absolutní teplotě zemního plynu na vstupu do turbíny jeho obsahu a je závislý na tlakovém spádu. Je nutností optimaximalizovat vstupní teplotu zemního plynu. K této činnosti je moţné pouţít např. plynových kogeneračních motorů, kdy se pro dohřátí dají vyuţít jeho výfukové zplodiny po předchozím ohřevu. Expanzní turbína je prakticky nenahraditelná a to při redukci velkých objemů plynů, coţ jsou případy stanic 6/2,2 MPa, coţ jsou stanice mezi tranzitní a regionální sítí. Redukční stanice mezi sítí regionální a městskou a to na úrovni tlaku 2,2/0,3 MPa jsou menší, ale početnější.

U redukční stanice s průtokem 1 000 – 10 000 m3/h

lze při práci expanzního stroje docílit zisku 100 – 1 000 kWe elektrické energie. V plynárenství jsou nejznámější expanzní pístové stroje. Které jsou původně odvozené od strojů parních, které byly vybaveny šoupátkovými rozvody.

25

V oblasti odpovídajícím elektrickým výkonům expanzních strojů do 500 kWe se úspěšně začínají provozovat šroubové expandéry.

Expanzní turbína

Expanzní turbína a její schéma

3. 2 Princip činnosti expanzní turbíny Jedním z nejdůleţitějších primárních zdrojů je zemní plyn. Protoţe je dopravován na velké vzdálenosti, je stlačován aţ na 10 Mpa. V předávacích stanicích, nebo v regulačních stanicích pak dochází k jeho regulaci a to z vyššího tlaku na niţší zpravidla škrcením, pomocí regulátoru plynu, podle poţadavků distribučních společností. Tento děj probíhá bez konání práce a vzniká energetická ztráta. Z toho důvodu se zde nabídla alternativa provést změnu tlaku v plynové turbíně

26

(adiabatická expanze) místo pouţití regulačního ventilu. Jestliţe se následně zatíţí plynová expanzní turbína elektrickým generátorem, můţe se vzniklá energie tlakového spádu vyuţít k výrobě elektrické energie.

3. 3 Současný stav expanzních turbín Jedním z mála realizovaných projektů s expanzní turbínou je předregulační stanice Velké Němčice (Jihomoravská plynárenská,a.s.) společně se třemi kogeneračními jednotkami (cca 1,5 MW) dodávajícími teplo pro předehřev plynu. Expanzní turbína (1,2 MW) redukuje tlak plynu pro navazující plynovody, přičemţ teplo pro předehřev plynu je akumulováno do nádrţí na horkou vodu optimalizovaných tak, ţe jejich obsah zabezpečí dodávku tepla po dobu nízkého tarifu elektrické energie. Kogenerační jednotky jsou provozovány a tedy akumulace tepla probíhá pouze po dobu špičkového tarifu a částečně vysokého tarifu v rozvodné síti. Kombinovaný cyklus je v provozu od roku 1994. Druhá aplikace expanzní turbíny proběhla v roce 2001 také u Jihomoravská plynárenská a.s.

v regulační stanici na ul. Turgeněvova v Brně. Tato stanice však na rozdíl

od stanice ve Velkých Němčicích pracuje bez kogenerační jednotky, její nominální výkon je 1,0 MW, tlakový spád z 2,6 MPa na 0,45 MPa a průtočné mnoţství plynu aţ 30 000Nm3 / hod. Nevýhodou těchto zařízení s velkými expanzními turbínami spočívá v obrovském nároku na dodávané teplo. Aţ 50 % výkonu turbogenerátoru se spotřebuje na výrobu tepla (ve stanici ve Velkých Němčicích se předehřívá plyn před vstupem do turbíny na teplotu aţ 600C). Je tedy důleţité zajistit funkčnost zařízení bez spotřeby dodávaného tepla. Ve světě se další návazností na tuto problematiku a to podle zjištěných zdrojů nikdo nezabývá. V osmdesátých a devadesátých letech byla tato oblast zdrojem zájmu a byly vyvíjeny expanzní turbíny určené k výrobě elektrické energie. V Německu bylo v roce 1993 instalováno 27 zařízení s výkonem 27 MW a několik desítek takových to zařízení, ale s vyšším výkonem a to 35 MW zůstalo pouze u projekce. Následoval útlum, avšak větší mnoţství expanzních turbín se objevilo v USA a Itálii.

27

3. 4 Instalace expanzní turbíny Expanzní turbína se instaluje do jedné z regulačních řad konvenční regulační stanice (RS). V těchto RS se vyuţívají zpravidla paralelní regulační řady, jedna jako hlavní, druhá jako záloţní. Toto uspořádání vyhovuje poţadavkům na plynulost dodávky plynu ke spotřebičům.

Schéma expanzní turbíny

Plyn vstupuje do regulační stanice vstupním potrubním systémem a to v poţadované dimenzi. V přívodním potrubí jsou instalovány filtry plynu a předehřev plynu [8]. Podle výkonu předehřevu je předehřev elektrický (napájený z elektrické sítě) nebo teplovodní (zdrojem tepla je plynový kotel). Potrubí se následně rozvětvuje do dvou paralelně zapojených regulačních řad. V jedné regulační řadě je instalován klasický regulátor (regulační ventil) [7] a v druhé expanzní turbína [1] s klasickým regulátorem [4]. Řady jsou od sebe odděleny přes uzavírací armatury [5]. V regulační řadě jsou namontovány dva bezpečnostní rychlouzávěry (klapky) [3], které jsou ovládány pomocí impulsního potrubí tlakem plynu a elektrickým signálem z řídící jednotky generátoru. Na provozní otáčkoměr je naveden binární signál z kompresoru, který při překročení limitních provozních stavů odpojí napájení rychlouzavíracího ventilu [3], čímţ lze uzavřít přívod plynu do turbíny.

28

Regulační ventil se dá ovládat výstupním tlakem plynu vyuţít pro regulaci turbíny. Po průtoku plynu rozvaděči a statorovými lopatkami oběţného kola je plyn veden osovým difuzorem do výstupního protitlakového potrubí. To je vybaveno pojistnými ventily z důvodu zajištění nepřípustného zvýšení tlaku. Po expanzi bude plyn veden potrubím do výstupního potrubí. Ve vysokotlaké regulační stanici je moţné provést instalaci expanzní turbíny na hlavní regulační řadě VTL – STL stupně, a to v místě mezi regulátorem a výstupní uzavírací armaturou. Potrubí v této části bude demontováno a následně napojeno potrubí nové včetně turbíny.

Regulační řada s expanzní turbínou

Regulátory tlaku jsou výrobky vyrobeny typově nebo sériově s určitou tolerancí nastavení tlakového spádu, který se dá jednoduchou cestou přednastavit, aniţ by se musela měnit jejich konstrukce. Je to přizpůsobený výrobek k účelu redukce tlaku plynu, ale jeho funkce nijak nevyuţívá energii vloţenou do jeho komprese.

29

Expanzní turbíny jsou zařízení odlišná v tom, ţe expanze probíhá nerozdělovacím a oběţném kole turbíny, které rotací zajistí pohon elektrického generátoru, tzn., ţe se energie plynu proudícího turbínou přemění na energii mechanickou. Sloţitým zařízením je turbogenerátor avšak redukci tlaku splní stejně jako klasický regulátor tlaku. Srovnání expanzní turbíny s regulátorem: Výhody: v určitém rozmezí dodává tlakově regulovaný plyn jako klasická regulační stanice a zároveň pohání generátor a vyrábí tak elektrickou energii. Nevýhody: do výše 100 % nenahradí klasickou regulační stanici, instaluje se paralelně s klasickou regulační řadou. Regulace průtoku není ţádoucí s ohledy na účinnost turbíny a klesání elektrického výkonu turbíny. Spolehlivost: činnost redukce tlaku se zaručeně plní jako u regulátoru bez nároků na obsluhu, jedná se o automatický výrobek, občasná kontrola na místě nebo dálkově je vhodná. Instalační prostor: nutnost na rozšíření kapacity budovy není nutná. -

11 kW délky 1m, průměr 0,6 m, váha 0,21 t

-

24,5 kW – zastavěná plocha 1,5 m2

-

45 kW – zastavěná plocha 2,0 m2 Předpokládané technické údaje pro expanzní turbínu (dle výkonnostní řady) : Vstupní provozní tlak plynu na hrdle Průtok plynu – jmenovitý Výkon na svorkách generátoru Jmenovité napětí Jmenovitá frekvence Srovnání regulátoru a expanzní turbíny

30

0,8-2,4 MPa 3 2 000 až 5 000 Nm /h 100 W, 11 kW - 60 kW 400 V 50 Hz

Předpokládané přínosy – modulový propočet u zařízení s turbogenerátorem 11 – 18 kW 24 hod (den) x 11 kW = 264 kWh S předpokladem odstávky provozu a to 20 %: 264 kWh x 0,8 = 211 kW do sítě za 24 hod (den)

V tomto případě se jedná pouze o předpokládanou 80ti% účinnost tohoto zařízení a to z důvodu nutných odstávek k údrţbě, rozdíl je také v letním a zimním období, kdy průtoky plynu v létě nejsou velké, tudíţ nikdy nelze dosáhnout 100 % účinnosti. Chceme-li zjistit opět 80ti% účinnost během roku, řešíme ji takto: Z předchozího denního výkonu: 211 kW x 365 dní/rok x 0,8 účinnost = 61 612 kWh/rok dodané elektrické energie do sítě a to pouze z jedné expanzní turbíny bez ekologického znečištění. Finanční přínos také není zanedbatelný, při tarifu 2,80 Kč/kWh (modulová cena, nastávají legislativní změny cen) je v tomto případě zisk 172 513,- Kč/rok.

Finanční přínos v případě stávajících cen – 1,05 Kč za kWh (jedná se o reálnou cenu na dnešním trhu. 61 612kWh X 1,05 Kč = 64 692,60 Kč – jedná se o roční zisk za dnešní výkupní cenu na jedné expanzní turbíně. Pořizovací náklady turbogenerátoru 11 kW je cca 600.000,- z toho plyne, ţe návratnost tohoto finančního vkladu je zhruba 10 let. Velkou škodou je, ţe výkupní ceny takovéto energie jsou příliš nízké, počáteční náklady jsou vysoké tak, ţe návratnost vloţených finančních zdrojů by byla a ještě je v této době dosti dlouhá.

31

4

Návrh doporučení ke zvýšení efektivity přepravy zemního plynu

V české republice se nachází cca 8 000 regulačních stanic, z toho zhruba 2 000 je do budoucna vhodných k instalacím expanzních turbín, v dnešní době se však tyto turbíny nevyrábějí sériově, to se podepisuje na její výrobní ceně, jak je tomu u jakéhokoli jiného výrobku. Z předchozí kapitoly je tedy moţné spočítat, kolik elektrické energie by vyrobilo 2 000 regulačních stanic. Byla-li by předpokládaná výkupní cena 2,80 Kč a roční zisk na jedné turbíně 172 513,-Kč na zmiňovaných 2 000 turbínách by byl zisk 142 502 600,- Kč. Tato cena je však nyní nereálná. Při reálné ceně 1,05 Kč a zisku z jedné turbíny 64 692,- Kč a 2 000 turbín je skutečná cena 129 384 000,- Kč/rok. Ačkoli je zemní plyn primární zdroj energie, nepatří mezi obnovitelné zdroje jako například větrná energie, biomasa, bioplyn, vodní energie, fotovoltaika, fototermika a geotermál. U těchto obnovitelných zdrojů je výkupní cena podstatně vyšší, tudíţ tyto varianty jsou dostupnější a časová návratnost počátečních investicí je relativně krátká, proto se zapomíná i na jiné zdroje k získání elektrické energie, popřípadě tepla.

4. 1 ORC turbína Zkratka ORC vznikla odvozením počátečních písmen Organický Rankinův cyklus. Vyuţívá tzv. zmařené teplo, které se dále nevyuţívá a bez uţitku se odvádí do okolí, to je např. případ u tepelných elektráren, kdy vidno z chladících věţí vycházet obrovské mnoţství páry, coţ je zchlazené nevyuţité teplo, které lze pomocí turbín dál vyuţít. U přepravy plynu v případě pohánění samotného plynu kompresory vzniká teplo, které se touto metodou dále vyuţívá pro samotný předehřev plynu nebo pro další činnost kompresoru, jinak je toto teplo zbytečně nevyuţito. Tato metoda bezpochyby vede k úsporám energie. Návratnost takovéhoto zařízení se pohybuje v rozmezí 3 – 5 let a to podle technického způsobu řešení.

32

ORC turbína

4. 2 Kogenerace Jedná se o kombinovanou výrobu elektrické energie a tepla a umoţňuje vyšší vyuţití palivové energie. Je zaloţená na dalším vyuţití zemního plynu. Při kogeneračních procesech je zmiňované odpadní teplo dále vyuţito např. při vytápění domů či ohřevu vody. Tento cyklus se však vyplácí při teplotě odpadního tepla vyšší jak 200

O

C

a to z důvodu, ţe po trase potrubním systémem se teplo ztrácí. Kogenerační jednotky pracující na principu zemního plynu jsou stále populárnější a jsou chápány jako bioplynové elektrárny. V dnešní době a v budoucnu jsou a budou výborným investičním záměrem v energetice. Tato tepelná zařízení splňují emisní limity a v oblasti ekologie jsou přísně dodrţovány veškeré normy. Kogenerace patří mezi nejvýznamnější alternativní zdroje energie. Technické zařízení se nazývá kogenerační jednotka (KJ).

33

Srovnání efektivity a tepla odděleně v kogenerační jednotce (KJ)

Kogenerační jednotky mohou vyuţívat různých principů činnosti: -

s parní či spalovací turbínou

-

s vyuţitím pístového spalovacího motoru

-

s dalšími novými trendy a technologiemi, jako např. mikroturbín, Stirlingův motor, palivové články

34

Schéma kogenerační jednotky (KJ)

V tradičních elektrárnách se vyuţije pouze asi 30 % energie, kterou obsahuje běţné palivo a zároveň vzniká teplo, které se bez dalšího vyuţití odvádí do atmosféry. Kogenerační jednotka vyrábí elektrickou energii podobným způsobem, jako např. tepelná elektrárna, ale oproti této vyuţívá kogenerační jednotka vzniklé jindy nevyuţité teplo k vytápění, předehřevu (např. při dopravě zemního plynu), sniţuje tak spotřebu paliva a samozřejmě finanční prostředky. Účinnost tepelných elektráren se pohybuje okolo 30 - 40 %, zatím co u kogeneračních jednotek je vyuţití a účinnost aţ 90 %. Kogenerace na bázi zemního plynu je vysoce ekologickou technologií a to z důvodu, ţe při spalování zemního plynu vzniká minimum oxidu uhličitého a hodnoty dalších emisí jsou na minimální hranici nebo hranici nulové. Vyuţití těchto jednotek je moţné prakticky v jakékoli oblasti, ať se jedná o podniky, školy, nemocnice, rodinné domy a to ve vysokých ekologických normách na které musí být v dnešní době brán zřetel.

35

4. 3 Zemní plyn a ekologie Podíváme-li se na zemní plyn, ať uţ na jeho přepravu, distribuci, uskladňování, je nejekologičtějším zdrojem energie ve srovnání s uhlím nebo ropou. Transportování zemního plynu ať uţ pomocí potrubní soustavy nebo pomocí LNG tankeru, je o mnoho bezpečnější a výhodnější neţ u jiných paliv. Mizí rizika např. se zastaralými ropnými tankery a nákladními cisternovými dopravními prostředky. Transport zemního plynu je i méně ztrátový a to na velké vzdálenosti v porovnání třeba s elektrickou energií. Zemní plyn je fosilní palivo s nejniţším mnoţstvím uhlíku, vyuţitý zemní plyn se podílí na sniţování emisí CO2. Očekává se vyšší vyuţití zemního plynu k výrobě elektrické energie. Na trh snad budou vstupovat nové a revoluční technologie, které budou zvyšovat účinnost plynových spotřebičů a větší rozmach vyuţívání LPG a CNG vozidel, která se na znečišťování ţivotního prostředí podílejí nemalou měrou.

36

Závěr: Co se týče dopravy zemního plynu do české republiky, je ve srovnání s mnohými evropskými státy na vysoké úrovni co do technologie, modernizace i bezpečnosti. Kdyby byly v „záloze“ lepší varianty a zlepšovací návrhy přepravy, byly by jiţ za dobu činnosti dávno realizovány. Samotná přeprava zemního plynu je realizována na obrovské vzdálenosti a z toho důvodu je spojena s vysokými hladinami tlaku, jeho exploatace v různých zařízeních s tlaky ve většině případů mnohonásobně niţšími. Přechody z vysokého tlaku na tlaky nízké jsou dnes realizovány, aniţ by energie pouţitá na počátku jeho stlačování byla zpětně vyuţita v dalších technologických procesech. Energie, která je spojená s potřebou jak k samotnému stlačení, tak k expanzi spojena se zdroji, které produkují skleníkové plyny. Vyhovující výstavbou a realizací regulačních stanic s expanzními turbínami, by bylo moţno v podmínkách polohy české republiky získat aţ 670 GWh elektrické energie. Standardní regulační stanice spotřebovává svou činností část zemního plynu, který přes ni proudí a to pro ohřev před škrcením, přičemţ teplo z této práce je zbytečně zmařeno. Regulační stanice s expandéry spotřebují sice více tepla na ohřev zemního plynu před nebo aţ v průběhu samotné expanze, ale takto nabyté teplo se transformuje a to beze zbytku v energii elektrickou. Kdybychom chtěli hodnotit návratnost investic na regulační stanice s expandéry je nutností od provozních nákladů odečíst náklady na ohřev plynu ve standardních regulačních stanic. O samotné návratnosti investice do regulační stanice s expandérem bude v prvé řadě rozhodovat výkupní cena vyrobené elektřiny. Zajímavějším řešením a to hlavně z ekonomického hlediska je skloubení expanze zemního plynu s redukcí stlačeného zemního plynu, které je velmi vhodné a ekologické hlavně v dopravě a to v neposlední době, kdy ceny pohonných hmot velmi prudce vzrůstají. Vzhledem k dalším rostoucím cenám energií by

postupná

náhrada

regulačních

stanic

za

regulační

stanice

s expandéry

měla být podpořena jak ze strany plynárenských společností, tak ze strany vládních činitelů, aby se otevřela ekonomická „cestička“ a to zvýšením výkupních cen takto získané energie. Tato problematika by byla řešitelná v zadání další vysokoškolské činnosti.

37

Zdroje: http://www.net4gas.cz/cs/media/Desetilety_plan_rozvoje_prepravni_soustavy_20112020.pdf?jis=20110317104930 http://www.aem.cz/svse/sd040218/040218_transgas.ppt#280,1,Problémy českého plynárenství v prostředí otevírání trhu s plynem http://www.net4gas.cz/cs/media/Vypocty_technickych_kapacit_prepravni_site_2_1.pdf?jis=2011031710 4930 http://www.net4gas.cz/cs/sluzby/ http://www.uur.cz/images/publikace/uur/2009/2009-03/02_technicka.pdf http://www.net4gas.cz/cs/media/Desetilety_plan_rozvoje_prepravni_soustavy_20 http://www.rwe-gasnet.cz/cs/obecne-informace/gas/ http://www.gascontrol.cz/technicke_listy/expanzni_turbina_mala.pdf http://www.gascontrol.cz/produkty/spalovaci-mikroturbiny-c65.html http://www.gascontrol.cz/produkty/spalovaci-mikroturbiny-c200.html http://www.gascontrol.cz/produkty/spalovaci-mikroturbiny-c1000.html http://www.allforpower.cz/clanek/vyuziti-expanderu-pri-redukci-tlaku-zemniho-plynu/ http://www.rwe-gasstorage.cz/cs/haje/ časopis GAS PLYN 2/2009 časopis GAS PLYN 10/2008

Interní materiály firmy GASCONTROL, společnost s r.o.

38

Seznam zkratek: CNG – compressed natural gas – stlačený zemní plyn JMP – Jihomoravská plynárenská KJ – kogenerační jednotka LNG – liquified natural gas – zkapalněný zemní plyn RS – regulační stanice SMP – Severomoravská plynárenská STL – středotlaká síť VČP – Východočeská plynárenská VTL – vysokotlaká síť VVTL – velmi vysokotlaká síť

Seznam příloh: Bezpečnostní list zemního plynu RWE Transgas a.s.

RWE Transgas, a.s.

BEZPEČNOSTNÍ LIST

zpracovaný podle Nařízení (ES) č. 1907/2006 (REACH)

ZEMNÍ PLYN NEODORIZOVANÝ, V PLYNNÉM STAVU S TLAKEM NAD 4 MPa Datum vydání: 29.9.2008 Datum revize: Počet stran 56 1. IDENTIFIKACE LÁTKY / PŘÍPRAVKU A SPOLEČNOSTI / PODNIKU 1.1 Identifikace látky nebo přípravku: Obchodní název: Zemní plyn neodorizovaný, v plynném stavu s tlakem nad 4 MPa Chemický název: Zemní plyn, vysušený Registrační číslo: Nepodléhá registraci Číslo CAS: 68410-63-9 Číslo ES/EINECS: 270-085-9 Další názvy látky / přípravku: Karbonský zemní plyn, naftový zemní plyn Cizojazyčné názvy: Natural gas (EN), Erdgas (DE), Gaz naturel (FR), Prirodnyj gaz, jestěstvěnnyj gaz (RU) 1.2 Pouţití látky nebo přípravku: Fosilní palivo pro výrobu energie, surovina pro chemickou výrobu 1.3 Identifikace společnosti nebo podniku: Dovozce / distributor: RWE Transgas, a.s. Sídlo: Limuzská 12/3135, 100 98 Praha 10 – Strašnice Identifikační číslo: 264 60 815 Telefon: +420 267 97 1111, 840 11 33 55 Fax: +420 267 97 6965 Osoba odpovědná za bezpečnostní list: František Kába, Manažer, ekologie, [email protected], +420 731 609 596 1.4 Telefonní číslo pro naléhavé situace: Toxikologické informační středisko, Na (24 hod./den) +420 919 293, +420 224 915 402, + Bojišti 1, 128 08 Praha 2: 420 224 914 575 Nonstop telefonní linka platná na celém 1239 (slouží pouze pro případ úniku zemního plynu) území ČR pro hlášení poruch: 2. IDENTIFIKACE NEBEZPEČNOSTI 2.1 Klasifikace látky nebo přípravku podle zákona č. 356/2003 Sb. Výrobek je klasifikován podle zákona č. 356/2003 Sb. v platném znění jako nebezpečný. Extrémně hořlavý Symbol: F+ R-věty: 12 S-věty: (2)9-16-33 Úplné znění R-vět a S-vět je uvedeno v bodě 16 tohoto bezpečnostního listu. 2.2 Nejdůleţitější nepříznivé účinky na zdraví člověka při pouţívání látky nebo přípravku Ve vysokých koncentracích může způsobit udušení. Nemá toxické ani otravné účinky. Při jeho nedokonalém spalování se může vytvářet jedovatý oxid uhelnatý. 2.3 Nejdůleţitější nepříznivé účinky na ţivotní prostředí při pouţívání látky nebo přípravku Zemní plyn (metan) i produkty jeho spalování jsou skleníkové plyny. 2.4 Moţné nesprávné pouţití látky Je možná záměna s ostatními topnými plyny (propan-butan, svítiplyn). 2.5 Další údaje Výrobek dodávaný RWE Transgas, a.s. není odorizován. Se vzduchem tvoří v rozmezí 4,4 – 17 obj. % výbušnou směs, při její iniciaci (otevřeným ohněm, jiskrou, elektrickým výbojem) může dojít k výbuchu. Při prudké expanzi z vyššího tlaku nad cca 15 atm. dochází k ochlazování a může dojít k zamrznutí vodních par v okolí výtokového otvoru – nebezpečí omrzlin.

RWE Transgas, a.s.

BEZPEČNOSTNÍ LIST

zpracovaný podle Nařízení (ES) č. 1907/2006 (REACH)

ZEMNÍ PLYN NEODORIZOVANÝ, V PLYNNÉM STAVU S TLAKEM NAD 4 MPa Datum vydání: 29.9.2008 Datum revize: Počet stran 56 3. SLOŢENÍ / INFORMACE O SLOŢKÁCH 3.1 Povaha sloţek s nebezpečnými vlastnostmi a jejich koncentrace ve výrobku Název CHL Obsah CHL ve Číslo ES CAS Symboly R-věty* Registrač výrobku (%) nebezpečno ní číslo sti Metan >97 mol % 200-812-7 74-82-8 F+ 12 Etan cca 1 mol % 200-814-8 74-84-0 F+ 12 Propan cca 0,3 mol % 200-827-9 74-98-6 F+ 12 Iso-butan cca 0,05 mol 200-857-2 75-28-5 F+ 12 % n-butan cca 0,05 mol 203-448-7 106-97-8 F+ 12 % Iso-pentan cca 0,01 mol 201-142-8 78-78-4 F+, Xn, N 12-51/53-65-66-67 % n-pentan cca 0,009 mol 203-692-4 109-66-0 F+, Xn, N 12-51/53-65-66-67 % Hexan cca 0,04 mol 203-777-6 110-54-3 F, Xn, N 11-38-48/20-51/53-62-65% 67 * úplné znění R-vět viz položka 16 4. POKYNY PRO PRVNÍ POMOC 4.1 Všeobecné pokyny Postiženého dopravit na čerstvý vzduch. Udržovat v teple a klidu. Přivolat lékaře. 4.2 Vdechnutí Příznaky: Příznaky expozice vdechováním odpovídají příznakům dušení: těžký dech, hlasité dýchání až chrapot, pěna na ústech, zmodrání rtů, tváří a nehtů, bezvědomí, zástava dechu. První pomoc: Zabezpečit dostatek čerstvého vzduchu, zkontrolovat frekvenci dýchání v 10 minutových intervalech. Pokud je nutné – postiženého resuscitovat. Přivolat lékaře. 4.3 Kontakt s kůţí Nezpůsobuje poškození. 4.4 Kontakt s okem Nezpůsobuje poškození. 4.5 Poţití Orální expozice zemním plynem se nepovažuje za možný způsob expozice. 5. OPATŘENÍ PRO HAŠENÍ POŢÁRU 5.1 Vhodná hasiva Tříštěný vodní proud, vodní mlha, prášky A-B-C-D-E nebo B-C-E, halony jako aerosol, dusík nebo oxid uhličitý 5.2 Nevhodná hasiva Voda 5.3 Zvláštní nebezpečí Při rychlé expanzi může docházet k tvorbě mlh (plyn je silně podchlazený), které zůstávají při zemi, šíří se do okolí a mohou tvořit výbušné směsi. Při hoření vzniká sálavé teplo. Při nedokonalém spalování (malý přebytek vzduchu) mohou spaliny obsahovat oxid uhelnatý. 5.4 Zvláštní ochranné prostředky pro hasiče Izolační dýchací přístroje 6. OPATŘENÍ V PŘÍPADĚ NÁHODNÉHO ÚNIKU 6.1 Preventivní opatření pro ochranu osob

RWE Transgas, a.s.

BEZPEČNOSTNÍ LIST

zpracovaný podle Nařízení (ES) č. 1907/2006 (REACH)

ZEMNÍ PLYN NEODORIZOVANÝ, V PLYNNÉM STAVU S TLAKEM NAD 4 MPa Datum vydání: 29.9.2008 Datum revize: Počet stran 56 Evakuace všech osob nepodílejících se na záchranných pracích. Přerušit únik zemního plynu. Zabezpečit dostatečné odvětrání zasaženého prostoru. Odstranit všechny možné zápalné zdroje (při práci s otevřeným ohněm nesmí koncentrace přestoupit 0,1 násobek spodní meze výbušnosti). V zasaženém prostoru je možno používat pouze nejiskřící přístroje a nářadí. Zasažený prostor označit bezpečnostními tabulkami „Zákaz kouření a manipulace s otevřeným ohněm“, „Pozor nebezpečí výbuchu“, „Nepovolaným vstup zakázán“, „Zákaz používání mobilních telekomunikačních zařízení“. 6.2 Preventivní opatření na ochranu ţivotního prostředí Zabránit dalšímu úniku. Uvědomit příslušné orgány. 6.3 Doporučené metody čištění a zneškodnění Zabezpečit dostatečné odvětrání zasaženého prostoru. 6.4 Další údaje Při provádění bezpečnostních opatření je nutné znát směr větru (šíření mraku plynu). Při expanzi z vyššího tlaku na nižší se zemní plyn ochlazuje – dochází k omrzání výtokového otvoru. 7. ZACHÁZENÍ A SKLADOVÁNÍ 7.1 Zacházení Neodorizovaný zemní plyn je možné používat pouze v souladu s příslušnými technickými normami. Vlastnosti zemního plynu jsou určeny především jeho tlakem a vlastnostmi methanu. Doprava potrubními systémy: probíhá dle příslušných technických norem, při pracích s otevřeným ohněm je nutné zabezpečit chemickou kontrolu pomocí vhodných přístrojů – práce s otevřeným ohněm jsou povoleny do koncentrace methanu 0,1 násobku spodní meze výbušnosti. Doprava po silnici: řídí se předpisy o silniční přepravě nebezpečných látek (ADR). 7.2 Skladování Skladovací prostory musí splňovat požadavky na požární bezpečnost staveb, je nutné individuálně stanovit jednotlivé zóny s nebezpečím výbuchu (určení prostředí). Způsoby skladování: skladování v tlakových nádobách s atestem, v potrubních systémech dle příslušných technických norem, v podzemních zásobních plynu (jedná se o činnost prováděnou hornickým způsobem ve smyslu zákona č. 44/1988 Sb. v platném znění a jeho prováděcích předpisů). Tlakové nádoby je nutné chránit před sálavým teplem včetně slunečního záření. Skladovat na dobře větraném místě při teplotě nižší než 50 oC. Skladovat odděleně od oxidujících plynů a ostatních látek. Nádoby zabezpečit proti pádu. 7.3 Specifická pouţití Nejsou známa. 8. OMEZOVÁNÍ EXPOZICE / OSOBNÍ OCHRANNÉ PROSTŘEDKY 8.1 Limitní hodnoty expozice Nejsou stanoveny. 8.2 Omezování expozice Dodržování obecných bezpečnostních a hygienických opatření. Při práci se zemním plynem nekouřit. Zajistit dostatečné větrání. 8.2.1 Omezování expozice pracovníků Ochrana dýchacích cest: Zabezpečit dostatečné větrání. Při nakládání se zemním plynem by nemělo docházet k jeho únikům do volného prostoru. Kontrolní parametry: obsah metanu/uhlovodíků v prostoru. Při masivním úniku do obestavěného prostoru – izolační dýchací přístroj. Ochrana rukou: Ochranné pracovní rukavice Ochrana očí: Ochranné brýle Ochrana kůţe: Pracovní oděv, vhodný materiál - silnější látka . Pracovní oděv antistatický

RWE Transgas, a.s.

BEZPEČNOSTNÍ LIST

zpracovaný podle Nařízení (ES) č. 1907/2006 (REACH)

ZEMNÍ PLYN NEODORIZOVANÝ, V PLYNNÉM STAVU S TLAKEM NAD 4 MPa Datum vydání: 29.9.2008 Datum revize: Počet stran 56 Další údaje: V prostorech se stálým únikem nutno používat nejiskřivé nářadí, obuv a oděv, jejichž materiály nezpůsobují elektrostatické výboje schopné iniciovat výbušné prostředí (antistatická obuv a oděv). Pracoviště, pracovní prostředky a instalace přístupné uživatelům zemního plynu se musí projektovat, konstruovat, umísťovat, instalovat, udržovat a používat tak, aby se vyloučilo nebo omezilo nebezpečí výbuchu. 8.2.2 Omezování expozice ţivotního prostředí Zemní plyn (metan) patří mezi skleníkové plyny. Jeho emise se řídí zákonem o ochraně ovzduší. 9. FYZIKÁLNÍ A CHEMICKÉ VLASTNOSTI 9.1 Obecné informace Skupenství: Plynné (při tlaku 4 až 10 MPa a 20 oC) Barva: Bezbarvý plyn Zápach (vůně): Bez zápachu nebo velmi slabě merkaptanický 9.2 Informace důleţité z hlediska ochrany zdraví, bezpečnosti a ţivotního prostředí pH: Nestanoveno Bod varu / rozmezí bodu varu: -161,49 oC (vztaženo k metanu) Bod vzplanutí: Nestanoveno Hořlavost (pevné látky, plyny): Extrémně hořlavý Výbušné vlastnosti: Koncentrační meze ve směsi se vzduchem: dolní mez 4,4 obj. %, horní mez 17 obj. % Oxidační vlastnosti: Nestanoveno. Zemní plyn za normálních podmínek oxiduje vzdušným kyslíkem neochotně. Tenze par: Nestanoveno Hustota: 0,7168 kg/m3 (při 0 oC, 101,325 kPa), 0,6323 (při 20 oC, 101,325 kPa) (vztaženo k metanu) Rozpustnost ve vodě: 3,5 ml/100 ml při 17 oC (vztaženo k metanu) Rozpustnost v tucích: Nestanoveno Rozdělovací koeficient nNestanoveno oktanol/voda: Viskozita: Nestanoveno Hustota par: Nestanoveno Rychlost odpařování: Nestanoveno 9.3 Další informace Relativní molekulová hmotnost: 16,043 (metan) Samozápalnost: Ne Maximální spalovací rychlost: 0,338 m/s Kritický tlak: 4 641 kPa Kritický objem: 0,0061 m3/kg Kritická teplota: -82,1 oC (vztaženo k metanu) Teplota vznícení: 537 - 595°C Teplotní třída: T1 Třída výbušnosti: II A - dolní mez výbušnosti objemová v % - 4,40; horní mez výbušnosti objemová v % -17,0 dle ČSN EN 61779-1 Maximální zápalná energie: 0,28 mJ (při 8,5 obj. % metanu ve vzduchu) Mezní exper. bezpečná spára 1,15 mm Maximální výbuchový tlak: 0,68 MPa Spalné teplo: 10,5 kWh/m3 Výhřevnost: 9,5 kWh/m3 10. STÁLOST A REAKTIVITA 10.1 Podmínky, za nichţ je výrobek stabilní

RWE Transgas, a.s.

BEZPEČNOSTNÍ LIST

zpracovaný podle Nařízení (ES) č. 1907/2006 (REACH)

ZEMNÍ PLYN NEODORIZOVANÝ, V PLYNNÉM STAVU S TLAKEM NAD 4 MPa Datum vydání: 29.9.2008 Datum revize: Počet stran 56 V uzavřeném prostoru (v původním obalu, potrubí) za nepřístupu kyslíku (vzduchu) nebo jiných oxidačních činidel. 10.2 Podmínky, kterým je třeba zabránit Při úniku do volného prostoru: styk s otevřeným ohněm, přítomnost zdrojů vznícení (těles s teplotou vyšší než 537 °C), vytvoření koncentrace v mezích výbušnosti. 10.3 Materiály, kterých je třeba se vyvarovat Silné oxidanty 10.4 Nebezpečné produkty rozkladu Při nedokonalém spalování (omezený přístup vzduchu) může dojít ke tvorbě oxidu uhelnatého. 11. TOXIKOLOGICKÉ INFORMACE Styk s kůží: Dermální expozice zemním plynem nezpůsobuje poškození. Styk s kapalným zemním plynem může způsobit omrzliny. Styk s okem: Zemní plyn není dráždivý. Vdechování: Zemní plyn není pro zdraví člověka nebezpečný. Jeho nebezpečnost při vdechování spočívá ve snižování obsahu kyslíku ve vdechovaném vzduchu, který při extrémně vysokých koncentracích zemního plynu ve vzduchu může poklesnout na hladinu hrozící zadušením. > 10% obj. zemního plynu Požití: Požití zemního plynu se nepředpokládá. Subchronická-chronická Není známa toxicita: Senzibilizace: Není známa Karcinogenita: Výrobek není klasifikován jako karcinogenní Mutagenita: Není známa Toxicita pro reprodukci: Není známa LD50, orálně, potkan (mg/kg-1): Nestanoveno LD50, dermálně potkan nebo králík (mg/kg-1): Nestanoveno LC50, inhalačně, potkan, pro aerosoly nebo částice Nestanoveno (mg/kg-1): LC50, inhalačně, potkan, pro plyny a páry (mg/kg-1): Nestanoveno 12. EKOLOGICKÉ INFORMACE 12.1 Ekotoxicita: Nestanovena, třída ohrožení vod WGK = 0 12.2 Mobilita: Složky zemního plynu se rozptylují v atmosféře 12.3 Perzistence a rozloţitelnost: Oxiduje v atmosféře 12.4 Bioakumulační potenciál: Není znám 12.5 Výsledky posouzení PBT: Nestanoveny 12.6 Jiné nepříznivé účinky: Skleníkový plyn, přispívá ke globálnímu oteplování 13. POKYNY PRO ODSTRAŇOVÁNÍ 13.1 Zneškodňování látky / V případě úniku zemního plynu jeho zneškodnění provést větráním uzavřených přípravku: prostor. 13.2 Zneškodňování obalů: Tlakové nádoby nebo použitá potrubí mohou být znečištěny kondenzátem zemního plynu – je nutné je mechanicky očistit a odmastit. Prázdné neznečištěné obaly je možné recyklovat. Kondenzáty zemního plynu a média použitá pro čištění jeho obalů je nutné odstranit v souladu s návodem k jejich použití – např. spálením ve spalovně odpadů při respektování všech platných předpisů. Jestliže se obaly, kondenzáty zemního plynu nebo čistící média stanou odpadem, je povinen jim jejich producent přidělit odpovídající kód odpadu podle

RWE Transgas, a.s.

BEZPEČNOSTNÍ LIST

zpracovaný podle Nařízení (ES) č. 1907/2006 (REACH)

ZEMNÍ PLYN NEODORIZOVANÝ, V PLYNNÉM STAVU S TLAKEM NAD 4 MPa Datum vydání: Datum revize: Počet stran

13.3 14.

29.9.2008 56

Katalogu odpadů. Kódy odpadů: Kaly ze dna nádrží na ropné látky – 05 01 03 N Ropné kaly z údržby zařízení – 05 01 06 N Odpady jinak blíže neurčené – 05 07 99 Kovový odpad znečištěný nebezpečnými látkami – 17 04 09 N Zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech v platném znění a související předpisy

Právní předpisy: INFORMACE PRO PŘEPRAVU Neodorizovaný zemní plyn je přepravován především podzemními nebo nadzemními potrubními systémy plynovodů nebo jako palivo v palivových nádržích vozidel, u kterých musí být tato úprava schválena příslušným správním orgánem. Pozemní přeprava ADR/RID Třída: 2 Klasifikační kód: 1F Výstražná tabule: 2.1 Hořlavé plyny Číslo UN: 1971 ZEMNÍ PLYN, STLAČENÝ Poznámka: Identifikační číslo nebezpečnosti: 23

15. 15.1 15.2 15.3

15.4 15.3 .

Vnitrozemní vodní přeprava ADN/ADNR Třída: Klasifikační kód: Kategorie: Poznámka:

Námořní přeprava IMDG

Letecká přeprava ICAO/IATA

Třída: IMDG strana: Číslo UN: Typ obalu:

Třída: Číslo UN: Typ obalu: Technický název:

Látka znečišťující moře: Technický název: Poznámka:

Poznámka: Další údaje:

INFORMACE O PŘEDPISECH Tento bezpečnostní list byl vytvořen v souladu s Nařízením ES č. 1907/2006 a zákonem č. 356/2003 Sb. v platném znění Posouzení chemické bezpečnosti: Pro látku / přípravek nebylo provedeno posouzení chemické bezpečnosti Klasifikace a značení látky / přípravku podle zákona č. 356/2003 Sb., v platném znění Název: Zemní plyn neodorizovaný, v plynném stavu s tlakem nad 4 MPa Číslo CAS: 68410-63-9 Číslo 270-085-9 ES/EINECS: Nebezpečné Metan, Etan, Propan, Iso-butan, n-butan, Iso-pentan, n-pentan, Hexan složky: Klasifikace: Extrémně hořlavý Výstražný symbol: F+ R-věta: 12 S-věty: (2)9-16-33 Specifická ustanovení týkající se ochrany osob nebo ţivotního prostředí: Nejsou Právní předpisy týkající se ochrany osob nebo ţivotního prostředí Nařízení Evropského Parlamentu a Rady (ES) č. 1907/2006 ze dne 18. prosince 2006 o registraci, hodnocení, povolování a omezování chemických látek, o zřízení Evropské agentury pro chemické látky, o změně směrnice 1999/45/ES a o zrušení nařízení Rady (EHS) č. 793/93, nařízení Komise (ES) č. 1488/94, směrnice Rady 76/769/EHS a směrnic Komise 91/155/EHS, 93/67/EHS, 93/105/ES a 2000/21/ES

RWE Transgas, a.s.

BEZPEČNOSTNÍ LIST

zpracovaný podle Nařízení (ES) č. 1907/2006 (REACH)

ZEMNÍ PLYN NEODORIZOVANÝ, V PLYNNÉM STAVU S TLAKEM NAD 4 MPa Datum vydání: 29.9.2008 Datum revize: Počet stran 56 Zákon č. 356/2003 Sb., o chemických látkách a chemických přípravcích a o změně některých zákonů, v platném znění Zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií, v platném znění včetně souvisejících předpisů Zákon č. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů Zákon č. 44/1988 Sb., o ochraně a využití nerostného bohatství (horní zákon), v platném znění Zákon č. 86/2002 Sb., o ochraně ovzduší a o změně některých dalších zákonů (zákon o ochraně ovzduší), v platném zněn Zákon č. 695/2004 Sb., o podmínkách obchodování s povolenkami na emise skleníkových plynů a o změně některých zákonů Zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech v platném znění Vyhláška č. 64/1987 Sb., o Evropské dohodě o mezinárodní silniční přepravě nebezpečných věcí (ADR), v platném znění 16. DALŠÍ INFORMACE 16.1 Seznam R-vět a S-vět (čl. 2.1, 3.1 a 15.3) 16.1. Standardní věty označující specifickou rizikovost 1 (R-věty) 11 Vysoce hořlavý 12 Extrémně hořlavý 38 Dráždí kůži 48/20 Zdraví škodlivý: nebezpečí vážného poškození zdraví při dlouhodobé expozici vdechováním 51/53 Toxický pro vodní organismy, může vyvolat dlouhodobé nepříznivé účinky ve vodním prostředí 62 Možné nebezpečí poškození reprodukční schopnosti 65 Zdraví škodlivý: při požití může vyvolat poškození plic 66 Opakovaná expozice může způsobit vysušení nebo popraskání kůže 67 Vdechování par může způsobit ospalost a závratě 16.1. Standardní pokyny pro bezpečné nakládání (S2 věty) 2 Uchovávejte mimo dosah dětí 9 Uchovávejte obal na dobře větraném místě 16 Uchovávejte mimo dosah zdrojů zapálení - Zákaz kouření 33 Proveďte preventivní opatření proti výbojům statické elektřiny 16.2 Pokyny pro školení Osoby, které přicházejí do styku s výrobkem, musí být v potřebném rozsahu seznámeny s jeho účinky, se způsoby zacházení, s ochrannými opatřeními, se zásadami první pomoci a postupy při likvidaci havarijních situací včetně zdolávání požáru a údajů uvedených v bezpečnostním listu. Osoby přepravující nebezpečné látky musí být seznámeny s pokyny pro případ mimořádných a havarijních situací a stavů v souladu se zákonem č. 458/2000 Sb. 16.3 Doporučená omezení pouţití Nejsou

RWE Transgas, a.s.

BEZPEČNOSTNÍ LIST

zpracovaný podle Nařízení (ES) č. 1907/2006 (REACH)

ZEMNÍ PLYN NEODORIZOVANÝ, V PLYNNÉM STAVU S TLAKEM NAD 4 MPa Datum vydání: 29.9.2008 Datum revize: Počet stran 56 16.4 Další informace Tento bezpečnostní list se vztahuje na neodorizovaný zemní plyn v plynném stavu, dopravovaný soustavou tranzitních a velmi vysokotlakých plynovodů, jeho skladování v soustavě podzemních zásobníků a pro jeho použití v podmínkách společnosti RWE Transgas, a.s. a u přímých zákazníků RWE Transgas, a.s. za předpokladu dodržení podmínek uvedených v tomto bezpečnostním listu a příslušných právních předpisech. Nevztahuje se jako celek na užívání odorizovaného zemního plynu. Nevztahuje se na zkapalněný zemní plyn. Za správné zacházení s výrobkem podle platné legislativy odpovídá jeho příjemce, který musí respektovat všechny relevantní existující předpisy. Údaje uvedené v bezpečnostním listu vyjadřují současný stav znalostí a zkušeností s výrobkem a popisují výrobek se zřetelem na bezpečnost. Nemohou být z tohoto důvodu pokládány za garantované hodnoty. 16.5 Zdroje nejdůleţitějších údajů pouţitých při sestavování bezpečnostního listu Informace uvedené v bezpečnostním listu byly čerpány: z protokolů o průběžném ověřování a osvědčování kvality zemního plynu prováděných společností RWE Transgas, a.s. ČSN EN ISO 13443 Zemní plyn - Standardní referenční podmínky ČSN EN 61779-1 Elektrická zařízení pro detekci a měření hořlavých plynů - Část 1: Všeobecné požadavky a metody zkoušek EU ESIS Europen Existing Substances Information System 16.6 Informace o změnách Všechny změny v tomto bezpečnostním listě byly vyvolány Nařízením Evropského Parlamentu a Rady (ES) č. 1907/2006 (REACH).

Autor (vypracoval)

Petra Gelnarová

Název BP

Potrubní doprava zemního plynu do České republiky

Studijní obor

Dopravní logistika

Rok obhajoby BP

2011

Počet stran

37

Počet příloh

1

Vedoucí BP

Ing. Milan Slamečka

Oponent BP

Prof. Ing. Vladimír Strakoš, DrSc. Bakalářská práce řeší význam regulačního zařízení, jehoţ hlavní části je expanzní turbína, vyuţívající energetický potenciál stlačeného zemního plynu během expanze v regulační stanici k výrobě elektrické energie. Zařízení musí pracovat tak, aby nedošlo k výraznému zvětšení nároku na předehřev plynu oproti potřebám

Anotace

běţného regulátoru. Přínosem je výroba elektrické energie získaná ekologickým způsobem, vyuţívající jiţ jednou vloţenou energii, nutnou pro přepravu plynu.

Klíčová slova Místo uloţení Signatura

Zemní plyn, turbína, přeprava, regulace, elektrická energie, tlak, plynovodní síť, teplo, teplota, kompresor. ITC (knihovna) Vysoké školy logistiky v Přerově