Plyn 13A, LNG a LPG: Wobbeho číslo a přepočet

Na štítku japonského kotle, hořáku pece nebo ohřívače vody stojí „toshi gasu 13A“ (japonský distribuovaný plyn, anglicky city gas 13A) nebo „LPG“. Váš závod přitom odebírá zemní plyn z české distribuční sítě, případně LNG ze satelitní stanice nebo propan-butan z nádrže. Než někdo otevře ventil, musíte vědět, jestli se „13A“ vztahuje i na váš plyn.

Krátká odpověď: 13A není receptura plynu. Je to japonská skupina plynu vymezená rozsahem Wobbeho čísla a rozsahem rychlosti hoření. Hodnoty Wobbeho čísla se tam uvádějí na m³ při 0 °C ve spalném teple (horní výhřevnost).

V Česku se spalné teplo a Wobbeho číslo běžně uvádějí při 15 °C a 101 325 Pa, často v kWh/m³. Zjistěte u dodavatele, na jaké základně jsou jeho čísla, a před porovnáním je přepočtěte.

Článek vysvětluje, co je LNG, LPG a toshi gasu, co znamená 13A, jak se počítá a přepočítává Wobbeho číslo a jak z potřebného tepla odhadnout průtok plynu. Na konci najdete kontrolní seznam, otázky pro japonského výrobce a vzor poptávkového e-mailu.

Obsah

1. LNG, LPG a toshi gasu: tři názvy, každý na jiném základě
2. Co znamená „13A“ na japonském štítku
3. Wobbeho číslo: definice a výpočet
4. Nm³, m³ při 15 °C a kWh/m³: přepočet údajů o plynu
5. Japonské skupiny plynu a skupiny plynů podle EN 437
6. Od potřebného tepla k průtoku plynu
7. Porovnání nákladů na palivo na stejném základě
8. Po přechodu: spalování a spaliny
9. Kontrolní seznam: poběží toto japonské zařízení na váš plyn?
10. Otázky pro japonského výrobce
11. Omezení tohoto průvodce
12. Často kladené otázky
13. Zdroje

LNG, LPG a toshi gasu: tři názvy, každý na jiném základě

LNG je zemní plyn ochlazený na kapalinu. LPG je zkapalněný ropný plyn (propan-butan) tvořený hlavně propanem a butanem. Toshi gasu (japonský distribuovaný plyn, anglicky city gas) je plyn, který dodává distributor potrubím; v Japonsku se vyrábí většinou odpařením LNG.

Tyto tři názvy tedy nejsou členěny podle stejného kritéria. Dva popisují palivo a jeho skupenství, třetí způsob dodávky. Tabulka je staví vedle sebe.

Obrázek 1: LNG a LPG jsou názvy paliv, toshi gasu je název dodávky

Sloupec toshi gasu ukazuje typickou japonskou dodávku vyráběnou hlavně ze zemního plynu.

Položka	LNG	LPG	Toshi gasu (Japonsko)
Hlavní složky	Zemní plyn, převážně metan	Propan a butan	Typicky bohatý na metan; ověřte dodací specifikaci
Skladování a doprava	Kryogenní kapalina	Zkapalněno hlavně tlakem	K odběrateli normálně potrubím jako plyn
Stav u hořáku	Odpařeno, poté přiváděno k hořáku	Odpařeno, poté přiváděno k hořáku	Plyn tak, jak je dodán
Co zkontrolovat u zařízení	Zásobník, odpařovač, dodávaný výkon	Lahve nebo nádrž, odpařovací výkon, regulátor	Skupina plynu, dodávaný tlak, sjednaná kapacita
Základ pro spalné teplo	Hmotnost, nebo normální objem po odpaření	Hmotnost, nebo normální objem po odpaření	Objem při stanovené teplotě a tlaku

Jeden metr krychlový kapaliny, plynu za provozních podmínek a plynu za referenčních podmínek jsou velmi odlišná množství. Než čísla porovnáte, sjednoťte skupenství a jednotky.

LNG: zemní plyn přepravovaný jako kapalina

LNG (zkapalněný zemní plyn) je zemní plyn ochlazený na kapalinu. Zemní plyn tvoří hlavně metan s proměnným podílem etanu, propanu a dalších složek podle původu.

Při tlaku blízkém atmosférickému se zemní plyn zkapalní asi při −162 °C a jeho objem klesne asi na 1/600 objemu plynu za běžné teploty a tlaku. Princip LNG spočívá v tom, že se v tomto kompaktním stavu skladuje a přepravuje a na místě spotřeby se znovu převede na plyn (regasifikace).

Hodnota −162 °C je typická; skutečná teplota závisí na složení a tlaku. Zásobníky a odpařovače se specifikují podle vlastností skutečně používaného LNG a provozních podmínek.

Po moři se LNG vozí v tankerech, které udržují nízkou teplotu. Terminály kapalinu skladují, podle poptávky ji odpařují a předávají dál pro distribuci plynu, výrobu elektřiny a další využití. Zemní plyn se také přepravuje jako plyn v plynovodech; volba závisí na vzdálenosti, přechodu moře, množství a stávajících sítích.

Zásobníky LNG vyžadují jinou konstrukci a provoz než běžné nádrže na kapaliny při okolní teplotě. Teplo prostupující zvenčí část kapaliny odpaří, takže systém zásobníku řídí společně zásobu kapaliny a tlak plynu.

Některé japonské závody mimo dosah plynovodů používají satelitní zásobování LNG. Autocisterny dovezou LNG do izolované nádrže v areálu a odpařovač z něj vyrábí plyn podle potřeby závodu.

Obrázek 2: LNG přijede jako kapalina a odpařovač ji vrátí na plyn

Schéma dovozu autocisternou a satelitního zásobování v areálu. Zdroj tepla pro odpařovač závisí na jeho typu.

Odpařování spotřebovává teplo, obvykle odebírané ze vzduchu nebo vody. Výkon závisí na typu odpařovače a okolních podmínkách, takže specifikace musí zahrnout nejchladnější období a nepřetržitý provoz. Satelitní systém musí pokrýt i krátkodobou špičku, nikoli jen roční spotřebu.

Odpařený plyn se reguluje na tlak, který hořáky potřebují, a podle potřeby se upraví jeho spalné teplo a odoruje se. Také vybavení, které vlastní a spravuje odběratel, se liší podle toho, zda je v areálu zásobník kapaliny, nebo přivedený plynovod. Při porovnání variant srovnávejte, kdo zajišťuje příjem, skladování, odpařování a údržbu, nejen cenu paliva.

LPG: propan a butan skladované pod tlakem

LPG (zkapalněný ropný plyn) tvoří hlavně propan a butan. V Japonsku se domácí LPG běžně říká „puropan gasu“ (propanový plyn) a poměr složek se liší podle použití.

LPG nevzniká jen při zpracování ropy. Část se odděluje a získává z plynu těženého na ropných a zemních polích a část vzniká při rafinaci ropy.

Propan a butan jsou za pokojové teploty plyny, ale při mírném tlaku se zkapalní. Jako kapalina zabírá LPG asi 1/250 objemu plynu za běžné teploty a tlaku, takže malé lahve a nádrže pojmou užitečné množství. Toto tlakové skladování blízko okolní teploty je velmi odlišné od kryogenního LNG a vyžaduje jiné vybavení.

Při stejné teplotě a tlaku jsou páry propanu a butanu těžší než vzduch, na rozdíl od plynu bohatého na metan. Jak se skutečný únik chová, závisí ale také na jeho teplotě a okolí.

LPG se dodává výměnou lahví, nebo hromadně z autocisteren do nádrže v areálu. Řešení plánujte podle spotřeby, místa v areálu, příjezdu dodávek a řízení zásob, nikoli jen podle toho, zda je poblíž plynovod.

V zásobníku, z něhož se odebírá plynná fáze, je dole kapalina a nad ní plyn. Jak se plyn odebírá, část kapaliny se odpaří a odebírá teplo z okolí.

Obrázek 3: Při odběru z plynné fáze se plyn odebírá nad hladinou kapaliny

Zjednodušený řez odběrem z plynné fáze. Systémy, které odebírají kapalinu a používají externí odpařovač, fungují jinak.

Proto zásobník, v němž ještě zbývá kapalina, nemusí dodat potřebný průtok plynu. Rychlost přirozeného odpařování se mění s venkovní teplotou, složením LPG, hladinou kapaliny a rychlostí odběru. Zařízení s vysokým odběrem mohou naopak odebírat kapalinu a použít správně dimenzovaný odpařovač, proto oba způsoby odběru a jejich vybavení odlišujte.

Při plánování změny paliva porovnejte špičkový průtok plynu s tím, co zásobovací systém za dané podmínky dokáže odpařit a regulovat. Pokud výkon nestačí, řešením je správně specifikovaný zásobovací systém, nikoli improvizovaný ohřev nebo manipulace s ventily.

Toshi gasu: distribuovaný plyn v Japonsku

Toshi gasu je plyn dodávaný zařízeními a potrubím distributora do domácností, provozoven a továren. V Japonsku se většina vyrábí ze zemního plynu, typicky odpařením LNG. Nejde o „městský plyn“ ve starém českém smyslu (vyráběný z uhlí), ale o zemní plyn upravený na dodací specifikaci.

Na výrobním terminálu distributor upraví spalné teplo odpařeného plynu podle své dodací specifikace a přidá odorant. Někteří distributoři spalné teplo upravují přidáním LPG, ale složení a postup nejsou v celé zemi stejné.

I když převažuje metan, podíly etanu, propanu a butanu mění spalné teplo a relativní hustotu. Tokyo Gas Network například uvádí reprezentativní složení plynu 13A: 89,60 % metanu, 5,62 % etanu, 3,43 % propanu a 1,35 % butanu, a poznamenává, že složení se může u jednotlivých dodavatelů lišit. To je příklad jednoho distributora, nikoli definice 13A.

Co znamená „13A“ na japonském štítku

V Japonsku skupiny plynu jako 13A třídí plyn podle toho, jak hoří ve spotřebiči. Každá skupina je vymezena kombinací Wobbeho čísla a indexu rychlosti hoření zvaného MCP (maximum combustion potential). Skupina není pevná receptura typu „X % metanu“.

Písmeno udává třídu rychlosti hoření: A (pomalé), B (střední) nebo C (rychlé). Číslo pochází ze starší jednotky tepla a zhruba odpovídá Wobbeho číslu v kcal/m³ vydělenému 1 000. „13A“ tedy neznamená Wobbeho číslo 13 MJ/m³.

Skutečné meze zveřejňují japonští distributoři plynu ve svých dodacích podmínkách. Údaje v tabulce pocházejí z podmínek jednoho distributora a ukazují, jak vypadá specifikace 13A.

Obrázek 4: Příklad zveřejněné dodací specifikace 13A

Z všeobecných dodacích podmínek Saibu Gas Kumamoto (japonsky). Spalná tepla jsou hrubá, na m³ suchého plynu při 0 °C a 101,325 kPa.

Položka	Hodnota	Co to znamená pro vás
Skupina plynu	13A	Spotřebiče označené 13A jsou ty, které jsou navrženy pro tuto dodávku
Wobbeho číslo (W)	52,7–57,8 (v základu MJ/m³)	Rozsah, podle něhož se posuzuje vhodnost spotřebiče
Rychlost hoření (MCP)	35–47	Japonský index vypočtený ze složení plynu
Standardní spalné teplo	46 MJ/m³ (minimum 44 MJ/m³)	Liší se podle distributora; Tokyo Gas Network uvádí 45 MJ/m³
Dodávaný tlak na výstupu plynu	1,0–2,5 kPa přetlak (asi 10–25 mbar)	Statický tlak u uzávěru plynu; za provozu spotřebičů klesá

Tokyo Gas Network uvádí pro 13A stejný rozsah 1,0–2,5 kPa. Vyšší dodávané tlaky se sjednávají individuálně s distributorem, takže velký průmyslový hořák v Japonsku mohl být nastaven na jiný vstupní tlak. V každém případě ověřte, že tlak na vstupu zařízení zůstane při požadovaném průtoku v rozsahu, a to s ohledem na tlakovou ztrátu potrubí.

Na japonských zařízeních se objevují další dvě označení. 12A je jiná skupina zemního plynu s nižším rozsahem Wobbeho čísla než 13A (nižší číslo to odráží). Než předpokládáte, že zařízení 13A může běžet na plyn 12A nebo naopak, zeptejte se výrobce.

Zařízení označená „LPG“ (LP plyn) jsou stavěna pro LP plyn, nikoli pro toshi gasu. Podle japonských technických standardů pro LP plyn musí domácí LP plyn dosáhnout vstupu hořáku při tlaku 2,0–3,3 kPa (asi 20–33 mbar). Hořáky na toshi gasu a na LPG mohou vypadat stejně, přesto potřebují jiný průtok plynu a jiné nastavení spalování.

Wobbeho číslo: definice a výpočet

Wobbeho číslo je spalné teplo na jednotku objemu dělené odmocninou z relativní hustoty plynu vůči vzduchu. Je důležité, protože dva plyny se stejným spalným teplem mohou stejnou tryskou dodat různé teplo.

Při stejné trysce, stejném poklesu tlaku a jinak shodných podmínkách protéká těžší plyn nižším objemovým průtokem. Wobbeho číslo spojuje teplo v jednotce objemu s tímto rozdílem v průtoku, takže odpovídá tepelnému příkonu, který pevný hořák skutečně dostane.

Obrázek 5: Stejnou tryskou ovlivňuje průtok relativní hustota plynu

Schéma průtoku při stejném poklesu tlaku a stejném průměru trysky. Wobbeho číslo používá spalné teplo H i relativní hustotu a.

Jako příklad předpokládejme spalné teplo H 45 MJ/m³ a relativní hustotu a 0,64. Odmocnina z 0,64 je 0,8, takže Wobbeho číslo je 45 ÷ 0,8 = 56,25 MJ/m³.

Obrázek 6: Wobbeho číslo = spalné teplo ÷ √relativní hustota

Předpokládané hodnoty pro ukázku postupu. Nejde o složení ani garantované hodnoty žádné skutečné dodávky plynu.

Obecný vzorec

W = H√a

Dosazení H = 45 a a = 0,64

W = 45√0,64 = 450,8

W = 56,25 MJ/m³

H: spalné teplo na jednotku objemu při uvedených referenčních podmínkách [MJ/m³]. a: relativní hustota plynu vůči vzduchu při stejné teplotě a tlaku [bez rozměru]. W: Wobbeho číslo ve stejné jednotce jako H. H a a dosazujte za shodných podmínek.

Wobbeho číslo je jen jedním z měřítek záměnnosti. O bezpečném provozu hořáku rozhoduje také rychlost hoření a dodávaný tlak, proto porovnejte skupinu plynu od dodavatele s druhy plynu, pro které je hořák schválen.

Do každého výpočtového listu zapište jednotku spalného tepla, referenční podmínky a definici relativní hustoty. Rozdíly se pak dají později dohledat. Nikdy nemíchejte spalné teplo s výhřevností ani nedosazujte hodnotu vztaženou k jinému referenčnímu objemu.

Nm³, m³ při 15 °C a kWh/m³: přepočet údajů o plynu

Referenční podmínky se při porovnávání údajů z různých zemí snadno zamění. Japonské údaje o plynu používají m³ suchého plynu při 0 °C a 101,325 kPa, často značený Nm³ („normální“ metr krychlový), a spalné teplo. Jinde platí jiné základny.

• Japonsko (toshi gasu): m³ při 0 °C a 101,325 kPa, suchý plyn, spalné teplo (japonsky sō-hatsunetsuryō).
• Česko a Evropa (skupiny plynů podle EN 437): m³ suchého plynu při 15 °C a 1013,25 mbar. V ČR se spalné teplo a Wobbeho číslo běžně uvádějí při 15 °C a 101 325 Pa, často v kWh/m³ (1 kWh = 3,6 MJ). Evropské normy pro spotřebiče, například EN 26, uvádějí tepelný příkon ve výhřevnosti (Hi).
• USA a jinde: USA používají standardní kubickou stopu (scf) při 60 °F a 14,73 psia; v údajích z jiných trhů vždy hledejte uvedenou referenční teplotu.

Pro rychlý odhad považujte plyn za ideální a spalné teplo (i Wobbeho číslo) přepočtěte poměrem absolutních teplot a tlaků. Relativní hustota se s referenční podmínkou nemění, takže Wobbeho číslo se přepočítá stejným činitelem jako spalné teplo.

Po použití těchto činitelů na zveřejněné údaje o 13A vycházejí hodnoty v tabulce. Berte je jako přibližný převod, nikoli jako oficiální specifikaci.

Obrázek 7: Údaje o 13A přepočtené na jiné referenční základny (přibližně)

Všude se uvažuje spalné teplo. Přepočteno z japonských hodnot pomocí výše uvedených činitelů pro ideální plyn.

Hodnota	Japonsko: 0 °C, 101,325 kPa	15 °C, 101,325 kPa	60 °F, 14,73 psia
Standardní spalné teplo (Tokyo Gas Network)	45 MJ/m³	asi 42,7 MJ/m³ (asi 11,9 kWh/m³)	asi 1 145 Btu/scf
Wobbeho číslo 13A, minimum	52,7 MJ/m³	asi 50,0 MJ/m³ (asi 13,9 kWh/m³)	asi 1 341 Btu/scf
Wobbeho číslo 13A, maximum	57,8 MJ/m³	asi 54,8 MJ/m³ (asi 15,2 kWh/m³)	asi 1 471 Btu/scf

Pro srovnání: plyn se spalným teplem 10,5 kWh/m³ při 15 °C odpovídá asi 39,9 MJ/m³ v japonské základně 0 °C. Samotné průměrné spalné teplo Wobbeho číslo neurčuje; potřebujete také relativní hustotu.

Příklad výpočtu: porovnání místního plynu s 13A

Předpokládejme, že analytický list vašeho dodavatele plynu (vymyšlené hodnoty) uvádí spalné teplo 10,6 kWh/m³ při 15 °C, tedy 38,16 MJ/m³, a relativní hustotu 0,58. Wobbeho číslo je v tomto základu 38,16 ÷ √0,58 = 38,16 ÷ 0,762 ≈ 50,1 MJ/m³.

Při přímém porovnání s rozsahem 52,7–57,8 u 13A to vypadá, že je plyn mimo rozsah. Po přepočtu na japonskou základnu 0 °C vychází 50,1 × 288,15 / 273,15 ≈ 52,9 MJ/m³, tedy těsně uvnitř rozsahu Wobbeho čísla 13A.

Takový výsledek je důvod zeptat se výrobce, nikoli povolení k provozu. Okraj rozsahu nic nezaručuje; z hodnot složení je třeba ještě ověřit japonský index rychlosti hoření (MCP), dodávaný tlak, schválení hořáku a požadavky místních předpisů.

Spalné teplo a výhřevnost

Spalné teplo (horní výhřevnost, HHV) zahrnuje teplo uvolněné kondenzací vodní páry ve spalinách; výhřevnost (dolní výhřevnost, LHV) ho nezahrnuje. U zemního plynu je výhřevnost orientačně asi 90 % spalného tepla, což je plánovací hodnota používaná i v jiných zemích.

Japonské údaje o dodávaném plynu jsou ve spalném teple. Evropské jmenovité hodnoty spotřebičů se obvykle uvádějí ve výhřevnosti. Pokud japonský datový list uvádí spotřebu plynu v kW, zeptejte se, na jaké základně, než ji porovnáte s tuzemskou nabídkou nebo podkladem pro schválení.

Japonské skupiny plynu a skupiny plynů podle EN 437

Mezi japonskými skupinami plynu a evropskými skupinami plynů podle EN 437 (v češtině ČSN EN 437) neexistuje oficiální převodník. Tabulka ukazuje jen to, co lze porovnat po sjednocení referenčních podmínek.

Obrázek 8: Japonské skupiny plynu a skupiny plynů podle EN 437

Překrývající se rozsahy Wobbeho čísla neznamenají, že jsou označení rovnocenná. Schvalování spotřebičů v každém regionu používá vlastní zkušební plyny a kritéria.

Japonsko	Japonská základna	Nejbližší skupina podle EN 437 (suchý plyn, 15 °C, 1013,25 mbar)	Poznámky
13A	W 52,7–57,8 MJ/m³ při 0 °C (asi 50,0–54,8 při 15 °C); MCP 35–47	Druhá skupina (zemní plyn), W 39,1–54,7 MJ/m³; podskupina H asi 45,7–54,7 MJ/m³	13A leží v horní části rozsahu podskupiny H. Její maximum je mírně nad horní mezí druhé skupiny a MCP nemá v EN odpovídající ukazatel.
12A	Nižší rozsah Wobbeho čísla než 13A	Druhá skupina	Rozsah zde není uveden; meze si vyžádejte od dodavatele.
LPG (LP plyn)	LP plyn (v Japonsku často zvaný propanový plyn); vstup domácího hořáku 2,0–3,3 kPa	Třetí skupina (LPG), W 72,9–87,3 MJ/m³; podskupiny B/P, P, B	Zkušební plyny EN: G31 (propan, W asi 76,8 MJ/m³) a G30 (butan, asi 87,3 MJ/m³). Ověřte, na jakou směs propanu a butanu bylo zařízení nastaveno.

Meze skupin podle EN 437 pocházejí ze sekundárních zdrojů, které normu reprodukují. Před použitím zkontrolujte aktuální vydání EN 437. U zařízení pro jiné trhy si ověřte štítek a příslušné schválení.

Pro Česko je užitečný ještě jeden údaj. Obrazec záměnnosti zemních plynů zveřejněný na TZB-info uvádí pro domácí plynové spotřebiče dovolený rozsah Wobbeho čísla 45,7–52,2 MJ/m³ (12,7–14,5 kWh/m³) při 15 °C a 101 325 Pa. S rozsahem 13A přepočteným na 15 °C (asi 50,0–54,8) se tak překrývá jen částečně, zhruba v pásmu 50,0–52,2 MJ/m³.

Orientačně: čistý metan (zkušební plyn EN G20) má Wobbeho číslo asi 50,7 MJ/m³ při 15 °C. To je asi 53,5 MJ/m³ v japonské základně 0 °C, tedy uvnitř rozsahu 13A, což odpovídá tomu, že 13A je skupina na bázi zemního plynu.

Od potřebného tepla k průtoku plynu

Při porovnávání spotřeby paliva vyjděte z užitečného tepla, které zařízení musí dodat. Vezměme učebnicový případ: užitečný tepelný výkon 1 000 kW a účinnost 90 % vztažená ke spalnému teplu.

Jedna hodina při 1 000 kW je 3 600 MJ užitečného tepla, takže tepelný příkon paliva je 3 600 ÷ 0,90 = 4 000 MJ/h. Při plynu se spalným teplem 45 MJ/m³ je to 4 000 ÷ 45 ≈ 88,9 m³/h při japonské referenční podmínce.

Pokud se spalné teplo LPG vezme jako 50 MJ/kg, stejných 4 000 MJ/h vyžaduje 80 kg/h. Jedno číslo je objem plynu a druhé hmotnost, takže 88,9 a 80 nic neříkají o tom, které palivo spotřebuje „méně“.

Stejný hořák na plyn se spalným teplem 10,5 kWh/m³ při 15 °C (37,8 MJ/m³, vymyšlená hodnota) by potřeboval 4 000 ÷ 37,8 ≈ 106 m³/h při 15 °C. To je asi 100 m³/h v japonské základně 0 °C, zhruba o 13 % víc objemu než u plynu 45 MJ/m³, přestože dodané teplo je stejné.

Dávejte pozor i na základnu účinnosti. Pokud je 90 % uvedeno ve výhřevnosti, příkon ve spalném teple je asi 4 000 ÷ 0,9 ≈ 4 440 MJ/h, tedy asi o 11 % více plynu. Účinnost se mění také podle paliva a zatížení, proto ověřte, zda lze u obou paliv předpokládat stejnou hodnotu.

Nakonec: jde o průtoky v normálních objemech. Nepoužívejte je přímo jako skutečný objem protékající tlakovým potrubím. Při dimenzování potrubí nebo měřidel přepočítejte podle skutečného tlaku a teploty, případně se stlačitelností.

Porovnání nákladů na palivo na stejném základě

Neplatí obecné pravidlo, že zemní plyn z distribuční sítě je levnější než LPG. Ceny závisí na dodavateli, smlouvě, objemu a tom, kdo platí které vybavení, proto porovnávejte náklady za stejné období a stejné užitečné teplo.

• Dělte každou cenu za objem nebo hmotnost příslušným spalným teplem, získáte cenu za MJ paliva; po zohlednění účinnosti cenu za MJ užitečného tepla.
• Přičtěte pevné platby, přijímací vybavení, zdroj tepla pro odpařovač, údržbu a zákonné kontroly a revize.
• Porovnávejte přípojku plynovodu a nádrž v areálu ve stejném rozsahu nabídky.
• Dodavatelům sdělte špičkovou hodinovou spotřebu a kolísání zatížení, nejen roční spotřebu, a ověřte regulační rozsah, který řízení spalování potřebuje, spolu s regulací poměru paliva a vzduchu.

Vyšší cena LPG za m³ sama o sobě neznamená, že je dražší, protože LPG nese v m³ páry mnohem víc tepla.

Po přechodu: spalování a spaliny

Na rozdíl od oleje plynná paliva nevyžadují rozprašování; hoří po smíchání se vzduchem. Změna paliva přesto ovlivňuje spalování a nakládání se spalinami hned v několika ohledech.

• Přebytek vzduchu: méně vzduchu snižuje komínovou ztrátu, ale příliš málo zhoršuje spalování. Součinitel přebytku vzduchu a O₂ ve spalinách držte v rozsahu vhodném pro palivo a hořák.
• NOx a nedokonalé spalování: obojí ovlivňuje směšování a zatížení. Při porovnání NOx před přechodem a po něm koncentrace přepočtěte na stejný referenční obsah O₂.
• CO₂: LNG, LPG i toshi gasu obsahují uhlík. Snížení emisí porovnávejte při stejném užitečném teple a ve stejném rozsahu emisí.
• Kondenzace: plyn má málo síry, ale spaliny nelze ochlazovat neomezeně. Pod rosným bodem přichází kondenzát do styku s materiály a vyžaduje odvod a úpravu; je třeba ověřit i kvalitu paliva. Kondenzační využití tepla má jiné konstrukční podmínky než využití citelného tepla, proto ekonomizér hodnoťte společně s teplotou spalin, parametry napájecí vody a ochranou proti korozi.
• Objem spalin: údaj se mění podle toho, zda se započítává vodní pára. Suché a vlhké spaliny nezaměňujte.

Kontrolní seznam: poběží toto japonské zařízení na váš plyn?

Projděte si tyto body dřív, než vyžádáte nabídku, podepíšete objednávku nebo naplánujete uvedení do provozu.

• Skupina plynu na štítku: 13A, 12A nebo LPG, a zda jde o jednodruhový model, nebo má tovární variantu pro jiné plyny.
• Údaje o vašem plynu: spalné teplo, relativní hustota a složení od dodavatele, s uvedenou referenční teplotou a tlakem.
• Stejná základna: Wobbeho číslo a spalné teplo před porovnáním přepočtené na jednu referenční podmínku a na spalné teplo, nebo výhřevnost.
• Rychlost hoření: zda výrobce vyhodnotil vaše složení, protože japonský index MCP nemá v zahraničí přímý protějšek.
• Dodávaný tlak: rozsah vstupního tlaku na štítku (domácí dodávka 13A je 1,0–2,5 kPa) proti tlaku, který máte k dispozici na přípojce při špičkovém průtoku.
• Tepelný příkon a průtok: jmenovitá spotřeba plynu, její základna (spalné teplo, nebo výhřevnost) a výsledný průtok ve vašich jednotkách (m³/h při 15 °C, kWh/h nebo kg/h).
• Shoda v EU: zda zařízení splňuje požadavky platné pro uvedení na trh v EU (u spotřebičů plynných paliv nařízení (EU) 2016/426, u průmyslových hořáků a pecí harmonizované normy, např. EN 676, EN 746-2). Vhodné normy a certifikaci potvrdí výrobce, případně revizní technik.
• Provozní a revizní povinnosti: podle výkonu a druhu zařízení může jít o vyhrazené plynové zařízení (nařízení vlády č. 191/2022 Sb., ČSN 38 6405) s revizemi, provozním řádem a provozním deníkem. Zařazení ověřte u revizního technika plynových zařízení.
• Kdo rozhoduje: změnu druhu plynu, trysek nebo seřízení schvaluje výrobce a oprávněná osoba. Z hlediska BOZP je nikdy neměňte svépomocí.

Otázky pro japonského výrobce

Pošlete je včas spolu s analytickým listem vašeho dodavatele plynu. Písemné odpovědi pomohou i při povolování a revizích.

• Pro kterou skupinu nebo druhy plynu je tento model navržen a seřízen? Jsou jako tovární varianta dostupné jiné druhy plynu?
• Byl hořák vyhodnocen na našem plynu (složení v příloze)? Na jakém základě ověřujete kompatibilitu: Wobbeho číslo, MCP, nebo zkušební zapálení?
• Jaký rozsah vstupního tlaku zařízení vyžaduje a při jakém průtoku?
• Je jmenovitá spotřeba plynu (kW) udána ve spalném teple, nebo ve výhřevnosti, a při jakých referenčních podmínkách?
• Pokud je nutná přestavba, které díly se mění (trysky, clony, plynový ventil, řízení) a kdo je oprávněn ji provést a znovu seřídit spalování?
• Jaké certifikáty nebo zkušební protokoly hořák má a platí některé v naší zemi?
• Zůstává záruka v platnosti při provozu na našem plynu?

Vzor poptávkového e-mailu

Šablona je anglicky, protože ji většinou odešlete japonskému obchodnímu nebo technickému oddělení. Krátké číslované otázky se snadno překládají a zodpovídají.

Šablona: dotaz na kompatibilitu plynu

Subject: Gas compatibility check for [model number], [project name] Dear [Name], We are considering your [boiler / burner / water heater], model [model number], for our plant in [Czech Republic]. The nameplate and catalog list the gas type as 13A. Our site is supplied with [pipeline natural gas from the distribution network / regasified LNG / LPG]. The supplier's analysis sheet is attached. Gross heating value: [value] [MJ/m³ or kWh/m³] at [reference temperature and pressure] Specific gravity (air = 1): [value] Available supply pressure at the equipment inlet: [value] kPa Could you please confirm the following? 1. Can this model operate on our gas as delivered, or does it require a different specification? 2. If changes are needed, which parts and settings change, and who should carry out the work? 3. The required inlet pressure range at full load. 4. Whether the rated gas consumption is on a gross or net heating value basis. 5. The certifications or test reports available for this burner (including CE / EU conformity documents, if any). Best regards, [Your name] [Company]

Omezení tohoto průvodce

• Údaje o 13A pocházejí z dodacích podmínek jednoho distributora. Meze Wobbeho čísla a MCP se stanovují pro skupinu plynu, ale spalné teplo a tlak se u jednotlivých distributorů mohou lišit.
• Přepočty používají aproximaci ideálním plynem. Smluvní a předávací hodnoty se řídí ISO 6976 nebo vlastní metodou dodavatele.
• Rozsahy EN 437 jsou citovány ze sekundárních zdrojů. Průvodce se podrobně nezabývá národními kategoriemi plynu podle EN 437 ani pravidly pro schvalování spotřebičů v USA či Indii.
• Překryv rozsahů Wobbeho čísla je jen první síto. Schválení hořáku pro jiný plyn je rozhodnutím výrobce a instalace musí splnit místní předpisy a normy.
• Uvedené dodávané tlaky platí pro dodávku na úrovni domácností. Průmyslové hořáky v Japonsku často používají jiné tlaky dohodnuté s distributorem.
• Odkazy na české předpisy a normy (nařízení vlády č. 191/2022 Sb., ČSN 38 6405, EN 676, EN 746-2) jsou orientační. Jejich použití na konkrétní zařízení posoudí revizní technik plynových zařízení.

Často kladené otázky

Co je plyn 13A?

13A je japonská skupina distribuovaného plynu (toshi gasu) na bázi zemního plynu, kterou používají velcí distributoři jako Tokyo Gas. Vymezuje ji Wobbeho číslo 52,7–57,8 MJ/m³ (spalné teplo, 0 °C a 101,325 kPa) a index rychlosti hoření (MCP) 35–47, nikoli pevné složení.

Je 13A totéž co zemní plyn?

13A je na bázi zemního plynu, ale je to rozsah specifikace, nikoli samotný plyn. Místní zemní plyn do něj po přepočtu Wobbeho čísla na japonskou základnu a po ověření rychlosti hoření a tlaku může, ale nemusí spadat.

Jak se počítá Wobbeho číslo?

Vydělte spalné teplo na jednotku objemu odmocninou z relativní hustoty plynu vůči vzduchu. Například 45 MJ/m³ ÷ √0,64 = 56,25 MJ/m³. Spalné teplo a relativní hustotu mějte na stejných referenčních podmínkách.

Je LNG totéž co toshi gasu?

Ne. LNG je zemní plyn v kapalné formě a toshi gasu je název plynu dodávaného potrubím. V Japonsku distributoři LNG odpařují, upravují jeho spalné teplo a přidávají odorant, čímž toshi gasu vzniká.

Lze při shodném Wobbeho čísle palivo vyměnit?

Ne jen podle Wobbeho čísla. Na bezpečné spalování mají vliv rychlost hoření, dodávaný tlak, druh plynu i specifikace samotného zařízení. Každou změnu paliva musí potvrdit výrobce a provést oprávněné osoby.

Zdroje

• Meze skupiny plynu 13A (W 52,7–57,8, MCP 35–47), vzorec Wobbeho čísla, základna tepla a dodávaný tlak: Saibu Gas Kumamoto, všeobecné dodací podmínky (japonsky)
• Standardní spalné teplo 13A, referenční podmínky, příklad složení a dodávaný tlak: Tokyo Gas Network, druhy plynu, spalné teplo, tlak a složení (japonsky)
• Základna standardního spalného tepla (spalné teplo, 0 °C, 101,325 kPa): Tokyo Gas FAQ (japonsky)
• Význam čísla a písmene v názvu skupiny plynu: Tokai Gas FAQ (japonsky)
• Toshi gasu a LP plyn: Japan Gas Association (japonsky)
• Výroba toshi gasu z LNG: Japan Gas Association (japonsky)
• Zdroje LPG: Japan LP Gas Association (japonsky)
• Vlastnosti LPG a přirozené odpařování: Japan LP Gas Association (japonsky)
• Vlastnosti a dodávka LPG: LP Gas Safety Committee, otázky a odpovědi (japonsky)
• Tlak LP plynu na vstupu hořáku (2,0–3,3 kPa pro domácí použití): Prefektura Saitama, formulář k technickým standardům pro LP plyn (japonsky)
• Satelitní zásobování LNG: Daigas G&P Solution (japonsky); Daigas Energy (japonsky)
• Rozsahy Wobbeho čísla skupin plynů podle EN 437 a referenční podmínky: Certifico, klasifikace plynů a Wobbeho index (italsky)
• Rozsah podskupiny H (reprodukce tabulky EN 437): Národní letecká univerzita, Ukrajina (dokument reprodukující klasifikační tabulku)
• Wobbeho číslo a spalná tepla G20, G30, G31 při 15 °C: Kiwa, Useful Gas Information Leaflet (anglicky)
• Tepelný příkon vyjádřený ve výhřevnosti v EN 26: GlobalSpec, shrnutí NEN-EN 26 (anglicky)
• Referenční podmínky 15 °C a 101 325 Pa v ČR, obrazec záměnnosti zemních plynů (45,7–52,2 MJ/m³): TZB-info, Změny složení plynu distribuovaného v ČR; TZB-info, Spalování směsí zemního plynu s vodíkem
• Vyhrazená plynová zařízení: Technická inspekce České republiky, informace o vyhrazených plynových zařízeních; Wolters Kluwer / Dashöfer, provoz vyhrazených plynových zařízení
• Druhy plynu a vstupní tlaky podle nařízení (EU) 2016/426: EUR-Lex, sdělení Komise
• Kondenzační využití tepla a koroze v kondenzačních kotlích: Ministerstvo životního prostředí Japonska, SHIFT (japonsky)
• Součinitel přebytku vzduchu podle paliva a spalovacího zařízení: Ministerstvo životního prostředí Japonska (japonsky)