सिटी गैस 13A, LNG और LPG: वॉबी इंडेक्स और कन्वर्ज़न

जापान में बने boiler, furnace burner या water heater की nameplate पर "toshi gasu 13A" (सिटी गैस 13A) या "LPG" लिखा होता है। आपके प्लांट में गैस शायद PNG के रूप में आती है, यानी city gas distribution (CGD) नेटवर्क की पाइपलाइन से। या फिर LPG सिलेंडर/टैंक से, या LNG को वापस गैस बनाकर। valve खोलने से पहले यह पता होना चाहिए कि "13A" आपकी गैस पर लागू होता है या नहीं।

छोटा जवाब: 13A कोई गैस की "रेसिपी" नहीं है। यह जापान का एक gas group है, जो वॉबी इंडेक्स (Wobbe index) की रेंज और बर्निंग वेलोसिटी (flame की रफ़्तार) की रेंज से तय होता है। ये वॉबी नंबर 0°C पर प्रति घन मीटर और gross (higher) heating value के आधार पर लिखे जाते हैं।

आपके यहाँ की गैस का डेटा अक्सर किसी और reference temperature पर लिखा होता है, जैसे 15°C या 60°F, और कभी-कभी net basis पर। तुलना करने से पहले अपने सप्लायर से basis पूछें और convert करें। भारत में heating value के लिए GCV (gross) और NCV (net) शब्द चलते हैं।

इस गाइड में बताया है कि LNG, LPG और जापानी सिटी गैस असल में क्या हैं, 13A का मतलब क्या है, वॉबी इंडेक्स कैसे निकालें और convert करें, और ज़रूरी गर्मी से गैस का flow कैसे निकालें। अंत में checklist, जापानी कंपनी से पूछने के सवाल और एक sample ईमेल है।

विषय-सूची

1. LNG, LPG और सिटी गैस: तीन अलग तरह के नाम
2. जापानी nameplate पर "13A" का मतलब
3. वॉबी इंडेक्स: परिभाषा और गणना
4. Nm³, SCM और scf: जापानी गैस डेटा को convert करना
5. जापानी gas group और EN 437 gas families की तुलना
6. ज़रूरी गर्मी से गैस flow तक
7. ईंधन की लागत एक ही आधार पर तुलना करें
8. ईंधन बदलने के बाद: combustion और flue gas
9. Checklist: क्या यह जापानी उपकरण आपकी गैस पर चल सकता है?
10. जापानी मैन्युफैक्चरर से पूछने के सवाल
11. इस गाइड की सीमाएँ
12. FAQ
13. स्रोत

LNG, LPG और सिटी गैस: तीन अलग तरह के नाम

LNG वह प्राकृतिक गैस (natural gas) है जिसे ठंडा करके तरल बना दिया गया है। LPG यानी liquefied petroleum gas, जिसमें मुख्य रूप से प्रोपेन और ब्यूटेन होते हैं। सिटी गैस (toshi gasu) वह गैस है जो utility पाइपों से पहुँचाती है, और जापान में यह ज़्यादातर LNG को वापस गैस बनाकर तैयार होती है।

यानी ये तीनों नाम एक ही पैमाने पर नहीं बाँटे गए हैं। दो नाम ईंधन और उसकी हालत (तरल/गैस) बताते हैं, और तीसरा सप्लाई का तरीका बताता है। नीचे की table में तीनों साथ-साथ दिए हैं।

Figure 1: LNG और LPG ईंधन के नाम हैं; सिटी गैस सप्लाई का नाम है

सिटी गैस वाला कॉलम जापान की आम सप्लाई दिखाता है, जो मुख्य रूप से प्राकृतिक गैस से बनती है।

बात	LNG	LPG	सिटी गैस (जापान)
मुख्य घटक	प्राकृतिक गैस, ज़्यादातर मीथेन	प्रोपेन और ब्यूटेन	आम तौर पर मीथेन ज़्यादा; supply specification देखें
स्टोरेज और ट्रांसपोर्ट	बहुत ठंडा तरल (cryogenic)	ज़्यादातर दबाव से तरल	आम तौर पर पाइप से गैस के रूप में पहुँचती है
बर्नर पर हालत	वेपोराइज़ करके बर्नर को	वेपोराइज़ करके बर्नर को	जैसी मिली, वैसी गैस
क्या जाँचें	स्टोरेज टैंक, वेपोराइज़र, सप्लाई क्षमता	सिलेंडर या टैंक, वेपोराइज़ करने की क्षमता, रेगुलेटर	Gas group, सप्लाई प्रेशर, contracted capacity
heating value किस आधार पर	वज़न, या वेपोराइज़ होने के बाद standard volume	वज़न, या वेपोराइज़ होने के बाद standard volume	तय तापमान और प्रेशर पर volume

एक घन मीटर तरल, line की हालत वाली गैस और standard हालत वाली गैस, तीनों की मात्रा बहुत अलग होती है। नंबरों की तुलना से पहले हालत और यूनिट एक करें।

LNG: तरल बनाकर भेजी गई प्राकृतिक गैस

LNG (liquefied natural gas) वह प्राकृतिक गैस है जिसे ठंडा करके तरल बनाया गया है। प्राकृतिक गैस में ज़्यादातर मीथेन होती है, और गैस कहाँ से आई है उसके हिसाब से एथेन, प्रोपेन वगैरह की मात्रा बदलती है।

वायुमंडलीय दबाव के आसपास प्राकृतिक गैस लगभग −162°C (−260°F) पर तरल बन जाती है, और आम तापमान-दबाव वाली गैस की तुलना में उसका volume करीब 1/600 रह जाता है। LNG का पूरा विचार यही है कि इस छोटे रूप में स्टोर और ट्रांसपोर्ट करो, फिर जहाँ इस्तेमाल करना हो वहाँ वापस गैस बना लो।

−162°C एक representative (आम तौर पर बताई जाने वाली) वैल्यू है; असली तापमान composition और प्रेशर पर निर्भर करता है। इसलिए स्टोरेज टैंक और वेपोराइज़र की specification असल में इस्तेमाल होने वाले LNG के गुण और चलने की शर्तों के हिसाब से चुनी जाती है।

समुद्र के रास्ते LNG ऐसे जहाज़ों में आती है जो उसे ठंडा रखने के लिए बनाए गए हैं। receiving terminal तरल को स्टोर करता है, माँग के हिसाब से वेपोराइज़ करता है, और सिटी गैस, बिजली बनाने वगैरह के लिए आगे भेजता है। प्राकृतिक गैस पाइपलाइन से गैस के रूप में भी जाती है; कौन-सा तरीका चुना जाएगा, यह दूरी, समुद्र पार करना, मात्रा और मौजूदा नेटवर्क पर निर्भर करता है।

LNG के स्टोरेज टैंक की बनावट और चलाने का तरीका आम तापमान पर तरल रखने वाले टैंक से अलग होता है। बाहर से आती गर्मी से कुछ तरल अपने आप वेपोराइज़ होता रहता है, इसलिए टैंक सिस्टम में तरल का स्टॉक और गैस का प्रेशर, दोनों साथ-साथ सँभाले जाते हैं।

जापान के कुछ प्लांट जहाँ गैस की मेन लाइन नहीं पहुँचती, वहाँ LNG satellite supply इस्तेमाल करते हैं। टैंक ट्रक LNG को प्लांट के अंदर के इंसुलेटेड टैंक में उतारता है, और वेपोराइज़र ज़रूरत के हिसाब से उसे गैस बना देता है।

Figure 2: LNG तरल के रूप में आती है और वेपोराइज़र उसे वापस गैस बनाता है

ट्रक से उतारने और प्लांट के अंदर satellite supply का सिद्धांत। वेपोराइज़र को गर्मी कहाँ से मिलती है, यह उसकी किस्म पर निर्भर है।

वेपोराइज़ होने में गर्मी लगती है, जो आम तौर पर हवा या पानी से ली जाती है। वेपोराइज़र की क्षमता उसकी किस्म और आसपास की हालत पर निर्भर करती है, इसलिए specification में सबसे ठंडा मौसम और लगातार चलना भी शामिल होना चाहिए। satellite सिस्टम को सिर्फ़ साल भर की खपत नहीं, थोड़े समय की peak load भी पूरी करनी होती है।

वेपोराइज़ होने के बाद गैस को उस प्रेशर पर लाया जाता है जो बर्नर को चाहिए, और ज़रूरत हो तो heating value की adjustment और ओडोराइज़ेशन (गंध मिलाना) भी की जाती है। प्लांट में तरल स्टोर करने और पाइपलाइन से गैस लेने में ग्राहक के पास कौन-से उपकरण रहेंगे, यह भी अलग होता है। विकल्पों की तुलना में सिर्फ़ ईंधन का भाव नहीं, यह भी देखें कि receiving, स्टोरेज, वेपोराइज़िंग और मेंटेनेंस कौन सँभालेगा।

LPG: दबाव में रखे गए प्रोपेन और ब्यूटेन

LPG (liquefied petroleum gas) में मुख्य रूप से प्रोपेन और ब्यूटेन होते हैं। जापान में घरों की LPG को आम तौर पर "propane gas" (puropan gasu) कहते हैं, और इस्तेमाल के हिसाब से इसमें घटकों का मिश्रण बदलता है।

LPG सिर्फ़ तेल की refinery से नहीं आती। कुछ LPG तेल और प्राकृतिक गैस के कुओं से निकली गैस से अलग करके मिलती है, और कुछ कच्चे तेल की refining से।

प्रोपेन और ब्यूटेन आम तापमान पर गैस होते हैं, लेकिन थोड़े दबाव में तरल बन जाते हैं। तरल रूप में LPG का volume आम तापमान-दबाव वाली गैस का करीब 1/250 रह जाता है, इसलिए छोटे सिलेंडर और टैंक में भी काफ़ी मात्रा रखी जा सकती है। आम तापमान के आसपास दबाव से स्टोर करना बहुत ठंडी LNG से बिल्कुल अलग व्यवस्था है, और इसके उपकरण भी अलग होते हैं।

एक ही तापमान और प्रेशर पर प्रोपेन और ब्यूटेन की वेपर हवा से भारी होती है, जबकि मीथेन वाली सिटी गैस हवा से हल्की होती है। फिर भी गैस निकलने पर असल में वह कैसे फैलेगी, यह उसके तापमान और आसपास की हालत पर भी निर्भर करता है।

LPG दो तरह से मिलती है: सिलेंडर बदलकर, या टैंक ट्रक से प्लांट के टैंक में bulk भरवाकर। योजना बनाते समय सिर्फ़ यह न देखें कि पास में गैस की मेन लाइन है या नहीं; खपत, जगह, गाड़ी के आने का रास्ता और स्टॉक सँभालने की व्यवस्था भी साथ में देखें।

जो कंटेनर वेपर (गैस) सप्लाई करता है, उसमें तरल नीचे रहता है और उसके ऊपर वेपर भरी रहती है। जैसे-जैसे वेपर निकलती है, कुछ तरल उबलकर उसकी जगह ले लेता है, और इसके लिए आसपास से गर्मी लेता है।

Figure 3: vapor withdrawal में गैस तरल के ऊपर से निकलती है

vapor withdrawal का सरल cross-section। जो सिस्टम तरल निकालकर बाहर वेपोराइज़र इस्तेमाल करते हैं, वे अलग तरीके से काम करते हैं।

इसीलिए ऐसा हो सकता है कि कंटेनर में तरल बचा हो, फिर भी आपको चाहिए उतना गैस flow न मिले। अपने आप वेपोराइज़ होने की रफ़्तार बाहर के तापमान, LPG के मिश्रण, तरल के लेवल और खपत की रफ़्तार से बदलती है। जहाँ खपत ज़्यादा हो वहाँ तरल निकालकर सही specification वाला वेपोराइज़र लगाया जा सकता है, इसलिए दोनों निकालने के तरीकों (vapor withdrawal और liquid withdrawal) और उनके उपकरणों को अलग-अलग रखें।

ईंधन बदलने की योजना में peak load पर चाहिए गैस flow की तुलना उससे करें जितना सप्लाई सिस्टम उस हालत में वेपोराइज़ और रेगुलेट कर सकता है। क्षमता कम पड़े तो हल यह है कि सही specification का सप्लाई सिस्टम लगे, न कि अपने तरीके से गर्म करना या valve से छेड़छाड़।

जापान में सिटी गैस

सिटी गैस वह गैस है जो utility की सुविधाओं और पाइपलाइन से घरों, दुकानों और फ़ैक्टरियों तक पहुँचती है। जापान में इसका ज़्यादातर हिस्सा प्राकृतिक गैस से बनता है, आम तौर पर LNG को वेपोराइज़ करके।

terminal पर utility वेपोराइज़ हुई गैस की heating value को अपनी supply specification के हिसाब से adjust करती है और गंध (odorant) मिलाती है। कुछ utility heating value ठीक करने के लिए LPG भी मिलाती हैं, इसलिए composition और प्रक्रिया पूरे जापान में एक जैसी नहीं है।

मीथेन ज़्यादा होने पर भी एथेन, प्रोपेन और ब्यूटेन का अनुपात heating value और specific gravity बदल देता है। उदाहरण के लिए, Tokyo Gas Network अपनी 13A की आम composition बताती है: मीथेन 89.60%, एथेन 5.62%, प्रोपेन 3.43% और ब्यूटेन 1.35%, और यह भी लिखती है कि गैस retailer के हिसाब से composition बदल सकती है। यह एक utility का उदाहरण है, 13A की परिभाषा नहीं।

जापानी nameplate पर "13A" का मतलब

जापान में 13A जैसे gas group यह बताते हैं कि गैस उपकरण में कैसे जलती है। हर group वॉबी इंडेक्स (WI) और MCP (maximum combustion potential) नाम के बर्निंग वेलोसिटी इंडेक्स के मेल से तय होता है। यह "इतने % मीथेन" जैसी कोई तय रेसिपी नहीं है।

अक्षर बर्निंग वेलोसिटी की क्लास बताता है: A (धीमी), B (मध्यम), C (तेज़)। नंबर एक पुरानी heat यूनिट से आया है: यह करीब-करीब kcal/m³ में वॉबी इंडेक्स को 1,000 से भाग देने पर मिलता है। इसलिए "13A" का मतलब यह नहीं कि वॉबी इंडेक्स 13 MJ/m³ है।

जापानी गैस कंपनियाँ असली limits अपनी supply terms में छापती हैं। नीचे के आँकड़े एक utility की छपी शर्तों से हैं और दिखाते हैं कि 13A की specification कैसी दिखती है।

Figure 4: 13A सप्लाई specification का एक छपा हुआ उदाहरण

Saibu Gas Kumamoto की general supply terms से (जापानी में)। Heating value gross है, 0°C और 101.325 kPa पर सूखी गैस के प्रति m³ के हिसाब से।

बात	वैल्यू	आपके लिए क्या मतलब
Gas group	13A	जिन उपकरणों पर 13A लिखा है, वही इस सप्लाई के लिए बने हैं
वॉबी इंडेक्स (WI)	52.7–57.8 (MJ/m³ basis)	उपकरण की fitness परखने में यह रेंज इस्तेमाल होती है
बर्निंग वेलोसिटी (MCP)	35–47	गैस की composition से निकाला जाने वाला जापानी इंडेक्स
Standard heating value	46 MJ/m³ (कम से कम 44 MJ/m³)	utility के हिसाब से बदलती है; Tokyo Gas Network 45 MJ/m³ बताती है
गैस आउटलेट पर सप्लाई प्रेशर	1.0–2.5 kPa gauge (करीब 4–10 in. w.c.)	gas cock पर static pressure; उपकरण चलने पर यह घटता है

Tokyo Gas Network भी 13A के लिए यही 1.0–2.5 kPa रेंज बताती है। ज़्यादा सप्लाई प्रेशर utility से अलग से तय होता है, इसलिए जापान का बड़ा industrial बर्नर किसी और inlet pressure के लिए सेट हो सकता है। हर हाल में देखें कि ज़रूरी flow पर, पाइपिंग के प्रेशर loss को गिनकर भी, उपकरण के inlet पर प्रेशर रेंज के अंदर रहता है।

जापानी उपकरणों पर दो और नाम दिखते हैं। 12A प्राकृतिक गैस का एक और group है जिसकी वॉबी रेंज 13A से नीची है (छोटा नंबर इसी को दिखाता है)। 13A वाला उपकरण 12A गैस पर, या उलटा, चल सकता है यह मान लेने से पहले मैन्युफैक्चरर से पूछें।

जिन उपकरणों पर "LPG" (LP gas) लिखा है, वे LP gas के लिए बने हैं, सिटी गैस के लिए नहीं। जापान के LP gas के technical standards के अनुसार घरेलू इस्तेमाल की LP gas को बर्नर के inlet पर 2.0–3.3 kPa (करीब 8–13 in. w.c.) पर पहुँचना चाहिए। सिटी गैस और LPG के बर्नर देखने में एक जैसे हो सकते हैं, फिर भी उन्हें अलग गैस flow और अलग combustion सेटिंग चाहिए।

वॉबी इंडेक्स: परिभाषा और गणना

वॉबी इंडेक्स = प्रति यूनिट volume gross heating value ÷ हवा के मुकाबले गैस की specific gravity का वर्गमूल। यह इसलिए ज़रूरी है कि एक जैसी heating value वाली दो गैसें एक ही nozzle से अलग-अलग गर्मी दे सकती हैं।

एक ही orifice, एक ही प्रेशर drop और बाकी शर्तें बराबर हों, तो भारी गैस का volume flow कम होता है। वॉबी इंडेक्स प्रति volume गर्मी और इस flow के फ़र्क को साथ लेता है, इसलिए यह दिखाता है कि तय बर्नर को असल में कितना heat input मिलता है।

Figure 5: एक ही nozzle से specific gravity flow पर असर डालती है

एक जैसे प्रेशर drop और orifice साइज़ पर flow का सिद्धांत। वॉबी इंडेक्स में heating value H और specific gravity a दोनों लगते हैं।

एक उदाहरण लें: gross heating value H = 45 MJ/m³ और specific gravity a = 0.64 मान लें। 0.64 का वर्गमूल 0.8 है, इसलिए वॉबी इंडेक्स = 45 ÷ 0.8 = 56.25 MJ/m³।

Figure 6: वॉबी इंडेक्स = gross heating value ÷ √specific gravity

तरीका समझाने के लिए मानी हुई वैल्यू। ये किसी असली गैस सप्लाई की composition या guaranteed वैल्यू नहीं हैं।

सामान्य सूत्र

WI = H√a

H = 45 और a = 0.64 रखने पर

WI = 45√0.64 = 450.8

WI = 56.25 MJ/m³

H: बताई गई reference condition पर प्रति यूनिट volume gross heating value [MJ/m³]. a: उसी तापमान-प्रेशर पर हवा के मुकाबले गैस की specific gravity [बिना यूनिट]. WI: H वाली ही यूनिट में वॉबी इंडेक्स। H और a को एक जैसी शर्तों पर लें।

वॉबी इंडेक्स गैस बदलने की संभावना परखने का सिर्फ़ एक पैमाना है। बर्नर सुरक्षित चलेगा या नहीं, यह बर्निंग वेलोसिटी और सप्लाई प्रेशर पर भी निर्भर है, इसलिए सप्लायर के gas group को उन गैसों से मिलाएँ जिनके लिए बर्नर approved है।

हर calculation sheet में heating value की यूनिट, reference condition और specific gravity की परिभाषा लिख दें, ताकि बाद में फ़र्क का कारण पकड़ा जा सके। gross और net वैल्यू को कभी मिलाएँ नहीं, और किसी दूसरे reference volume की heating value भी न डालें।

Nm³, SCM और scf: जापानी गैस डेटा को convert करना

अलग-अलग देशों का गैस डेटा मिलाते समय reference condition में गड़बड़ी आसानी से हो जाती है। जापान का गैस डेटा 0°C और 101.325 kPa पर सूखी गैस के एक घन मीटर पर, यानी अक्सर Nm³ ("normal" cubic meter) में, और gross heating value पर होता है। दूसरे बाज़ारों में basis अलग होता है।

• जापान (सिटी गैस): 0°C और 101.325 kPa पर m³, सूखी गैस, gross heating value (so-hatsunetsuryo)।
• भारत: standard cubic meter (SCM)। contracts में आम तौर पर 15°C चलता है, जबकि कुछ industry conversion tables में 1 atm पर 15.56°C (60°F) लिया जाता है। अपने CGD contract में लिखा reference देखें।
• यूरोप (EN 437 gas families): 15°C और 1013.25 mbar पर सूखी गैस का m³। EN 26 जैसे यूरोपीय उपकरण standards heat input net heating value (Hi) पर लिखते हैं।
• अमेरिका: standard cubic foot (scf)। US Energy Information Administration (EIA) 60°F और 14.73 psia लेता है।

जल्दी हिसाब के लिए गैस को ideal मान लें और heating value (और वॉबी इंडेक्स) को absolute तापमान और प्रेशर के अनुपात से scale करें। specific gravity reference condition से नहीं बदलती, इसलिए वॉबी इंडेक्स भी heating value वाले factor से ही बदलता है।

इन factors को छपे हुए 13A आँकड़ों पर लगाने से नीचे की वैल्यू मिलती हैं। इन्हें अंदाज़न अनुवाद समझें, official specification नहीं।

Figure 7: 13A के आँकड़े दूसरी reference basis पर (अंदाज़न)

पूरी table gross heating value basis पर है। जापानी वैल्यू से ऊपर वाले ideal-gas factors से convert की गई।

वैल्यू	जापान: 0°C, 101.325 kPa	15°C, 101.325 kPa	60°F, 14.73 psia
Standard heating value (Tokyo Gas Network)	45 MJ/m³	लगभग 42.7 MJ/m³	लगभग 1,145 Btu/scf
13A वॉबी इंडेक्स, कम से कम	52.7 MJ/m³	लगभग 50.0 MJ/m³	लगभग 1,341 Btu/scf
13A वॉबी इंडेक्स, ज़्यादा से ज़्यादा	57.8 MJ/m³	लगभग 54.8 MJ/m³	लगभग 1,471 Btu/scf

तुलना के लिए: भारत की एक industry conversion table में natural gas का GCV 10,000 kcal/SCM (15.56°C पर) दिया गया है। यह लगभग 41.9 MJ/SCM है, और जापानी 0°C basis पर लगभग 44.3 MJ/m³ बनता है। अकेली औसत heating value से वॉबी इंडेक्स नहीं निकलता; specific gravity भी चाहिए।

उदाहरण: अपनी गैस को 13A से मिलाकर देखना

मान लीजिए आपके गैस सप्लायर की analysis sheet (काल्पनिक वैल्यू) में 15°C पर gross heating value 39.5 MJ/m³ और specific gravity 0.58 है। उस basis पर वॉबी इंडेक्स = 39.5 ÷ √0.58 = 39.5 ÷ 0.762 ≈ 51.9 MJ/m³ आता है।

13A की 52.7–57.8 से सीधे मिलाएँ तो यह रेंज से बाहर दिखता है। लेकिन जापानी 0°C basis पर लाने पर 51.9 × 288.15 / 273.15 ≈ 54.7 MJ/m³ बनता है, जो 13A की वॉबी रेंज के अंदर है।

यह नतीजा मैन्युफैक्चरर से पूछने की वजह है, चलाने की मंज़ूरी नहीं। जापानी बर्निंग वेलोसिटी इंडेक्स (MCP) अभी गैस की composition से जाँचना बाकी है, और सप्लाई प्रेशर, बर्नर के approvals और स्थानीय नियम भी देखने हैं।

Gross और net heating value

Gross heating value (HHV, भारत में GCV) में वह गर्मी भी गिनी जाती है जो flue gas की भाप के condense होने पर निकलती है; net heating value (LHV, यानी NCV) में नहीं। प्राकृतिक गैस के लिए net वैल्यू लगभग gross की 90% होती है; यह planning figure भारत की industry conversion table में भी इस्तेमाल होता है।

जापान का गैस सप्लाई डेटा gross है। यूरोपीय उपकरणों की rating आम तौर पर net पर होती है। अगर किसी जापानी datasheet में गैस की खपत kW में दी है, तो local quotation या permit form से मिलाने से पहले पूछ लें कि वह किस basis पर है।

जापानी gas group और EN 437 gas families की तुलना

जापानी gas group और EN 437 की यूरोपीय gas families के बीच कोई official मिलान नहीं है। table में सिर्फ़ वह दिखाया है जो reference conditions एक करने के बाद तुलना हो सकता है।

Figure 8: जापानी gas group और EN 437 gas families

वॉबी रेंज का ओवरलैप होना यह नहीं बताता कि नाम बराबर हैं। हर क्षेत्र में उपकरण का approval अपनी test gases और शर्तों पर होता है।

जापान	जापानी basis	सबसे नज़दीकी EN 437 family (सूखी, 15°C, 1013.25 mbar)	नोट
13A	0°C पर WI 52.7–57.8 MJ/m³ (15°C पर करीब 50.0–54.8); MCP 35–47	Second family (natural gas), WI 39.1–54.7 MJ/m³; group H करीब 45.7–54.7 MJ/m³	13A group H रेंज के ऊपरी हिस्से में आता है। इसका maximum second family की ऊपरी सीमा से थोड़ा ऊपर है, और MCP का EN में कोई बराबर नहीं है।
12A	13A से नीची वॉबी रेंज	Second family	रेंज यहाँ नहीं दी; limits सप्लायर से पूछें।
LPG (LP gas)	LP gas (जापान में अक्सर propane gas); घरेलू बर्नर inlet 2.0–3.3 kPa	Third family (LPG), WI 72.9–87.3 MJ/m³; groups B/P, P, B	EN test gases: G31 (प्रोपेन, WI करीब 76.8 MJ/m³) और G30 (ब्यूटेन, करीब 87.3 MJ/m³)। पक्का करें कि उपकरण किस प्रोपेन/ब्यूटेन मिश्रण पर सेट है।

EN 437 की group सीमाएँ उन secondary sources से हैं जो standard को दोहराते हैं। भरोसा करने से पहले EN 437 का मौजूदा edition देखें। भारत में लगे उपकरण के लिए rating plate और लागू listing/IS मार्क देखें।

संदर्भ के लिए: शुद्ध मीथेन (EN test gas G20) का वॉबी इंडेक्स 15°C पर करीब 50.7 MJ/m³ है। जापानी 0°C basis पर यह करीब 53.5 MJ/m³ बनता है, जो 13A रेंज के अंदर है, और यह इस बात से मेल खाता है कि 13A प्राकृतिक गैस का group है।

ज़रूरी गर्मी से गैस flow तक

ईंधन की खपत की तुलना करने के लिए उस useful heat से शुरू करें जो उपकरण को देनी है। एक पाठ्यपुस्तक जैसा केस लें: 1,000 kW useful heat output और gross heating value basis पर 90% efficiency।

1,000 kW एक घंटे में 3,600 MJ useful heat देता है, इसलिए ईंधन का heat input 3,600 ÷ 0.90 = 4,000 MJ/h होगा। gross 45 MJ/m³ वाली गैस के लिए यह 4,000 ÷ 45 ≈ 88.9 m³/h है, जापानी reference condition पर।

अगर LPG की gross heating value 50 MJ/kg मानें, तो वही 4,000 MJ/h पाने के लिए 80 kg/h चाहिए। एक आँकड़ा गैस का volume है और दूसरा वज़न, इसलिए 88.9 और 80 से यह नहीं पता चलता कि कौन-सा ईंधन "कम" लगता है।

efficiency का basis भी देखें। अगर 90% net basis पर बताई गई है, तो gross basis पर input लगभग 4,000 ÷ 0.9 ≈ 4,440 MJ/h होगा, यानी करीब 11% ज़्यादा गैस। efficiency ईंधन और load के साथ भी बदलती है, इसलिए पक्का करें कि दोनों ईंधनों पर एक ही वैल्यू मानी जा सकती है।

आख़िर में, ये standard volume वाले flow हैं। इन्हें सीधे दबाव वाली पाइप में बहने वाला असली volume न मान लें। पाइप या meter का साइज़ चुनते समय असली प्रेशर और तापमान के हिसाब से convert करें, और ज़रूरत हो तो compressibility correction लगाएँ।

ईंधन की लागत एक ही आधार पर तुलना करें

ऐसा कोई सीधा नियम नहीं है कि सिटी गैस (या pipeline natural gas) LPG से सस्ती ही होती है। भाव सप्लायर, contract, मात्रा और किस उपकरण का खर्च कौन उठाए, इन सब पर निर्भर करता है, इसलिए लागत की तुलना एक ही अवधि और एक ही useful heat पर करें।

• प्रति volume या प्रति kg भाव को उसकी heating value से भाग दें, तो ईंधन के प्रति MJ का भाव मिलता है; फिर efficiency लगाएँ तो useful heat के प्रति MJ का भाव मिलता है।
• fixed charges, receiving उपकरण, वेपोराइज़र का heat source, मेंटेनेंस और कानूनी inspections भी जोड़ें।
• पाइपलाइन कनेक्शन और प्लांट के अंदर टैंक की तुलना एक ही quotation scope पर करें।
• सप्लायर को सिर्फ़ साल भर की खपत नहीं, घंटे की peak खपत और load का उतार-चढ़ाव बताएँ, और combustion control को चाहिए turndown range fuel-air ratio control के साथ जाँचें।

LPG का प्रति m³ भाव ज़्यादा होने से वह अपने-आप महँगी नहीं हो जाती, क्योंकि LPG की वेपर में प्रति m³ गर्मी कहीं ज़्यादा होती है।

ईंधन बदलने के बाद: combustion और flue gas

तेल की तरह गैस को spray (atomize) नहीं करना पड़ता; वह हवा में मिलकर जलती है। फिर भी ईंधन बदलने का असर combustion और flue gas सँभालने पर कई तरह से पड़ता है।

• Excess air: हवा कम करने से stack loss घटता है, लेकिन बहुत कम करने से combustion बिगड़ता है। air ratio और flue gas O₂ को ईंधन और बर्नर के हिसाब से सही रेंज में रखें।
• NOx और अधूरा combustion: मिक्सिंग और load की हालत दोनों पर असर डालती है। बदलाव से पहले और बाद की NOx रीडिंग की तुलना करते समय दोनों को एक ही O₂ reference पर correct करें।
• CO₂: LNG, LPG और सिटी गैस, तीनों में carbon होता है। emission में कमी की तुलना एक ही useful heat और एक ही emission scope पर करें।
• Condensation: गैस में sulfur कम होता है, फिर भी flue gas को जितना चाहें उतना ठंडा नहीं कर सकते। dew point से नीचे condensate सामग्री को छूता है और उसकी निकासी व treatment चाहिए, और ईंधन की क्वालिटी भी जाँचनी होती है। condensing heat recovery की design शर्तें sensible-heat recovery से अलग हैं, इसलिए economizer को flue gas तापमान, feedwater की हालत और corrosion से बचाव के साथ परखें।
• Flue gas volume: भाप को गिनने या न गिनने से आँकड़ा बदलता है। dry और wet flue gas volume को अलग रखें।

Checklist: क्या यह जापानी उपकरण आपकी गैस पर चल सकता है?

quote माँगने, purchase order देने या commissioning की योजना बनाने से पहले इन बातों को एक-एक करके देखें।

• Nameplate पर gas group: 13A, 12A या LPG; और यह भी कि उपकरण सिर्फ़ एक गैस वाला मॉडल है या दूसरी गैसों के लिए factory option है।
• आपकी गैस का डेटा: सप्लायर से gross heating value (GCV), specific gravity और composition, reference तापमान और प्रेशर के साथ।
• एक ही basis: तुलना से पहले वॉबी इंडेक्स और heating value को एक reference condition और एक gross/net basis पर लाएँ।
• बर्निंग वेलोसिटी: क्या मैन्युफैक्चरर ने आपकी composition को परखा है, क्योंकि जापानी MCP इंडेक्स का विदेश में सीधा बराबर नहीं है।
• सप्लाई प्रेशर: nameplate पर inlet pressure रेंज (13A की घरेलू सप्लाई 1.0–2.5 kPa) बनाम peak flow पर आपके कनेक्शन पर मिलने वाला प्रेशर।
• Heat input और flow: उपकरण की rated गैस खपत, वह HHV (GCV) या LHV (NCV) किस पर है, और आपकी यूनिट (scf/h, SCM/h या kg/h) में flow।
• बर्नर certification: जहाँ उपकरण लगेगा वहाँ ज़रूरी approvals या listings (भारत में लागू IS मार्क समेत), और जापानी उपकरण के पास वे हैं या नहीं।
• फ़ैसला कौन करे: गैस की किस्म, nozzle या सेटिंग बदलने की मंज़ूरी मैन्युफैक्चरर और योग्य gas engineer/installer दें। इन्हें साइट पर खुद न बदलें।

जापानी मैन्युफैक्चरर से पूछने के सवाल

ये सवाल शुरू में ही भेजें, अपने गैस सप्लायर की analysis sheet के साथ। लिखित जवाब स्थानीय permit में भी काम आते हैं।

• यह मॉडल किस gas group या किन गैसों के लिए बना और adjust किया गया है? क्या दूसरी गैसों के लिए factory option मिलता है?
• क्या बर्नर को हमारी गैस पर परखा गया है (composition साथ में)? मेल की पुष्टि किस आधार पर होती है: वॉबी इंडेक्स, MCP या test firing?
• उपकरण को कितनी inlet pressure रेंज चाहिए, और किस flow पर?
• rated गैस खपत (kW) gross या net heating value पर है, और किस reference condition पर?
• अगर conversion चाहिए तो कौन-से पार्ट बदलते हैं (nozzles, orifices, gas valve, controls), और बदलाव व combustion की दोबारा adjustment करने का अधिकार किसे है?
• बर्नर के पास कौन-से certifications या test reports हैं, और क्या कोई हमारे देश में मान्य है?
• क्या हमारी गैस पर चलाने पर warranty बनी रहती है?

ईमेल का नमूना (अंग्रेज़ी में)

इसे अपने प्रोजेक्ट के हिसाब से बदलें। जापानी sales या engineering टीम के लिए छोटे, नंबर वाले सवाल अनुवाद करना और जवाब देना आसान होते हैं।

Template: Gas Compatibility Inquiry

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 [country]. The nameplate and catalog list the gas type as 13A. Our site is supplied with [pipeline natural gas / PNG from a CGD network / regasified LNG]. The supplier's analysis sheet is attached. Gross heating value: [value] [MJ/m³ or Btu/scf] 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. Best regards, [Your name] [Company]

इस गाइड की सीमाएँ

• 13A के आँकड़े एक utility की छपी supply terms से हैं। वॉबी और MCP की सीमाएँ हर gas group के लिए तय हैं, लेकिन हर utility की heating value और प्रेशर अलग हो सकते हैं।
• Conversion में ideal-gas approximation लिया गया है। contract और custody-transfer वैल्यू ISO 6976 या सप्लायर के अपने तरीके से निकलती हैं।
• EN 437 की रेंज secondary sources से ली गई हैं। EN 437 की national gas categories और भारत/अमेरिका की उपकरण listing के नियम यहाँ विस्तार से नहीं हैं।
• वॉबी रेंज का ओवरलैप सिर्फ़ पहली छँटनी है। किसी बर्नर को दूसरी गैस के लिए मंज़ूर करना मैन्युफैक्चरर का फ़ैसला है, और installation स्थानीय नियमों के अनुसार होनी चाहिए।
• यहाँ दिए सप्लाई प्रेशर घरेलू स्तर की सप्लाई के हैं। जापान के industrial बर्नर अक्सर utility से तय हुए दूसरे प्रेशर पर चलते हैं।
• भारत के लिए: LPG की specification का BIS standard IS 4576:1999 (ISO 9162 पर आधारित) है। 13A जैसे जापानी gas group का IS में सीधा बराबर हमें नहीं मिला, इसलिए सप्लायर और मैन्युफैक्चरर से पूछें।
• गैस पाइपिंग, प्रेशर वाले उपकरण और सिलेंडर के काम में प्लांट के safety officer और अधिकृत सप्लायर की प्रक्रिया मानें। Factories Act 1948 और OSH Code 2020 के प्रावधान राज्य और समय के हिसाब से लागू होने की स्थिति में अलग हो सकते हैं, इसलिए अपने HR/safety विभाग से पूछ लें।

FAQ

13A गैस क्या है?

13A जापान की सिटी गैस का एक gas group है, जो प्राकृतिक गैस पर आधारित सप्लाई के लिए है और Tokyo Gas जैसी बड़ी utilities इस्तेमाल करती हैं। यह वॉबी इंडेक्स 52.7–57.8 MJ/m³ (gross, 0°C और 101.325 kPa) और बर्निंग वेलोसिटी इंडेक्स (MCP) 35–47 से तय होता है, किसी तय composition से नहीं।

क्या 13A और प्राकृतिक गैस एक ही चीज़ है?

13A प्राकृतिक गैस पर आधारित है, लेकिन यह एक specification रेंज है, गैस खुद नहीं। आपकी स्थानीय प्राकृतिक गैस इस रेंज में आती है या नहीं, यह तब पता चलता है जब आप उसका वॉबी इंडेक्स जापानी basis पर लाकर बर्निंग वेलोसिटी और प्रेशर भी जाँच लें।

वॉबी इंडेक्स कैसे निकालते हैं?

प्रति यूनिट volume gross heating value को हवा के मुकाबले गैस की specific gravity के वर्गमूल से भाग दें। उदाहरण: 45 MJ/m³ ÷ √0.64 = 56.25 MJ/m³। heating value और specific gravity को एक ही reference condition पर रखें।

क्या LNG और सिटी गैस एक ही हैं?

नहीं। LNG तरल रूप की प्राकृतिक गैस है, और सिटी गैस पाइपलाइन से पहुँचाई जाने वाली गैस का नाम है। जापान में utilities LNG को वेपोराइज़ करती हैं, उसकी heating value adjust करती हैं और गंध (odorant) मिलाकर सिटी गैस बनाती हैं।

अगर वॉबी इंडेक्स मेल खाता है, तो क्या ईंधन बदल सकते हैं?

सिर्फ़ वॉबी इंडेक्स के भरोसे नहीं। सुरक्षित combustion के लिए बर्निंग वेलोसिटी, सप्लाई प्रेशर, गैस की किस्म और उपकरण की अपनी specification, सब मायने रखते हैं। ईंधन बदलने की पुष्टि मैन्युफैक्चरर से करें और काम योग्य लोगों से कराएँ।

स्रोत

• 13A gas group की सीमाएँ (WI 52.7–57.8, MCP 35–47), वॉबी इंडेक्स का सूत्र, heating value basis और सप्लाई प्रेशर: Saibu Gas Kumamoto, general gas supply terms (जापानी)
• 13A की standard heating value, reference conditions, उदाहरण composition और सप्लाई प्रेशर: Tokyo Gas Network, सिटी गैस की किस्में, heating value, प्रेशर और composition (जापानी)
• Standard heating value का basis (gross, 0°C, 101.325 kPa): Tokyo Gas FAQ (जापानी)
• Gas group के नाम में नंबर और अक्षर का मतलब: Tokai Gas FAQ (जापानी)
• सिटी गैस और LP gas का फ़र्क: The Japan Gas Association (जापानी)
• LNG से सिटी गैस बनना: The Japan Gas Association (जापानी)
• LPG के स्रोत: Japan LP Gas Association (जापानी)
• LPG के गुण और अपने आप वेपोराइज़ होना: Japan LP Gas Association (जापानी)
• LPG के गुण और सप्लाई: LP Gas Safety Committee Q&A (जापानी)
• बर्नर inlet पर LP gas का प्रेशर (घरेलू इस्तेमाल के लिए 2.0–3.3 kPa): Saitama Prefecture, LP gas technical standards का फ़ॉर्म (जापानी)
• LNG satellite supply: Daigas G&P Solution (जापानी); Daigas Energy (जापानी)
• EN 437 gas families की वॉबी रेंज और reference conditions: Certifico, gas classification और वॉबी इंडेक्स (इतालवी)
• Group H की रेंज (EN 437 की table की प्रति): National Aviation University, Ukraine (classification table वाला दस्तावेज़)
• G20, G30, G31 का वॉबी इंडेक्स और heating value (15°C पर): Kiwa, Useful Gas Information Leaflet
• EN 26 में net calorific value पर heat input: GlobalSpec, NEN-EN 26 summary
• अमेरिका में औसत heat content और प्रेशर base: US Energy Information Administration, FAQ
• भारत में SCM conversion basis और NCV/GCV अनुपात: Bharat Petroleum, natural gas conversions
• भारत में LPG की specification: IS 4576:1999, Liquefied Petroleum Gases: Specification (BIS)
• Condensing boiler में latent heat recovery और corrosion: Ministry of the Environment, Japan, SHIFT (जापानी)
• ईंधन और combustion उपकरण के हिसाब से air ratio: Ministry of the Environment, Japan (जापानी)