Messlexikon

Basiswissen auf den Punkt gebracht

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Dräger MSI GmbH

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A

Abgasmessung/Abgasverlustmessung

Bei der Abgasmessung bzw. der Abgasverlustmessung erfolgt eine optimale Einstellung der Öl-, Gas- und/oder Festbrennstoffanlage. Ziel ist es so wenig Energieverlust wie möglich zu erreichen. Als Abgasverlust wird die ungenutzte Energie bezeichnet, die durch die Abgasanlage entweicht. Um den Energieverlust so gering wie möglich zu halten, gibt es z.B. gesetzliche Grundlagen wie die 1. BImSchV. Mit dieser Verordnung soll ein wesentlicher Beitrag zur Reduzierung der Emissionen aus Kleinfeuerungsanlagen erreicht werden.

Abgasverlustgrenzwerte

Bei Öl- und Gas-Feuerungsanlagen dürfen die Abgasverluste folgende Prozentsätze nicht überschreiten (§ 10 der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen vom 26.01.2010 – 1. BImSchV):

Nennwärmeleistung des
Heizgerätes in Kilowatt

Grenzwert des
Abgasverlustes


über 4 bis 25

über 25 bis 50

über 50

11%

10%

9%

Abgastemperatur

Geringe Abgastemperaturen verschlechtern den Schornsteinzug und können, sofern sie unter Taupunkttemperatur liegen, zu Kondensation des Wasserdampfes im Abgas führen. Dies kann zur Schornsteinversottung oder Korrosion der Abgasanlage führen. Hohe Abgastemperaturen können auf einen schlechten Wärmeübergang an den Wärmeüberträgern hindeuten. Dies kann durch Rußablagerung entstehen. Die Abgastemperatur wird im Kern des Abgasstromes (Kernstrom) gemessen, da dort die Temperatur am höchsten ist.

B

Brennstoffe

Ein Brennstoff ist ein chemischer Stoff, dessen gespeicherte Energie sich durch Verbrennung in nutzbare Energie umwandeln lässt.

Brennstoffe kommen in festem, flüssigem und gasförmigem Zustand zum Einsatz.

Festbrennstoffe sind z.B. Steinkohle, Braunkohle, Brenntorf, Stroh und ähnliche pflanzliche Stoffe. Sie dienen in erster Linie der Erzeugung von elektrischem Strom in Dampfkraftwerken, werden aber immer mehr auch in kleinen und mittleren Feuerungsanlagen eingesetzt. Der Nachteil fester Brennstoffe ist die Entstehung von Asche, Staub und Ruß, die in hohem Maße auftreten.
Festbrennstoffe bestehen aus Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H2), Sauerstoff (O2) und in geringer Menge aus Schwefel (S) und Wasser (H2O).

Flüssigbrennstoffe sind Erdölderivate (Benzin, Diesel, Heizöl) und Biokraftstoffe. Durch Weiterverarbeitung entstehen extraleichte (EL), leichte (L), mittel- (M) und schwerflüssige (S) Heizöle. Heizöl (EL) wird vor allem im Kleinfeuerungsbereich eingesetzt.

Gasförmige Brennstoffe sind ein Gemisch aus brennbaren und unbrennbaren Gasen, z.B. Erdgas und Biogas. Sie werden hauptsächlich zur Gebäudebeheizung und zur Stromerzeugung genutzt. Für Heizzwecke wird heute vornehmlich Erdgas verwendet (Hauptbestandteil Methan CH4).

Belastungsprüfung (früher Vorprüfung 1 bar)

Gemäß TRGI 2008 wird die Belastungsprüfung bei neu verlegten oder geänderten Leitungsanlagen (ohne Armaturen, Gas-Druckregelgeräte, Gaszähler sowie Gasgeräte und zugehörige Regel- und Sicherheitseinrichtungen) durchgeführt, bevor die Leitungen oder Leitungsabschnitte verputzt oder verkleidet und ihre Verbindungen beschichtet oder umhüllt sind. Die Prüfungen können an den Leitungsanlagen in ihrer Gesamtheit oder abschnittsweise durchgeführt werden.
Die Belastungsprüfung wird mit 1 bar Luft/inertes Gas durchgeführt. Die Prüfzeit beträgt 10 Minuten. Ein Druckabfall ist nicht zulässig.

C

CO-Messung

An Gasfeuerstätten ist die CO-Messung Bestandteil der Kehr- und Überprüfungsordnung (KÜO). Sie wird durchgeführt, um die Verbrennungsqualität und die Sicherheit der Gasfeuerstätte zu beurteilen. CO entsteht bei einer unvollkommenen Verbrennung. Der CO-Gehalt wird in ppm angegeben. Gemäß der 1. BImSchV und der Bundes-KÜO wird die CO-Messung an Ölfeuerstätten durchgeführt. Die Maßeinheiten sind je nach gesetzlicher Grundlage mg/kWh oder ppm. Laut 1. BImSchV liegt der Grenzwert bei 1.300 mg/kWh (ca. 1.040 ppm). Die CO-Messung wird durchgeführt, um die Verbrennungsqualität besser beurteilen zu können.

D

Dichtheitsprüfung

Bei Öl- und Gas-Feuerungsanlagen dürfen die Abgasverluste folgende Prozentsätze nicht überschreiten (§ 10 der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen vom 26.01.2010 – 1. BImSchV):

Leitungsvolumen

Anpassungszeit

Mind. Prüfdauer


< 100 Liter

< 200 Liter

≥ 200 Liter

10 min

30 min

60 min

10 min

20 min

30 min

G

Gebrauchsfähigkeitsprüfung

Die Gebrauchsfähigkeitsprüfung ist Teil der Leckmengenmessung. Gemäß TRGI 2008 sind in Betrieb befindliche Leitungsanlagen mit Betriebsdrücken bis 100 mbar nach dem Grad der Gebrauchsfähigkeit zu behandeln. Die Gasleckmenge ist mit einem Leckmengenmessgerät (vorzugsweise zertifiziert nach DVGW-Prüfgrundlage G 5952), festzustellen. Leckmengenmessung in 15-20 Minuten! Ohne Demontage, ohne Volumenbestimmung und ohne Druckerhöhung mit der Dräger P7-Familie.

Gebrauchsfähigkeitskriterien (in Betrieb befindliche Anlagen):
Die Gebrauchsfähigkeitsprüfung und der Gas-Check müssen alle 12 Jahre durchgeführt werden. Der Betreiber ist dafür verantwortlich (NDAV§13).

 

Unbeschränkte Gebrauchsfähigkeit

Verminderte Gebrauchsfähigkeit

Keine Gebrauchsfähigkeit


Verlust in der Leitung:
1 Liter/h, kein weiterer Mangel.
Anlage kann weiter betrieben werden.

Verlust in der Leitung:
gleich oder größer 1 und kleiner 5 Liter/h.
Innerhalb von 4 Wochen instand setzen lassen.

Verlust in der Gasleitung:
gleich oder größer 5 Liter/h.
Sofort außer Betrieb nehmen!

K

Kernstrom

Im Kern des Abgasstromes ist die Abgastemperatur am höchsten und der Sauerstoffgehalt (O2) am geringsten.


Kohlendioxid (CO2)

Kohlendioxid ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff. Es ist ein unbrennbares, saures, farb- und geruchloses Gas, das sich gut in Wasser auflöst (umgangssprachlich im Zusammenhang mit kohlendioxidhaltigen Getränken „Kohlensäure“). Die Pflanzenwelt wandelt Kohlendioxid (CO2) zu Sauerstoff (O2) um. Durch Atmung von Mensch und Tier wird der Sauerstoff wiederum zu Kohlendioxid umgewandelt. Dieses Gleichgewicht wird durch Verbrennungsabgase in ein Ungleichgewicht gebracht, da ein Treibhauseffekt unterstützt wird.

Kohlenstoffmonoxid (CO)

Kohlenstoffmonoxid ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff mit der Summenformel CO. Kohlenstoffmonoxid ist ein farb-, geruch- und geschmackloses giftiges Gas. Bei einer zu hohen Konzentration verhindert es die Sauerstoffaufnahme des Blutes und kann zum Tod führen. Der Arbeitsplatzgrenzwert liegt bei 30 ppm. Es entsteht unter anderem bei der unvollständigen Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Stoffen.

L

Luftverhältniszahl Lambda

Der für die Verbrennung notwendige Sauerstoff wird der Heizungsanlage über die Verbrennungsluft zugeführt. Um eine optimale Verbrennung zu erreichen, muss das Gemisch von Brennstoff und Luft richtig sein. So sollte mehr als die theoretisch erforderliche Luftmenge der Verbrennung zugeführt werden. Das Verhältnis zwischen der überschüssigen Verbrennungsluft und dem theoretischen Luftbedarf wird der Luftzahl oder Luftverhältniszahl Lambda genannt.

M

Mittelwertmessung

Die 1. BImSchV forder die QA-Mittelwertmessung (Mittelung der Abgasverluste), um eine höhere Messgenauigkeit zu erzielen. Dabei werden die Messwerte über einen Zeitraum von 30 Sekunden kontinuierlich gemessen und gemittelt. Wie hoch die Abgasverlustgrenzwerte sind, ist abhängig von der Nennwärmeleistung der Öl- oder Gasfeuerstätte.

Messeinheiten

ppm (parts per million):

ppm bedeutet „Teil von einer Million Teilen“ und stellt ein Verhältnis dar. Diese Einheit ist unabhängig von Druck und Temperatur und wird bei geringen Konzentrationen verwendet.

Beispiel: Bei größeren Konzentrationen wird die Angabe in Prozent (%) angegeben.

Umrechnung:

10 000 ppm = 1%

1 000 ppm = 0,1%

100 ppm = 0,01%

10 ppm = 0,001%

1 ppm = 0,0001%

Mg/Nm3

Hier wird das Normvolumen (Normkubikmeter, Nm3) als Bezugsgröße angegeben, die Masse des Gases wird in Milligramm (mg) angegeben.

Mg/kWh

mg/kWh bedeutet „Milligramm je eingesetzte Kilowattstunde Energie“. Zur Ermittlung der Gaskonzentration in der energiebezogenen Einheit mg/kWh werden Berechnungen mit brennstoffspezifischen Daten durchgeführt. So ergeben sich je Brennstoff unterschiedliche Umrechnungsfaktoren.

N

Nennwärmeleistung

Nennwärmeleistung beschreibt die maximale Leistung und bezeichnet die von einem Heizgerät abgegebene und im jeweils vorhandenen Heizsystem wirklich nutzbare maximale Wäremleistung.

R

Ruß

Ruß ist schwarzer, pulverförmiger Feststoff und besteht fast ausschließlich aus reinem Kohlenstoff (C) und entsteht bei unvollständiger Verbrennung.

Rußzahl

Um die Rußzahl zu bestimmen, wird eine bestimmte Abgasmenge durch ein Filterpapier angesaugt. Der dadurch entstehende Schwärzungsgrad wird mit einer Skala verschieden nummerierter Grautöne verglichen. Die ermittelte Rußzahl liegt zwischen 0 und 9 (nach Bacharach).

Ringspaltmessung

Bei der Ringspaltmessung wird geprüft, ob Abgase in die Verbrennungsluft gelangen bzw. ob das Abgassystem dicht ist. Dabei werden bei raumluftunabhängigen Gasfeuerstätten die O2-Konzentrationen (Sauerstoff) im Ringspalt gemessen. Die durch den Ringspalt angesaugte Verbrennungsluft muss frei von Abgasbestandteilen sein. Abgase in der Verbrennungsluft lassen die CO-Konzentration stark ansteigen.

S

Staub

Unter Staub versteht man kleinste, in der Luft verteilte Feststoffe, die in beliebiger Form und  Dichte vorhanden sein können. Er entsteht durch Asche- und Mineralbestandteile von festen Brennstoffen.

Stickstoff (N2)

Stickstoff ist ein Gas und zu 79% in unserer Atemluft vorhanden. Es ist somit das Hauptelement. Sauerstoff nimmt nur 21% unserer Atemluft ein. Stickstoff ist farb-, geruch- und geschmackslos und nimmt nicht an der Verbrennung teil.

Sauerstoff

Sauerstoff ist ein chemisches Element mit dem Elementensymbol O und der Ordnungszahl 8. Der in der Luft gelöste Sauerstoff (O2) verbindet sich mit dem Brennstoff vorhandenen Wasserstoff (H2) teilweise zu Wasser (H2O). Je nach Abgastemperatur ist dieses Wasser als Rauchgasfeuchte oder als Abgaskondensat vorhanden. Der restliche gasförmige Sauerstoffanteil ist ein Maß für den Wirkungsgrad der Verbrennung und wird zur Bestimmung des Abgasverlustes und des Kohlendioxidgehaltes (CO2) herangezogen.

Stickoxide (NOx)

Stickoxid ist eine Sammelbezeichnung für die gasförmigen Oxide des Stickstoffs. Sie werden auch mit NOx abgekürzt. Bei der Verbrennung verbindet sich der Brennstoff und der in der Umgebungsluft vorkommende Stickstoff (N2) mit dem Luftsauerstoff (O2) zu Stickoxid (NO). Es ist ein farbloses Gas und oxidiert in Verbindung mit Sauerstoff (O2) nach einer gewissen Zeit zu Stickstoffdioxid (NO2). Stickstoffdioxid ist ein wasserlösliches Lungengift und kann beim Einatmen zu schweren Lungenschäden führen.

Schwefeldioxid (SO2)

Schwefeldioxid ist ein farbloses, schleimhautreizendes, stechend riechendes und sauer schmeckendes, giftiges Gas. Es ist wasserlöslich und bildet im Wasser in sehr geringem Maße schweflige Säure. Es entsteht u.a. bei der Verbrennung von schwefelhaltigen fossilen Brennstoffen wie Kohle oder Erdölprodukten und trägt zur Luftverschmutzung bei (z.B. saurer Regen).

V

Verbrennungslufttemperatur

Die Verbrennungslufttemperatur wird an der Ansaugöffnung des Brenners gemessen. Bei raumluftunabhängigen Feuerungsanlagen muss an geeigneter Stelle im Zuführrohr die Temperatur gemessen werden.

W

Wirkungsgrad

Je besser der Wirkungsgrad, desto geringer der Abgasverlust. Ein optimaler Wirkungsgrad kann durch eine Vorwärmung der Verbrennungsluft und des Brennstoffes erreicht werden. Der Wirkungsgrad ist Maß für die Effizienz von Energieumwandlung und Energieübertragung und beschreibt das Verhältnis der Nutzleistung zur abgeführten Leistung oder das Verhältnis der in einer bestimmten Zeit erhaltenen Nutzenenergie zu in der gleichen Zeit zugeführten Energie.