DIN 51853-2011 Testing of fuel gases - Sampling《可燃气体检测 取样》.pdf

1、Dezember 2011DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINNormenausschuss Bergbau (FABERG) im DINNormenausschuss Gastechnik (NAGas) im DINPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut

2、fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 75.160.30!$iB“1708831www.din.deDDIN 51853Prfung von Brenngasen ProbenahmeTesting of fuel gases SamplingEssais des gazes combustibles chantillonnageAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinMit DIN EN ISO 10715:2000-09Ersatz frDIN 51853:1995

3、-11www.beuth.deGesamtumfang 20 SeitenDIN 51853:2011-12 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen. 4 3 Begriffe 5 4 Allgemeines. 6 4.1 Auswahl des Probenahmeverfahrens. 6 4.2 Probenahmeeinrichtungen 7 4.2.1 Werkstoffe von Probenahmeeinrichtungen . 7 4.2.2 Probenahmesonde

4、 8 4.2.3 Probenahmeventil. 8 4.2.4 Filter und Kondensatabscheider. 9 4.2.5 Druckregelgert 10 4.2.6 Druckmessgert 10 4.2.7 Sicherheitsabblaseventil 10 4.2.8 Probenahmeleitung 10 4.2.9 Durchflussregler/Entspannungsventil und Durchflussmessgert 10 4.2.10 Probenbehlter 10 4.2.11 Pumpe 11 4.2.12 Gaszhler

5、. 11 4.2.13 Barometer 11 4.3 Probenahmebedingung fr verschiedene Druckbereiche . 11 4.3.1 Allgemeines. 11 4.3.2 Probenahmebedingungen in der Druckstufe bis 0,1 bar (berdruck) 12 4.3.3 Probenahmebedingungen in der Druckstufe 0,1 bar bis 4 bar (berdruck) . 12 4.3.4 Probenahmebedingungen in der Druckst

6、ufe 4 bar bis 100 bar (berdruck). 12 5 Durchfhrung 13 5.1 Direkte Probenahme. 13 5.1.1 Kontinuierliche Probenahme. 13 5.1.2 Diskontinuierliche Probenahme 14 5.2 Indirekte Probenahme 16 5.2.1 Probenahme von Einzelproben.16 5.2.2 Probenahme von Sammelproben 18 6 Kennzeichnung . 20 2 DIN 51853:2011-12

7、Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 062-05-73 AA Gasanalyse und Gasbeschaffenheit“ des Normenausschusses Materialprfung (NMP) in Zusammenarbeit mit dem Fachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des NMP und den Normenausschssen Bergbau (FABERG) und Gastechnik (NAGas) im DI

8、N ausgearbeitet. Dieses Dokument enthlt die sachliche nderung von dem nderungs-Entwurf 1:2009-01 zu DIN 51853:1995-11, welcher die Streichung von Erdgas aus dem Anwendungsbereich dieser Norm zum Inhalt hatte. Diese nderung ist notwendig geworden, da ISO 10715 als DIN EN ISO 10715 Erdgas Probenahmeri

9、cht-linien“ in das Deutsche Normenwerk bernommen worden ist und sich die Anwendungsbereiche von DIN 51853:1995-11 und DIN EN ISO 10715:2000-09 berschneiden. Mit Verffentlichung der genderten DIN 51853 ist diese berschneidung nicht mehr gegeben. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Tex

10、te dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 51853:1995-11 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Erdgas wurde aus dem Anwendungsbereich gestrichen; b) Normative Verwei

11、sungen aktualisiert. Frhere Ausgaben DIN 51853: 1960-02, 1979-01, 1995-11 3 DIN 51853:2011-12 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr die Probenahme von Brenngasen nach DIN 1340, ausgenommen Erdgas, fr das die Probenahmerichtlinien in DIN EN ISO 10715 festgelegt sind und Flssiggase nach DIN 51622, de

12、ren Probenahme in DIN 51610 festgelegt ist. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen

13、 Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 477-1, Gasflaschenventile fr Flaschenprfdrcke bis einschlielich 300 bar Teil 1: Ventileingangs- und Ventilausgangsanschlsse DIN 1340, Gasfrmige Brennstoffe und sonstige Gase Arten, Bestandteile, Verwendung DIN 3230-5, Technische Lieferbedingungen fr Ar

14、maturen Armaturen fr Gasleitungen und Gasanlagen Anforderungen und Prfung DIN 3537-1, Gasabsperrarmaturen bis 5 bar fr die Gas-Hausinstallation Anforderungen und Prfungen DIN 12473-1, Laborgerte aus Glas Gasproberohre mit Einweg-Kegelhhnen DIN 12918-2, Laboreinrichtungen Laborarmaturen Teil 2: Entna

15、hmestellen fr Brenngase DIN 51610, Prfung von Flssiggasen Probenahme DIN 51622, Flssiggase Propan, Propen, Butan, Buten und deren Gemische Anforderungen DIN 51851, Prfung von gasfrmigen Brennstoffen und sonstigen Gasen Berechnung des reduzierten Gasvolumens DIN EN 14382, Sicherheitseinrichtungen fr

16、Gas-Druckregelanlagen und -einrichtungen Gas-Sicherheits-absperreinrichtungen fr Eingangsdrcke bis 100 bar DIN EN ISO 11117, Gasflaschen Ventilschutzkappen und Ventilschutzkrbe Auslegung, Bau und Prfungen DVGW G 459-21), Gas-Druckregelung mit Eingangsdrcken bis 5 bar in Anschlussleitungen DVGW G 491

17、1), Gas-Druckregelanlagen fr Eingangsdrcke bis einschlielich 100 bar Planung, Fertigung, Errichtung, Prfung, Inbetriebnahme und Betrieb TRG 802, Umsetzung von EG-Einzelrichtlinien Nahtlose Gasflaschen aus unlegiertem Aluminium und Aluminiumlegierungen2)VDI 2066 Blatt 13 ), Messen von Partikeln Staub

18、messungen in strmenden Gasen Gravimetrische Bestimmung der Staubbeladung VDI 3490 Blatt 33), Messen von Gasen Prfgase Anforderungen und Manahmen fr den Transfer BetrSichV2), Verordnung ber Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Bereitstellung von Arbeitsmitteln und deren Benutzung bei der Arbeit,

19、ber Sicherheit beim Betrieb berwachungsbedrftiger Anlagen und ber die Organisation des betrieblichen Arbeitsschutzes (Betriebssicherheitsverordnung BetrSichV) in der jeweils gltigen Fassung 1) Zu beziehen bei: Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, Postfach 14 01 51, 53056 Bonn 2)

20、Nachgewiesen in der DITR Datenbank der DIN Software GmbH, zu beziehen bei: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin (Hausanschrift: Burggrafenstr. 6, 10787 Berlin) 3) Zu beziehen bei: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin (Hausanschrift: Burggrafenstrae 6, 10787 Berlin) 4 DIN 51853:2011-12 GasHDrLtgV2), Verordnung

21、 ber Gashochdruckleitungen (Gashochdruckleitungsverordnung) in der jeweils gltigen Fassung GGVSEB2), Verordnung ber die innerstaatliche und grenzberschreitende Befrderung gefhrlicher Gter auf der Strae, mit Eisenbahn und auf Binnengewssern (Gefahrgutverordnung Strae, Eisenbahn und Binnenschifffahrt

22、GGVSEB) in der jeweils gltigen Fassung BGV A 14), BG-Vorschrift Unfallverhtungsvorschrift Grundstze der Prvention 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 direkte Probenahme Probenahme, bei der ein Teilstrom aus dem zu analysierenden Gas entnommen und durch die

23、 Probenahmeleitung unmittelbar der Untersuchung zugefhrt wird 3.1.1 kontinuierliche Probenahme Probenahme, bei der der Gasteilstrom kontinuierlich dem fortlaufend oder in regelmigen Zeitintervallen anzeigenden Messgert zugefhrt wird 3.1.2 diskontinuierliche Probenahme Probenahme, bei der der Gasteil

24、strom fr eine begrenzte Zeitspanne einer Analyseneinrichtung zugefhrt wird ANMERKUNG Dabei wird es sich im Regelfall um Einzelmessungen mit einem diskontinuierlich arbeitenden Analysenverfahren beispielsweise zur Bestimmung von Gasbegleitstoffen im Spurenbereich handeln, das eine Anreicherung der Sp

25、urenbestandteile durch Sorptionsmittel erfordert. 3.2 indirekte Probenahme Probenahme, bei der eine Probe des zu analysierenden Gases in einen Probenbehlter berfhrt wird, der dann in der Regel zur Untersuchung ins Labor transportiert wird 3.2.1 Probenahme von Einzelproben Kurzzeitprobe Fllen von Pro

26、benbehlter in kurzer Zeit 3.2.2 Probenahme von Sammelproben Durchschnittsprobe Langzeitprobe Fllen der Probenbehlter ber eine lngere Zeitspanne ANMERKUNG Je nach Steuerung der Entnahme von Einzelproben entspricht die Sammelprobe in ihrer Zusammensetzung dem zeitlich oder mengenmig gewichteten Durchs

27、chnitt des an der Probenahmestelle vorbeistrmenden Gases. 4) Zu beziehen bei: Carl Heymanns Verlag KG, Luxemburger Strae 449, 50939 Kln 5 DIN 51853:2011-12 4 Allgemeines 4.1 Auswahl des Probenahmeverfahrens Bei der Auswahl eines Verfahrens zur Entnahme einer reprsentativen Gasprobe sind folgende Par

28、ameter zu bercksichtigen: Analysenverfahren Bei kontinuierlich oder sequentiell arbeitenden Analysenverfahren ist eine direkte kontinuierliche Probenahme erforderlich. Bei diskontinuierlich arbeitenden Verfahren kann die Probenahme direkt diskontinuierlich oder indirekt ber Probenbehlter erfolgen. H

29、ierbei ist je nach Aufgabenstellung noch zwischen der Entnahme von Einzelproben zur Ermittlung des momentanen Analysenwertes oder von Sammelproben zur Ermittlung eines Durchschnittswertes zu unterscheiden. Das Probenvolumen oder der Volumendurchfluss sowie erforderliche Anreicherungsverfahren werden

30、 in der Regel durch das Analysenverfahren vorgegeben. Zustandsbedingungen Bei der Probenahme sind Druck und Temperatur des Gases hinsichtlich Art und Auslegung der Probenahmeeinrichtungen und eventuell erforderlicher Sicherheitsmanahmen zu beachten. Durch Druckerhhung und/oder Temperaturerniedrigung

31、 (z. B. bei der Entspannung) knnen Kondensationen auftreten, die die Zusammensetzung und Eigenschaften der Gasprobe verndern. Insbesondere bei Erdgasen ist auch mit einer mglichen retrograden Kondensation bei der isothermen Entspannung zu rechnen. Um dies zu verhindern, muss das Gas vor der Entspann

32、ung erwrmt werden. Flssigkeiten, die z. B. als Nebeltrpfchen im Gasstrom enthalten sind, und Staub mssen sofern sie nicht miterfasst werden sollen durch Kondensatabscheider und/ oder Filter abgetrennt werden. Sollen diese Bestandteile bestimmt werden, ist eine isokinetische Probenahme (siehe VDI 206

33、6 Blatt 1) erforderlich. Ort Um eine reprsentative Probe zu erhalten, muss das Gas an der Probenahmestelle eine homogene Zusammensetzung besitzen. Bei der Mischung von Gasstrmen oder der Zudosierung verdampfender Flssigkeiten sind fr die Homogenisierung ausreichende Abstnde bis zur Probenahmestelle

34、einzuhalten (mindestens 10facher Durchmesser der Rohrleitung), wobei die Probenahmesonde in den homogenen Strmungskernbereich (mittleres Drittel der Rohrleitung) einzufhren ist. Zeit Die Zeitspanne, in der eine Einzel- oder Sammelprobe gezogen wurde, ist bei Gasen, deren Zusammensetzung und Eigensch

35、aften sich zeitlich ndern, eine wichtige Kenngre. Bei direkter (kontinuierlicher) Probenahme ist das Zeitintervall (Totzeit) zwischen dem Eintritt eines Volumeninkrementes in die Probenahmeeinrichtung und der Anzeige des zugehrigen Messwertes, das durch die Verweilzeit im Probenahmesystem (Leitungen

36、, Filter, Armaturen usw.) und die Analysendauer des Messgertes bedingt ist, zu beachten. 6 DIN 51853:2011-12 Tabelle 1 Werkstoffauswahl fr Probenahmeeinrichtungen Gasbegleitstoffe Werkstoff H2/He O2CO CO2COS H2O/CH3OH H2S RSH/THT CnHmHg Stahl a a b a b b b b a b Nichtrostender Stahl a a a a b a b b

37、a b Kupfer- und Kupferlegierungen a a a a a b c c b c Aluminium a a a a a b a a a c Glas a a a a a a a a a a Polyamid a b a a a c b a b c PTFE b b a a a c a a b c Fluorelastomer b b a a a c a a a c a geeignet b mit Einschrnkungen geeignet c nicht zu empfehlen RSH Mercaptane THT Tetrahydrothiophen Cn

38、HmKohlenwasserstoffe 4.2 Probenahmeeinrichtungen 4.2.1 Werkstoffe von Probenahmeeinrichtungen Bei der Auswahl von Werkstoffen fr Probenahmeeinrichtungen sind in Abhngigkeit von Druck, Temperatur, Gaszusammensetzung und Art der zu bestimmenden Eigenschaft oder Gaskomponenten folgende Werkstoffeigensc

39、haften zu bercksichtigen. Festigkeit, Temperaturbestndigkeit, Undurchlssigkeit, Bestndigkeit gegenber Gasbegleitstoffen, Sorptionsverhalten, Oberflchenbeschaffenheit. Allgemein ist daraus die bevorzugte Verwendung von nichtrostendem Stahl fr alle Druckstufen und von Glas im Niederdruckbereich ( 0,1

40、bar berdruck) abzuleiten. Daneben drfen jedoch in Abhngigkeit von den genannten Parametern andere Werkstoffe eingesetzt werden, wobei Tabelle 1 als Leitfaden benutzt werden kann (siehe auch VDI 3490 Blatt 3). Thermoplaste und Elastomere (insbesondere Naturgummi) sind, wenn es um Spurenbestimmungen d

41、er in Tabelle 1 aufgefhrten Gasbegleitstoffe geht, aufgrund ihrer Permeabilitt (auch von Bestandteilen der Luft in das Gas hinein) nicht geeignet. 7 DIN 51853:2011-12 4.2.2 Probenahmesonde Die Probenahmesonde (2) (siehe Bild 1) dient zur unmittelbaren Entnahme der Probe aus dem Gasstrom. Sie muss, i

42、nsbesondere wenn mit Streinflssen durch einen randgngigen Flssigkeitsfilm zu rechnen ist, in den homogenen Strmungskernbereich (mittleres Drittel der Rohrleitung) hineinragen. Die Eintauchtiefe ist mittels Skala zu kontrollieren. Um andererseits die Molchbarkeit der Leitung nicht zu beeintrchtigen,

43、muss die Probenahmesonde bei Leitungsdruck mit geringem Arbeitsaufwand zurckziehbar sein. Die Probenahme-sonde sollte daher durch einen Kugelhahn (3) eingefhrt werden. Bei Druckleitungen muss die Probenahmesonde am unteren Ende eine Verdickung aufweisen, damit sie beim Zurckziehen nicht aus dem Rohr

44、verbinder (4) herausrutschen kann (siehe Bild 1). Enthlt der Gasstrom Kondensat oder Staub, die zu bestimmen sind oder einen nicht zu vernachlssigenden Einfluss auf das Untersuchungsergebnis haben, so ist eine Probenahmesonde nach VDI 2066 Blatt 1 zur isokinetischen Probenahme zu verwenden. Wenn nac

45、hweislich nicht mit einer zweiten Phase (Kondensat oder Staub) in der zu beprobenden Rohrleitung zu rechnen ist, darf die Probe auch einfacher ber einen auf die Leitung geschweiten Stutzen entnommen werden. Legende 1 Gasleitung 2 Probenahmesonde mit verdicktem Ende 3 Kugelhahn zum Einfhren der Sonde

46、 4 Rohrverbinder 5 Probenahmeventil Bild 1 Anordnung der Probenahmesonde 4.2.3 Probenahmeventil Unmittelbar hinter der Probenahmesonde oder dem Probenahmestutzen ist ein schnell zu schlieendes Probenahmeventil (5) z. B. ein Kugelhahn vorzusehen (siehe Bild 1). 8 DIN 51853:2011-12 4.2.4 Filter und Ko

47、ndensatabscheider Enthalten die zu untersuchenden Gase Staub oder Kondensate, z. B. auch in Nebelform, so sind diese, wenn sie nicht analytisch erfasst werden sollen, vor der Druckreduzierung und dem Analysengert in Filtern und/oder Kondensatabscheidern (6) abzuscheiden (siehe Bild 2). Art und Ausle

48、gung dieser Abscheider hngen wesentlich von den jeweiligen Gegebenheiten ab. Whrend beispielsweise bei indirekter Entnahme von Einzelproben unter Umstnden ein einfaches Glaswollefilter zur Staub- und Kondensatabscheidung ausreicht, sind bei kontinuierlicher Probenahme aufwendigere Installationen erf

49、orderlich, die z. B. auch die Ausschleusung des abgeschiedenen Kondensats erlauben. a) Entspannungseinrichtung fr den Druckbereich 0,1 bar bis 4 bar b) Entspannungseinrichtung fr den Druckbereich 4 bar bis 100 bar Legende 6 Filter, gegebenenfalls mit Kondensatabscheider c Analysenanschluss 7 Ungeregelter Anschluss (wa