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1 J-M R. DS-BTP LA COMBUSTION DU GAZ 2005. 2 Grandeurs caractéristiques des gaz naturels Composition des gaz Grandeurs caractéristiques des gaz de pétrole.

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1 1 J-M R. DS-BTP LA COMBUSTION DU GAZ 2005

2 2 Grandeurs caractéristiques des gaz naturels Composition des gaz Grandeurs caractéristiques des gaz de pétrole P.C.I. et P.C.S. des gaz naturels P.C.I. et P.C.S. des gaz de pétrole Grandeurs caractéristiques des gaz Rendements de combustion sur P.C.S. Diagrammes de Biard Mesures et appareils de mesures Rendements de combustion sur P.C.I.

3 3 Composition des gaz Nature du gazCH 4 C2H4C2H4 C3H6C3H6 C3H8C3H8 C4H8C4H8 C4H8C4H8 C 4 H 10 C 5 H N2N2 CO 2 Gaz naturels Lacq97,3_2,1_0,2_O,1__0,3_ Algérie ( Le Havre) 87_9,4_2,6_0,1__0,4_ Algérie (Fos)91,2_6,5_1,1_0,6__1_ Algérie (Montoir) 87,1_8,8_2,5_0,2__0,8_ Mer du Nord88,6_4,6_1,1_0,80,1_3,91,4 Russie92,3_3,2_0,8_0,30,1_30,4 Groningue82,9_3,2_0,6_0,20,1_121 Gaz de pétrole et leur mélange avec lair Propane_0,523065,5_2____ Butane_3,2__6,121,868,60,3___ Air propané à 7,5 kWh/m 3 (n) _0,20,58,318,2-0,5-15,257,1_ Air Propané à 15,6 kWh/m 3 (n) _0,31,117,237,6--1,1-933,7_

4 4 Grandeurs de combustion des gaz naturels Nature du gaz VaVfhVfsVH 2 0mH 2 0VCO 2 C0 2 max m 3 / m 3 (n) kg / m 3 (n) m 3 / m 3 (n) % Gaz naturels Lacq9,910,78,72,031,631,311,8 Algérie (Le Havre) 10,711,89,62;161,741,1612,1 Algérie (Fos)10,111,29,12,081,671,0911,9 Algérie (Montoir) 10,611,79,62,151,732,512,1 Mer du Nord9,610,68,71,981,591,112 Russie9,610,78,721,60,811,9 Groningue8,79,77,91,81,440,611,8

5 5 Grandeurs de combustion des gaz de pétrole Nature du gaz VaVfhVfsVH 2 0mH 2 0VCO 2 C0 2 max m 3 / m 3 (n) kg / m 3 (n) m 3 / m 3 (n) % Gaz de pétrole et leur mélange avec lair Propane23,525,423,773,0365,514,1 Butane30,733,1_4,823,876,114,3 Air propané à 7,5 kWh/m 3 (n) 5,76,90,51,030,8218,214,1 Air propané à 15,6 kWh/m 3 (n) 12,914,41,12,141,7237,614,1 Air butané à 7,3 kWh/m 3 (n) 5,56,81,10,990,7937,614,3

6 6 P.C.I. et P.C.S. des gaz naturels Nature du gaz PCI PCS kWh/m 3 (n) kWh/kgkWh/m 3 (n) kWh/kg Gaz naturels Lacq10,213,811,315,3 Algérie (Le Havre) 11,213,612,415,1 Algérie (Fos)10;613,611,815 Algérie (Montoir) 11,113,512,315 Mer du Nord10,112,511,213,8 Russie10,113,111,214,4 Groningue9,11110,112,12

7 7 P.C.I. et P.C.S. des gaz de pétrole Nature du gaz PCI PCS kWh/m 3 (n) kWh/kgkWh/m 3 (n) kWh/kg Gaz de pétrole et leur mélange avec lair Propane25,412,827,513,9 Butane32,912,735,613,7 Air propané à 7,5 kWh/m 3 (n) 6,9_7,5_ Air propané à 15,6 kWh/m 3 (n) 14,4_15,6_ Air butané à 7,3 kWh/m 3 (n) 6,7_7,3_

8 8 Grandeurs caractéristiques des gaz 1/2 Nature du gaz mvdensitéLILS kg/m 3 _% Gaz naturels Lacq0,74 5,114 Algérie (Le Havre) 0,820,644,713,8 Algérie (Fos)0,780,604,913,9 Algérie (Montoir) 0,780,644,713,8 Mer du Nord0,810,625,213,9 Russie0,780,605,214,3 Groningue0,830,655,715,6

9 9 Grandeurs caractéristiques des gaz 2/2 Nature du gaz mvdensitéLILS kg/m 3 _% Gaz de pétrole et leur mélange avec lair Propane1,981,532,49,3 Butane2,621,88,8 Air propané à 7,5 kWh/m 3 (n) 1,471,148,733,8 Air propané à 15,6 kWh/m 3 (n) 1,681,304,216,5 Air butané à 7,3 kWh/m 3 (n) 1,551,2010,537,5

10 10 Mesures et appareils de mesures Lanalyse de combustion peut être faite en utilisant des analyseurs chimiques type « Brigon » qui ne donnent quun résultat ponctuel, ou en utilisant des analyseurs « électroniques » qui donnent un résultat ponctuel ou une mesure en continu. Dans les deux cas, le prélèvement seffectuera dans laxe du conduit à environ 1 diamètre de la buse de sortie fumée du générateur et toujours avant le coupe tirage.

11 11 Mesure de la teneur en CO 2 ou de la teneur en O 2 La mesure consiste à prélever un volume précis de fumée à laide dune poire et à le mélanger, après condensation et filtration, à la solution contenue dans lanalyseur. Selon lanalyseur utilisé, la solution absorbera le CO 2 ou lO 2, le volume de solution va augmenter et cest cette augmentation, lue sur une échelle graduée de 0 à 21 qui donnera directement le pourcentage de CO 2 ou dO 2 dans les fumées sèches. - Vérifier létat et létanchéité du système de prélèvement - Appuyer sur le clapet de lanalyseur pour faire descendre le liquide - Mettre le 0 de léchelle mobile face au niveau de liquide - Introduire le tube et actionner la poire pour chasser lair - Appuyer à fond lembout du tube sur le clapet de lanalyseur - Presser lentement la poire 18 fois - En maintenant la poire pressée, lever le doigt de lembout - Retourner lanalyseur 3 ou 4 fois pour mélanger fumée et solution - Poser lanalyseur verticalement et lire le % sur léchelle

12 12 Mesure de température On mesure la température des fumées à laide dun thermomètre gradué de 0 à 500 °C qui sera placé dans lorifice de prélèvement. La précision nétant pas très grande, attendre que la température se stabilise, la repérer puis laisser le thermomètre refroidir dans lair du local pour repérer la température de lair mesurée. Cest cet écart de températures quil faudra prendre en compte dans les calculs des rendements.

13 13 Mesure du tirage ou de la dépression foyer Mesure directe et continue dune dépression par introduction dans la cheminée ou dans le foyer de la sonde du déprimomètre. - Placer lappareil sur une surface plane et stable. - Effectuer la mise à zéro de laiguille. - Introduire lembout métallique dans lorifice prévu dans la cheminée ou dans le foyer. - Lire la dépression sur le cadran gradué. ( 1 mmCE = 0,1 mbar )

14 14 Mesure de la teneur en CO La mesure seffectue par lecture de longueur de coloration dune ampoule éprouvette graduée à usage unique placée dans une pompe à main permettant le prélèvement dun volume précis de fumée. - Déposer la poignée de la pompe - Casser les deux embouts dune ampoule - Introduire lampoule dans le manche creux de la pompe de façon à voir léchelle dans la fenêtre - Effectuer un prélèvement en actionnant la pompe 1fois - Lire le résultat sur léchelle N=1 - Si le résultat est faible, effectuer un nouveau prélèvement en actionnant la pompe 9 fois - Lire le résultat sur léchelle N=10

15 15 Consommables Solution réactive pour CO 2 Solution réactive pour O 2 Ampoules pour CO

16 Teneur en oxygène dans les fumées sèches Teneur en dioxyde de carbone dans les fumées sèches CO 2 n 20,9 % Droite de combustion oxydante N = 1 N < 1N > 1 Mi-oxydante Mi-réductrice Oxydo-réductrice Combustion incomplète Réductrice stœchiométrique Diagramme de Biard

17 17 (H2) (CO) (CO 2 ) ___ O 2 = 5 %CO 2 = 8,5 % 5 8,5 N = 1,2 Combustion mi oxydante Excès dair = 20 % 0,080,1 CO = 0,1. 8,5 = 0,85 % H 2 = 0,08. 8,5 = 0,68 %

18 18 (H2) (CO) (CO 2 ) ___ O 2 = 4 %CO 2 = 10 % 4 10 N = 1,2 Combustion oxydante Excès dair = 20 % 0,0 CO = 0,0. 10 = 0 % H 2 = 0,0. 10 = 0 %

19 19 (H2) (CO) (CO 2 ) ___ O 2 = 4 %CO 2 = 10 % 4 10 N = 1,2 Combustion oxydante ? Excès dair environ 20 % CO = ?. 10 = ?? % H 2 = ?. 10 = ?? % ? Seule la mesure du CO permet de sassurer que la combustion est complète.

20 20 (H2) (CO) (CO 2 ) ___ Zone inutilisable du diagramme Zone dexcès de CO Zone dexcès dair trop important Zone dexcès dair trop faible Zone de combustion correcte

21 21 Rendement de combustion sur PCI du gaz naturel comb PCI ,47 ( temp fumée – temp air ) % CO 2 =

22 22 Rendement de combustion sur PCI du gaz naturel comb PCI ,84 ( temp fumée – temp air ) = 21 - % O 2

23 23 Rendement de combustion sur PCI du propane comb PCI ,51 ( temp fumée – temp air ) % CO 2 =

24 24 Rendement de combustion sur PCI du propane comb PCI ,76 ( temp fumée – temp air ) = 21 - % O 2

25 25 comb PCS = comb PCI. PCI PCS CombustiblePCI / PCS Gaz manufacturés0,89 Gaz naturels L0,89 Gaz naturels H0,90 Butane - Propane0,92 Rendement de combustion sur PCS


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