We krijgen steeds meer vragen van onze klanten over het onderwerp waterstof. Na een aarzelende aanpak van dit onderwerp in het begin, komt het nu in een stroomversnelling. De eerste testnetwerken worden in gebruik genomen en verdere netwerken zijn in voorbereiding. In het begin sprak men van 10 tot 15 % bijmenging van waterstof. Concreet moet nu ook een proefnetwerk met 100 % worden geëxploiteerd.
- Welke effecten heeft dit op de gebruikte meettechnologie?
- Hoe veranderen de weergaven van de apparaten?
- Welke apparaten of welke werkingsprincipes kunnen hiervoor worden gebruikt?
Er zijn nauwelijks nog praktijkmensen die in hun beroepsleven te maken hebben gehad met stadsgasnetten. Het stadsgas bevatte ook waterstof met een aandeel tot 50 Vol.%. Waterstof is dus niet nieuw in de gasdistributie. Het is een zeer licht, brandbaar gas met een zeer groot ontstekingsbereik.
Waterstof (H2)
- Ontstekingsbereik in lucht: 4 – 75 Vol.-%
- Dichtheid: 0.08988 (kg/m3)
- Relatieve dichtheid ten opzichte van lucht: 0,0695
Methaan (CH4) relatieve dichtheid ten opzichte van lucht: 0,557
(Bron: Binas have/vwo (5e editie), informatieboek voor natuurwetenschappen en wiskunde, Verkerk, Noordhoff Uitgevers B.V., 2004)
Hoe reageren de verschillende werkingsprincipes op waterstof?
Halfgeleidersensor (HL)
Bij de halfgeleidersensor is er bijna altijd een duidelijke reactie op waterstof. De sensoren worden echter meer en meer specifiek voor afzonderlijke componenten zoals methaan geproduceerd. Daarom hangt het van de gebruikte sensor af, hoe deze reageert op waterstof.
Bij Esders gebruiken we ook verschillende halfgeleidersensoren in onze apparaten. Terwijl de VibraGas en LeckOmiO een duidelijk verhoogde gevoeligheid voor waterstof hebben, reageert de halfgeleidersensor van de GOLIATH nagenoeg gelijk op methaan als op waterstof. En de sensor van de gespecialiseerde gasdetector HUNTER geeft waterstof in lage concentraties slechts met een aanzienlijk verminderde gevoeligheid aan.
Praat dus met uw apparaatleverancier over uw specifiek meetapparaat en de daarin gebruikte sensor.
Esders sensorarray (SA)
De sensorarray evalueert de signalen van verschillende sensoren en toont daarvan het eindresultaat. De array reageert op een vergelijkbare manier op methaan en waterstof. Hij geeft ook ethaan, propaan en butaan aan.
Door de waterstof hebben we dus nauwelijks signaalverlies en blijven we goede weergaven hebben.
Dit geldt zowel voor de SIGI EX als voor de OLLI.
Infraroodsensor (IR)
De IR-sensoren kunnen geen waterstof detecteren. Dit betekent dat bij een mengsel met 20 % bijmenging van waterstof, deze 20 % gas niet worden weergegeven. Eenvoudig gezegd zal de weergave 20 % lager zijn dan gewenst.
Dit geldt zowel in het LEL- als in het Vol.%-bereik.
Ook handmeetapparaten met laserdioden zoals de ELLI geven alleen methaan aan. Daarom zullen ook componenten zoals ethaan en propaan of butaan niet worden weergegeven. Dit betekent dat nog een nog kleiner aandeel van het totale gasmengsel kan worden gedetecteerd.
Sensor voor reactie-enthalpie (RE)
Sensoren voor reactie-enthalpie geven naast methaan normaal gesproken ook waterstof vrij goed aan. Hoe sterk het verschil in gevoeligheid voor waterstof afwijkt van die voor methaan, is afhankelijk van het type.
Warmtegeleidingssensor (WL)
Warmtegeleidingssensoren reageren veel gevoeliger op waterstof dan op methaan. We hebben dus te maken met een disproportionele weergave. Er is echter een heel ander gedrag van de sensoren op waterstof in grotere concentraties. Dit kan zo ver gaan dat het signaal bij sommige sensoren in een bepaald concentratiebereik wordt omgekeerd en dus negatief wordt. Het is daarom niet gegarandeerd dat elk type warmtegeleidingssensor geschikt is voor de weergave van waterstof in het bereik tussen 0 en 100 Vol.%.
De WL-sensor van de SIGI-EX reageert over het algemeen veel gevoeliger op waterstof dan op methaan. Reeds ca. 20 Vol.% waterstof wordt weergegeven als 100 % methaan. Voor een mengsel van aardgas en waterstof hangt het van andere toevoegingen in het aardgas, zoals ethaan, propaan en butaan af. Omdat deze gassen zwaarder zijn dan lucht, zullen deze componenten het positieve signaal van waterstof afzwakken of het positieve signaal negatief beïnvloeden.
De WL-sensor van de OLLI reageert onduidelijk op waterstof. Dit betekent dat men vooral in het bereik tussen 4 en 20 Vol.% waterstof niet zeker kan zijn of de sensor een betrouwbare weergave heeft.
Hieronder vindt u informatie over de reacties van onze apparaten op waterstof. Houd er rekening mee dat dit het algemene weergavegedrag is, dat binnen een bepaald bereik kan variëren. We kunnen daarom geen vaste omrekeningsfactoren aangeven waarmee een correcte meetwaarde kan worden bepaald
Explosieveiligheid
Een even belangrijke vraag is, in hoeverre de bestaande apparaten met hun certificering volgens de ATEX-richtlijn (explosiebeveiliging), geschikt zijn bij het gebruik van aardgas/waterstofmengsels.
Er zijn geen problemen voor de momenteel in gebruik zijnde netwerken met bijmengingen van 10 % tot 30 % waterstof. De certificeringen die we momenteel hebben, omvatten explosiegroepen IIA en IIB. De apparaten zijn gemarkeerd met groep IIB. Ook stadsgas behoort tot deze groep. We kunnen er daarom vanuit gaan dat er ook voor deze mengsels geen beperkingen zijn. Voor zuivere waterstofnetwerken die al beschikbaar zijn voor testdoeleinden, is de situatie anders. Hiervoor is explosiegroep IIC vereist en dit is momenteel niet het geval bij onze meetinstrumenten.
Met deze informatie willen wij u helpen bij het beoordelen van het weergavegedrag en de mogelijke toepassingen.
Wilt u meer informatie of advies over dit onderwerp? Neem dan vrijblijvend contact met ons op.