DIN 51624-2008 Automotive fuels - Compressed natural gas - Requirements and test methods《机动车燃料 压缩的天然气 要求和试验方法》.pdf

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1、Februar 2008DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINFachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des NMPNormenausschuss Automobiltechnik (NAAutomobil) im DINNormenausschuss Gastechnik (NAGas) im DINPreisgruppe 12DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltig

2、ung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 75.160.30!$K“1400492www.din.deDDIN 51624Kraftstoffe fr Kraftfahrzeuge Erdgas Anforderungen und PrfverfahrenAutomotive fuels Compressed natural gas Requirements and test methodsCarburants pou

3、r automobiles Gaz naturel comprim Exigences et mthodes dessaiAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 21 SeitenDIN 51624:2008-02 2 Vorwort Die vorliegende Norm wurde im Arbeitsausschuss NA 062-06-32 AA Anforderungen an Kraftstoffe“ des Fachausschusses M

4、inerall- und Brennstoffnormung (FAM) des Normenausschusses Materialprfung (NMP) in Zusammenarbeit mit dem Fachausschuss Kraftfahrzeuge (FAKRA), dem Normenausschuss Gastechnik (NAGas) sowie dem NA 062-05-73 AA Gasanalyse und Gasbeschaffenheit“ ausgearbeitet. DIN 51624:2008-02 3 Einleitung In dieser N

5、orm sind diejenigen Kraftstoff-Eigenschaften festgelegt, die fr den reibungslosen Einsatz des Kraftstoffes in erdgastauglichen Kraftfahrzeugen erfllt sein mssen. Da Erfahrungen aus dem Feld fr den langfristigen und strungsfreien Betrieb noch nicht von allen interessierten Kreisen als vollstndig und

6、ausreichend angesehen werden und noch nicht alle Abgabestellen vollstndig fr die hier festgeschriebene Qualitt ausgerstet sind, hat sich fr einige Grenzwerte noch keine endgltige Einigung ergeben (z. B. Methanzahl (MZ), Gehalt an Kompressorenl und Schwebstoffen). DIN 51624:2008-02 4 1 Anwendungsbere

7、ich Diese Norm legt die gegenwrtig als notwendig erachteten Eigenschaften und Grenzwerte fr den Einsatz von Erdgas als Kraftstoff in fr den Betrieb mit Erdgas ausgersteten Kraftfahrzeugen, zusammen mit den zur Prfung dieser Eigenschaften anzuwendenden Prfverfahren fest. Die Beimischung von Biogas is

8、t zulssig, sofern fr die fertige Mischung die Einhaltung der Anforderungen dieser Norm sichergestellt ist. Zum Einsatz kommen zwei separat spezifizierte und gekennzeichnete Gruppen (H“ und L“), die sich in ihrer Zusammensetzung und in den Grenzwerten fr den Heizwert unterscheiden. Alle in dieser Nor

9、m genannten Grenzwerte gelten fr den Kraftstoff an der bergabestelle in den Kraft-stofftank des Kraftfahrzeugs. ANMERKUNG Fr den Zweck dieser Norm werden die Symbole % (V/V) und % (n/n) verwendet, um Volumenanteile in Prozent bzw. die Stoffmenge in Prozent auszudrcken. 2 Normative Verweisungen Die f

10、olgenden 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 Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 1871, Gasfrmige Brennstoff

11、e und sonstige Gase Dichte und andere volumetrische Gren DIN 51750-1, Prfung von Minerallen Probenahme Teil 1: Allgemeines DIN 51750-2, Prfung von Minerallen Probenahme Teil 2: Flssige Stoffe DIN 51855 (alle Teile), Prfung von gasfrmigen Brennstoffen und sonstigen Gasen Bestimmung des Gehaltes an Sc

12、hwefelverbindungen DIN 51857, Gasfrmige Brennstoffe und sonstige Gase Berechnung von Brennwert, Heizwert, Dichte, relativer Dichte und Wobbeindex von Gasen und Gasgemischen DIN EN ISO 3170, Flssige Minerallerzeugnisse Manuelle Probenahme DIN EN ISO 4259, Minerallerzeugnisse Bestimmung und Anwendung

13、der Werte fr die Przision von Prfverfahren DIN EN ISO 6570, Erdgas Bestimmung des potentiellen Gehaltes an flssigem Kohlenwasserstoff Gravimetrische Verfahren E DIN EN ISO 6326-1:2005-06, Erdgas Bestimmung von Schwefelverbindungen Teil 1: Allgemeine Ein-leitung (ISO 6326-1:1989); Deutsche Fassung pr

14、EN ISO 6326-1:2005 DIN EN ISO 6975, Erdgas Erweiterte Analyse Gaschromatographisches Verfahren DIN EN ISO 6976, Erdgas Berechnung von Brenn- und Heizwert, Dichte, relativer Dichte und Wobbeindex aus der Zusammensetzung DIN EN ISO 10101-3, Erdgas Bestimmung des Wassergehaltes nach Karl Fischer Teil 3

15、: Coulometri-sches Verfahren DIN EN ISO 18453, Erdgas Beziehung zwischen Wassergehalt und Taupunkt DVGW G 264, Erdgas als Kraftstoff Probenahme und Analyse (Entwurf 2006-05)1)1) Zu beziehen bei: Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin (Hausanschrift: Burggrafenstrae 6, 10787 Berlin). DIN 51624:2008-02 5 Zeh

16、nte Verordnung zur Durchfhrung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung ber die Beschaffenheit und die Auszeichnung der Qualitten von Kraftstoffen 10. BImSchV) vom 24. Juni 2004, BGBl I, 2004, Nr. 30, S. 1342-1347 bzw. die jeweils aktuelle Folgeausgabe1) 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dok

17、uments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Erdgas gasfrmiges Gemisch von Kohlenwasserstoffen, das hauptschlich aus Methan besteht und in sehr viel kleineren Mengen auch Ethan, Propan und hhere Kohlenwasserstoffe sowie einige nicht brennbare Gase wie Stickstoff und Kohlenstoffdioxid enthlt und nach se

18、inem Energieinhalt in zwei Gruppen (H“ und L“) eingeteilt wird ANMERKUNG Fr die Verwendung als Kraftstoff sind dabei der Heizwert sowie die Zusammensetzung des Erdgases entscheidend. Weitere wichtige technische Begriffe sind in Anhang C erlutert. 3.1.1 Erdgas H an der Abgabeeinrichtung gekennzeichne

19、tes Erdgas mit einem Heizwert von mindestens 46 MJ/kg 3.1.2 Erdgas L an der Abgabeeinrichtung gekennzeichnetes Erdgas mit einem niedrigeren Heizwert zwischen 39 MJ/kg und 46 MJ/kg 3.2 Prfgrenzwert vom gesetzten Grenzwert abhngiger Bezugswert unter Einbeziehung der Messunsicherheit fr ein Vertrauensn

20、iveau von 95 %, der anhand eines einzelnen Messergebnisses die Schlussfolgerung erlaubt, dass bei berschreitung dieses Bezugswertes (im Fall einer oberen Grenze) bzw. bei Unterschreitung (im Fall einer unteren Grenze) der gesetzte Grenzwert nicht eingehalten ist ANMERKUNG Weitere Erluterungen befind

21、en sich in Anhang A. 3.3 retrograde Kondensation (rckschreitendes) Verhalten eines Gasgemisches, der aus dem Bereich der Gasphase kommend, bei isothermer Drucknderung oder auch bei isobarer Temperaturnderung eine Teilkondensation durchluft, um schlielich wieder die Ausgangsphase zu erreichen 4 Kennz

22、eichnung Fr die beiden Gruppen (H“ und L“) von Erdgas als Kraftstoff ist die Kennzeichnung analog zu den anderen Kraftstoffen ab Ausgabe vom 24. Juni 2004 in der 10. Verordnung zur Durchfhrung des Bundes-Immissions-schutzgesetzes festgelegt. 5 Anforderungen und Prfung 5.1 Allgemeine Anforderungen Er

23、dgas fr den Einsatz als Kraftstoff muss unabhngig von sonstigen Festlegungen an der Stelle, wo das Produkt zum Anwender/Kunden wechselt, alle in den folgenden Abschnitten und Tabellen dieser Norm aufgefhrten Eigenschaften und Grenzwerte erfllen. Es ist auerdem sicher zu stellen, dass Vermischungen m

24、it anderen Kraftstoffsorten an keiner Stelle vorkommen knnen. DIN 51624:2008-02 6 5.2 Anforderungen an zugesetzte Additive Zum Erreichen der Systemsicherheit ist der Einsatz von Odoriermitteln erforderlich. Dieser erfolgt nach entsprechend vorhandenen Sicherheitsvorschriften 2. Es sollten hier aus d

25、en erlaubten Verbindungen mglichst schwefelfreie Komponenten eingesetzt werden. Zur Qualittsverbesserung ist der Zusatz weiterer Additive ohne bekannte schdliche Nebenwirkungen in geeigneter Konzentration nur mglich, sofern dadurch eine Verschlechterung in Bezug auf das Betriebs-verhalten oder die W

26、irksamkeit der Abgasreinigung vermieden wird. 5.3 Anforderungen zur Vermeidung der retrograden Kondensation Die retrograde Kondensation ist durch Minimierung der Gehalte an hheren Kohlenwasserstoffen ( C2) im Erdgas auszuschlieen. 5.4 Anforderungen zur Minimierung der Schwebstoffe und des Kompressor

27、enlgehaltes Feste Partikel grer als 10 m sind effektiv aus dem Gas zu entfernen, z. B. durch entsprechende Feinfilter in der Erdgastankstelle. Kompressorenl ist in Erdgas zunchst nicht enthalten, kann aber als Verunreinigung insbesondere bei der Gasverdichtung z. B. im Bereich der Tankstellen in das

28、 Gas gelangen. Die Minimierung des Gehaltes von Kompressorenl und Schwebstoffen wird von Anwendern und Lieferanten als sehr wichtig eingestuft. Sie muss durch geeignete Manahmen sichergestellt werden. Bis zur Fertigstellung eines geeigneten Prfverfahrens fr die Erstellung eines Grenzwertes gilt dahe

29、r der Grundsatz Je weniger, desto besser.“ 5.5 Anforderungen fr die Prfung und Grenzwert-Einhaltung im Streitfall Die in dieser Norm angegebenen Grenzwerte sind als wahre Werte nach DIN EN ISO 4259 zu verstehen. Fr die berprfung der Qualitt und insbesondere fr den Streitfall sind die entsprechenden

30、Verfahrensschritte nach DIN EN ISO 4259 anzuwenden. Es drfen auerdem zur Feststellung der Spezifikationseinhaltung ausschlielich die in dieser Norm genannten, genormten Prfverfahren fr die Prfung eingesetzt werden. 6 Probenahme Die Probenahme von Erdgas als Kraftstoff ist nach den allgemeinen Erford

31、ernissen von DIN EN ISO 3170 bzw. nach DIN 51750-1 und DIN 51750-2 (Arbeitssicherheit etc.) sowie nach den besonderen Vorgaben von DVGW G 264 (Ablauf und technische Handhabung) durchzufhren. Hierbei sind alle einschlgigen Sicherheitsmanahmen einzuhalten. DIN 51624:2008-02 7 Tabelle 1 Anforderungen a

32、n Erdgas H und Erdgas L fr den Einsatz als Kraftstoff Grenzwert Nr Eigenschaft Prfverfahren Bemerkung Einheit min. max. 1a Heizwert (fr Erdgas H) DIN 51857 oder DIN EN ISO 6976 MJ/kg 46 1b Heizwert (fr Erdgas L) DIN 51857 oder DIN EN ISO 6976 MJ/kg 39 2 Dichte absolut DIN 51857; DIN 1871 oder DIN EN

33、 ISO 6976 kg/m30,72 0,91 3 Methanzahl (berechnet) AVL-Verfahren a,b 70,0 4 Methangehalt DIN EN ISO 6975 % (n/n) 80 5 Summengehalt C2-KW DIN EN ISO 6975 % (n/n) 12 6 Retrograde Kondensation DIN EN ISO 6570 c ist auszuschlieen 6a Summengehalt C2-KW DIN EN ISO 6975 c % (n/n) 8,5 6b Propangehalt DIN EN

34、ISO 6975 c% (n/n) 6 6c Butangehalt DIN EN ISO 6975 c% (n/n) 2 6d Pentangehalt DIN EN ISO 6975 c% (n/n) 1 6e Gehalt von Hexan und hhere KW DIN EN ISO 6975 c% (n/n) 0,5 7a Sauerstoff-Gehalt DIN EN ISO 6975 % (n/n) 3 7b Wasserstoff-Gehalt DIN EN ISO 6975 % (n/n) 2 8 Summengehalt an Stickstoff (N2) und

35、Kohlenstoffdioxid (CO2) DIN EN ISO 6975 % (n/n) 15 9 Gehalt an Schwefelwasserstoff DIN 51855 oder E DIN EN ISO 6326-1:2005-06 mg/kg 7 DIN 51624:2008-02 8 Tabelle 1 (fortgesetzt) Grenzwert Nr Eigenschaft Prfverfahren Bemerkung Einheit min. max. 10 Gehalt an Mercaptanschwefel DIN 51855 oder E DIN EN I

36、SO 6326-1:2005-06 mg/kg 8 11a Gesamtschwefel-Gehalt bis 31.12.2008 E DIN EN ISO 6326-1:2005-06 mg/kg 20 11b Gesamtschwefel-Gehalt ab 01.01.2009 E DIN EN ISO 6326-1:2005-06 d mg/kg 10 12 Wassergehalt DIN EN ISO 18453 oder DIN EN ISO 10101-3 mg/kg 40 13 Gehalt an Kompressorenl und Schwebstoffen siehe

37、5.4 e aDie Festlegung auf 70 ist als vorlufiger Grenzwert zu verstehen. Es wird eine hhere Methanzahl (75) angestrebt. Entsprechende Untersuchungsprojekte der Gas- und Automobilindustrie sollen Realisierungsmglichkeiten und Auswirkungen klren. bDie notwendigen Angaben und ein Beispiel zur Berechnung

38、 befinden sich in Anhang B. cDie enthaltenen Grenzwerte sind Richtwerte, von denen anzunehmen ist, dass retrograde Kondensation nicht auftreten kann (vgl. Abschnitt 5.3). dDie Einfhrung des Grenzwertes 10 mg/kg setzt fr einen kleineren Marktanteil noch technische Manahmen voraus. Es ist erklrte Absi

39、cht, die flchendeckende Einfhrung des 10 mg/kg Grenzwertes mit den anderen flssigen Kraftstoffen zu synchronisieren. eZur Bestimmung von Kompressorenl und Schwebstoffen gibt es zzt. noch kein einheitliches Verfahren. Da dieser Grenzwert jedoch von allen an der Erstellung dieser Norm beteiligten Part

40、eien als sehr wichtig eingestuft wird, gilt bis zur Fertigstellung eines geeigneten Prfverfahrens die textlich festgehaltene Anforderung in 5.4. DIN 51624:2008-02 9 Anhang A (normativ) Prfgrenzwerte fr die Grenzwerte nach Tabelle 1 Die in Tabelle A.1 angegebenen Prfgrenzwerte werden nach 3.2 bei der

41、 Qualittsberwachung im Markt angewendet fr die Feststellung, ob bei einer Produktauslieferung die Grenzwerte der Spezifikation einge-halten werden. Die Prfgrenzwerte werden nach DIN EN ISO 4259 aus der fr das jeweilige Prfverfahren gltigen Vergleichbarkeit, R, ermittelt (siehe dazu Gleichungen (A.1)

42、 und (A.2). Im Fall der hier beschriebe-nen Kraftstoffberprfung aus Sicht der Abnehmerseite wird der Prfgrenzwert auch als Ablehnungsgrenzwert bezeichnet. ANMERKUNG Die Vergleichbarkeiten nach DIN EN ISO 4259 fr die in dieser Norm spezifizierten Prfverfahren liegen noch nicht vollstndig vor und werd

43、en zur Zeit noch ermittelt bzw. berprft. Prfgrenzwerte bei der berprfung im Markt: a) fr einen oberen Grenzwert gilt RXL = 59,0o(A.1) b) fr einen unteren Grenzwert gilt RXL += 59,0u(A.2) Dabei ist X der Grenzwert aus der Spezifikation; R die Vergleichbarkeit R des entsprechenden Prfverfahrens nach D

44、IN EN ISO 4259; Loder obere Prfgrenzwert; Luder untere Prfgrenzwert. berschreitung (Lo) bzw. Unterschreitung (Lu) eines Prfgrenzwerts ist ein Anzeichen dafr, dass mit einer statistischen Sicherheit von 95 % aufgrund einer Einzelmessung davon ausgegangen werden kann, dass fr die untersuchte Eigenscha

45、ft der Grenzwert nicht eingehalten ist. Es sind dann zur Aufklrung des Streitfalls die Teilschritte nach DIN EN ISO 4259 anzuwenden. DIN 51624:2008-02 10 Tabelle A.1 Prfgrenzwerte fr die Eigenschaften aus Tabelle 1 fr die berwachung der Kraftstoffqualitt (Ablehnungsgrenzwerte“) Grenzwert Nr Eigensch

46、aft Prfverfahren Vergleichbarkeit R Einheit min. max. 1a Heizwert (fr Erdgas H) DIN 51857 oder DIN EN ISO 6976 1 % rel. vom Messwert MJ/kg X 1b Heizwert (fr Erdgas L) DIN 51857 oder DIN EN ISO 6976 1 % rel. vom Messwert MJ/kg X 2 Dichte absolut DIN 51857 oder DIN 1871 oder DIN EN ISO 6976 1 % rel. v

47、om Messwert kg/m3X X 3 Methanzahl (berechnet) AVL-Verfahren 4,0 X 4 Methangehalt DIN EN ISO 6975 1,0 % (n/n) X 5 Summengehalt C2-KW DIN EN ISO 6975 0,4 % (n/n) X 6 Retrograde Kondensation DIN EN ISO 6570 Pass/Fail“ 6a Summengehalt C2-KW DIN EN ISO 6975 0,4 % (n/n) X 6b Propangehalt DIN EN ISO 6975 0

48、,3 % (n/n) X 6c Butangehalt DIN EN ISO 6975 0,2 % (n/n) X 6d Pentangehalt DIN EN ISO 6975 0,1 % (n/n) X 6e Gehalt von Hexan und hhere KW DIN EN ISO 6975 0,1 % (n/n) X 7a Sauerstoff-Gehalt DIN EN ISO 6975 0,3 % (n/n) X 7b Wasserstoff-Gehalt DIN EN ISO 6975 0,2 % (n/n) 8 Summengehalt an Stickstoff (N2) und Kohlenstoffdioxid (CO2) DIN EN ISO 6975 0,5 % (n/n) X 9 Gehalt an Schwefelwasserstoff DIN 51855 oder E DIN EN ISO 6326-1:2005-06 1,4 mg/kg X DIN 51624:2008-02 11 Tabelle A.1 (fortgesetzt) Grenzwert Nr Eigenschaft Prfverfahren Vergl