ウォッベ指数

ウォッベ指数（WI）またはウォッベ数^[1]は、天然ガス、液化石油ガス（LPG）、都市ガスなどの燃料ガスの互換性を示す指標であり、ガス供給および輸送ユーティリティの仕様で頻繁に定義されています。

が高位発熱量、つまり高位発熱量で、が比重の場合、ウォッベ指数 は次のように定義されます。 ${\displaystyle V_{C}}$${\displaystyle G_{S}}$${\displaystyle I_{W}}$

${\displaystyle I_{W}={\frac {V_{C}}{\sqrt {G_{S}}}}.}$

${\displaystyle G_{S}={\frac {\rho _{STP}}{\rho _{air,STP}}}={\frac {M}{M_{air}}}}$

${\displaystyle \rho _{STP}}$は標準状態でのガスの密度で、その定義は 1982 年に変更されました。公開されている Wobbe データでは、0 °C、15 °C、15.56 °C、20 °C、または 25 °C が使用されている場合があります。ガス品質に関する EU 指令では、ISO 13443およびISO 6976に従って 15 °C が使用されています。

${\displaystyle \rho _{air,STP}}$は標準状態での空気の密度、はガスのモル質量、は空気のモル質量で約 28.96 kg/kmol です。ウォッベ指数は、機器 (暖炉、調理器具など) 内の異なる組成の燃料ガスの燃焼エネルギー出力を比較するために使用されます。2 つの燃料のウォッベ指数が同一であれば、特定の圧力とバルブ設定に対するエネルギー出力も同じになります。通常、消費者には気付かれない程度まで 5% までの変動が許容されます。 ${\displaystyle M}$${\displaystyle M_{air}}$

ウォッベ指数は、プロパンと空気の混合物などの代替天然ガス（SNG）燃料の使用を分析する際に、切り替えの影響を最小限に抑えるための重要な要素です。ウォッベ指数では、特にスウェーデンなどの天然ガスの発熱量が高い地域では、一部の改良バイオメタン製品にプロパンを追加することも求められます。 [2] ^{[ 3]}

ウォッベ指数は1920年代にイタリアの物理学者でエンジニアのゴッフレド・ウォッベによって考案されました。^[4]

以下のウォッベ数は 15 °C で計算されたものではないため、 ISO 13443に従って正しくないことに注意してください ( 「標準温度および圧力」を参照)。

注: 1ジュール=2.3901 × 10 ⁻⁴ キロカロリー。

ウォッベ指数は、MJ / Nm³（「Nm³」は通常状態での「m³」を示します）またはBTU / scfで表されます。天然ガス（モル質量17 g/mol）の場合、典型的な発熱量は約 39 MJ/Nm³（1,050 BTU/scf）で、比重は約 0.59 であるため、典型的なウォッベ指数は 51 MJ/Nm³（1,367 BTU/scf）となります。

ウォッベ指数に基づいて国際的に合意された燃料ガスの範囲または「ファミリー」が 3 つあります。ファミリー 1 は製造ガス、ファミリー 2 は天然ガス (高範囲と低範囲)、ファミリー 3 は液化石油ガス ( LPG ) をカバーします。燃焼装置は通常、特定のファミリー (水素を多く含む都市ガス、天然ガス、または LPG) 内の燃料ガスを燃焼するように設計されています。

その他の炎の特性と組成の制限によって、置換ガスの許容性が決まる場合があります。たとえば、炎の速度、不完全燃焼による「黄色のティッピング」、硫黄含有量、酸素含有量などです。

ウォッベ指数は有用であるにもかかわらず、2種類以上のガス、またはそれらの混合物の互換性を示す良い指標ではありません。燃焼システムを調整するために使用されている燃料とは異なる他の燃料への代替を決定する際には、他の基準を念頭に置く必要があります。^[6]

• 「ウォッベ指数と天然ガスの互換性」(PDF)。エマソン プロセス マネジメント。2007 年 7 月 30 日。