Практическое пособие для слесаря газовогохозяйства

Практическое пособие для слесаря газовогохозяйства

среда, 31 декабря 2014 г.

Приспособления для выполнения огневых работ

Приспособления для выполнения огневых работ на действующих газопроводах низкого давления диаметром 100-500 мм разработаны Гипрониигазом и предназначены для обеспечения безопасности труда при ремонтных работах.
Как известно, понижение давления в газопроводе в месте проведения работ связано с большой предварительной подготовкой. В закольцованных сетях низкого давления, снабжаемых от нескольких ГРП, часто требуется понижать давление одновременно на 2-3 ГРП и более. Поскольку режим газопотребления не бывает постоянным и может меняться даже в течение часа, снижаемое в ГРП давление необходимо постоянно корректировать по давлению в газопроводе у места работ.
Выполнение такой операции увеличивает время и усложняет проведение работ, требует дополнительных трудовых и материальных затрат и не дает гарантии обеспечения давления в газопроводе в месте работ в установленных пределах.
Использование комплекта приспособлений для огневых работ на действующих газопроводах намного упрощает выполнение работ и сокращает их срок. Такой комплект включает в себя приспособления для:
предохранения работающих от воздействия пламени;
временного локального отключения участка газопровода с распорным устройством для установки и закрепления этого приспособления;
установки накладки (заплаты) на отверстие в газопроводе.
Приспособление для предохранения работающих от воздействия пламени включает в себя соединяемые между собой на объекте пламеотводную трубу и пламеприемный насадок. Пламеотводную трубу изготавливают из кровельной стали, она состоит из трех телескопически раздвигающихся частей. Это обеспечивает удобство ее транспортировки и предохраняет от возможных деформаций при транспортировке и хранении. Общая длина трубы с тремя раздвинутыми частями 5, с двумя -4,5 м. Длина трубы в собранном виде (со сдвинутыми частями) 1,8 м. Положение стройки или треноги не должно препятствовать нормальной работе газорезчика и слесаря. При работе в колодце перекрытие должно быть обезательно снято.
При работе в котлованах глубиной до 2 м можно применять трубу из двух раздвинутых частей. Раздвинутые части трубы надежно закрепляют специальными стопорами, исключающими возможность их самопроизвольного сдвига и разъединения. Трубу устанавливают вертикально и крепят на стойке, забиваемой в грунт, или на раздвижной треноге.
В верхней части стойки расположен горизонтальный рычаг, который может перемещаться относительно стойки в трех направлениях (вдоль, поперек и вокруг нее) и стопориться в нужном положении. Такой подвижный рычаг упрощает установку трубы в требуемое положение и позволяет при необходимости перемещать трубу в процессе работы.
Пламеприемные насадки изготовляют двух видов: верхний и боковой. Верхний предназначен для приема выбросов пламени при прорезании отверстий в верхней части трубы. Он состоит из горловины и раструба. Раструб изготавливают сначала в виде воронки и соединяют с горловиной, затем свободный конец раструба сплющивают до принятия им формы овала. Боковой насадок предназначен для приема выбросов пламени при прорезании круглых отверстий в боковой части трубы.
Огневые работы выполняют в следующем порядке. Телескопические звенья пламеотводной трубы раздвигают и закрепляют в этом положении. В нижний конец пламеотводной трубы вставляют пламеприемный насадок и закрепляют. Трубу устанавливают вертикально и закрепляют на стойке хомутом с таким расчетом, чтобы верхний конец ее находился на расстоянии не менее чем на 2 м выше края котлована. При сильном ветре труба укрепляется растяжками.
Центр отверстия пламеприемного насадка совмещают по оси с ццентром отверстия, которое намечается вырезать. Устанавливают расстояние между пламеприемным насадком и поверхностью газопровода, обеспечивающее удобство проведения работ (газовую резку, тушение пламени и заделку щели глиной), но не более 0,15 м, и надежно закрепляют приспособление в зтом положении. При вырезании отверстия в верхней части газопровода диаметром более 300 мм пламеприемную трубу с насадком сдвигают вдоль газопровода. В этом случае прорезанная щель заделывается глиной до перемещения трубы.
После вырезания отверстия в газопроводе пламеотводную трубу поворачивают вокруг оси стойки с таким расчетом, чтобы она не мешала дальнейшему проведению работ.
Верхний пламеприемный насадок используют также при варке окна после присоединения ответвления к газопроводу.
Если при присоединении ветвления к газопроводу необходима замена бокового насадка верхним, эту операцию выполняют, не отсоединяя пламеотводную трубу; при выборе места установки стойки следует  заранее предусмотреть такую возможность.
Перед началом вырезания отверстия в действующем газопроводе требуется проверить прочность установки стойки, крепления пламеотводной трубы и пламеприемного патрубка, надежность закрепления всех подвижных узлов приспособления. В процессе резки щель следует промазать глиной, чтобы уменьшить утечку газа и пламени. Необходимо следить за тем, чтобы глина, заполняющая прорезь, не пересыхала и не трескалась. Для этого промазанную часть прорези следует периодически покрывать разжиженной глиной и смачивать водой.
Во время хранения и эксплуатации все резьбовые части приспособления должны быть хорошо смазаны.
По данным проведенного хронометража трудовые затраты на установку и демонтаж пламеотводной трубы при присоединении ответвлений к действующим газопроводам составляют 0,6 , а при временном локальном отключении участков газопровода 0,4 чел.-ч.

вторник, 30 декабря 2014 г.

Инструменты для гибки труб

Существует целая серия механизмов для гибки труб, работающих по принципу гибки труб на двух опорах с приложением изгибающего усилия в середине трубы. Опоры выполняются шарнирными. Усилие на трубу от винтового или гидравлического домкрата передается на гибочный сектор (сегмент). Такие станки особенно удобны, когда приходится гнуть трубы непосредственно на стройплощадке или трассе. Однако они не отличаются большой производительностью, поэтому ими пользуются при малых объемах работ и отсутствии отводов заводского изготовления. Они могут изгибать трубы диаметром до 377 мм.
Из станков такого типа наиболее распространены ручные гидравлические трубогибы, а также трубогибочные станки с механическим приводом от электродвигателя. В настоящее время серийно выпускаются переносные ручные гидравлические трубогибы: ТРГ-22 и ТРГС-23, ТРГ-16-32, ТРГМ-50 для гибки труб диаметром соответственно до 25 мм, 32 мм и 50 мм.
К стационарным станкам, работающим по принципу гибки труб на двух опорах, относятся  станки ТГС-2 для гибки труб диаметром до 50 мм и ТГС-127 для гибки труб диаметром до 127 мм.
При гибке труб применяются дорны, состоящие из одного стержня, конец которого имеет ложкообразную или шарообразную форму. При  гибке тонкостенных труб диаметром до 75 мм с толщиной стенки до 2 мм, а также для труб диаметром свыше 75 мм при разнице изгиба меньше 2 диаметров используют дорны, конец которых имеет ложкообразную форму, в остальных случаях - шарообразную. Применяется также беспереналадочный станок с дорновыми головками для гибки труб диаметром  25-80 мм.
Трубогибы типов ТРГ-3/4" и ТРГ-2" используют для изгибания труб в холодном состоянии без набивки их песком и без нагрева. Их изготовляют с гидравлическим приводом на Ногинском опытном заводе монтажных приспособлений.
Ручные трубогибы типа СТВ предназначены для изгибания водогазопроводных труб диаметром 1/2 - 1" в холодном состоянии без набивки песком.

Профилактический ремонт газовых кранов

Профилактический ремонт газовых кранов на внутридомовых разводках и газовых стояках  производится устаревшим небезопасным способом. Обычно смазку крана выполняют с выпуском газа непосредственно в помещения.
Для безопасного производства работ предложено приспособление, обеспечивающее полную герметичность газопровода на время профилактических и ремонтных работ.
Зажим-заглушка устанавливается на корпусе пробкового крана на время смазки конусов пробки без прекращения подачи газа к приборам. Он состоит из двух кронциркульных дужек, рычага с тягой, двух уплотнителей с пористой резиной, вклеенной в чашечки (пористая резина прикрепляется к чашечкам клемм № 88). Один уплотнитель жесткозакрепленный, другой - шарнирный. Рычаг с тягой соединен болтами с гайкой.

Ремонт наземных газопроводов

При монтаже наземных газопроводов возникает необходимость центровки стыков между опорами. Для упрощения и облегчения этой операции разработано специальное приспособление для центровки стыков наземных газопроводов. Это приспособление состоит из винта с гайкой и раздвижной треноги, на ногах которой размещены кронштейны для подмостей. Стоя на подмостях, рабочий может посредством винта подъемника поднимать концы труб до необходимой высоты.
Приспособление для облегчения очистки газопроводов от коррозии представляет собой дугу, изготовленную из двух полос обручной стали размерами 1,5х50 мм. Радиус дуги выполняется на 24 мм больше наружного радиуса очищенной трубы.
К нижней полосе с внутренней стороны крепят пучки струнной стали, которые пропускают через отверстия, просверленные в полосе в шахматном порядке, и сцепляют друг с другом вязальной проволокой для предотвращения выпадания из гнезд. Для еще более надежного закрепления этих пучков на нижнюю полосу накладывают вторую полосу стали, которую соединяют с первой полосой точечной своркой. Этим самым увеличивается масса приспособления, вследствие чего оно сильнее прижимается к очищаемой поверхности.
К верхней части дуги остова приваривают рукоятку из круглой стали  диаметром 10 мм.
Робочий устанавливает приспособление на газопровод и поперечными движениями рукоятки назад и вперед с одновременным медленным продвижением вдоль газопровода производит очистку. При этом ноги рабочего находятся по обе стороны газопровода.

Набор инструмента для ремонта сифонных стояков с конденсатосборниками низкого давления бес снятия ковера.

При эксплуатации подземных газопроводов из-за изнашивания резьбы довольно часто приходится менять муфты стояков конденсатосборников, укорачивать и нарезать вновь стояки при их поломке, срезании грунта, коррозии и т. п.
Эти работы обычно связаны с ломкой дорожного покрытия и раскопкой грунта для снятия ковера. Для ликвидации трудоемкой работы был разработан набор инструмента для ремонта сифонных стояков с конденсатосборниками низкого давления бес снятия ковера.
Набор состоит из трех приспособлений: торцового ключа, трубореза и клуппа.
Торцовый ключ предназначается для снятия муфт стояков. Для этого его надевают головкой на муфту. Затем поворотом рукоятки опускают клин и плотно прижимают им сухарь к муфте. Рабочая плоскость сухаря и часть внутренней плоскости головки ключа имеют острые ребра, благодаря чему муфта не проворачивается в ключе. Вращается ключ при помощи воротка, надеваемого на квадратную головку шпинделя.

Инструмент и приспособления для выполнения слесарных работ

Инструмент и приспособления для выполнения слесарных работ
При выполнении сборочных и слесарных работ для сборки и разборки применяют ключи гаечные двусторонние с открытым зевом, односторонние с открытым зевом, кольцевые двусторонние, комбинированные с открытым и кольцевым зевом; ключи гаечные разводные (ГОСТ 7275-75*Е) ; ключи торцовые (ГОСТ 11737-74*Е), предназначенные для завертывания деталей с шестигранным углублением под "ключ".
Помимо приведенного инструмента в газовом хозяйстве широко применяют различные приспособления.
Ревизия и мелкий ремонт задвижек на газопроводах, как правило, производятся  с отключением газа. Применение приспособления для ремонта задвижек под высоким давлением газа позволяет производить ревизию задвижек, набивку сальников, смену прокладок и лопнувших крышек задвижек без снижения давления газа.
При ремонте задвижки приспособление хомутом закрепляется на корпусе, и хомутом - на ее штоке; натяжными муфтами регулируется длина штанг в зависимости от размеров задвижки; штанга зацепляется за один из крючков гребенки. Натяжной болт удерживает шток и клинкеты в корпусе задвижки при снятой крышке, препятствуя их выдавливанию газом.
При снятии крышки хомут и болт должны быть убраны. В это время для удержания клинкетов в корпусе используются планки, соединенные между собой петлей. При помощи двух пружин и тросика, планка может быть поджата под планку или надежно установлена под прямым углом к ней.
Для закрепления клинкетов во время снятия крышки планка с поджатой планкой при приподнятой крышке вводится в задвижку. Под действием пружин и тросика планка становится под прямым углом к планке и упирается в клинкеты. После снятия крышки шток и клинкеты закрепляются хомутом и натяжным болтом, а планки удаляются.

Инструмент для разметки

Инструмент для разметки
Кернеры (ГОСТ 7213-72*Е) применяют для нанесения углублений (кернов) на предварительно размеченных линиях. Керны необходимы для того, чтобы риски были отчетливо видны и не стирались в процессе обработки детали.
Кернеры бывают обыкновенные, специальные, пружинные (механические) и электрические.
Чертилки (ГОСТ 24473-80Е) служат для нанесения линий (рисок) на размечаемую поверхность с помощью линейки, угольника или шаблона. Для разметки на стальной хорошо обработанной поверхности используют чертилки из латуни, в других случаях - чертилки с наплавкой из твердого сплава.
Циркули (ГОСТ 24472-80Е) бывают простые или с дугой, точные и пружинные. Точный циркуль имеет дугу с делениями и микрометрический винт.
Кронциркули и нутромеры служат для измерения наружных диаметров изделий, толщины материала, внутренних диаметров, отверстий и для переноса их на линейку.

Инструмент для опиливания и шлифования

Инструмент для опиливания и шлифования
Напильники, предназначенные для опиливания поверхностей обрабатываемого металла, подразделяются на пяти групп: общего назначения - для общеслесарных работ; специального назначения; надфили - для опиливания точных и мелких изделий; рашпили - для грубой обработки мягких материалов (металлов, кожи, резины и др.); машинные - для опиловочные станков.
При монтажных работах наиболее часто применяют напильники общего назначения с двойной насечкой.
Абразивный инструмент применяют для шлифовальных работ, затачивания инструмента и других целей.
Заводы выпускают круги шлифовальные, круги шлифовальные плоские специального назначения при окружной скорости движения круга 50 м/с. Абразивный инструмент изготовляют из нормального элетрокорунда, зеленого и черного карбида кремния.

Инструмент для резки металла

Инструмент для резки металла
Металл режут ручным и механическим способами. Для резки листового материала толщиной до 0,5 мм пользуются ручными ножницами. Стуловые ножницы применяют для резки листов толщиной до 2 мм. Длина лезвия стуловых ножниц составляет 100-250 мм.
Резку металла чаще всего выполняют ножовками и труборезами.
Ножовка состоит из станка, ножовочного полотна, натяжного винта с барашками и рукоятки. Станки бывают цельные и раздвижные. Ножовочные станки с раздвижными рамками имеют наименьшую длину без ручки 230 и 335 мм. Ножовочные полотна закрепляют в ножовочных станках так, чтобы острия режущих зубьев были направлены на разрезаемый металл. Наибольшее распространение на практике получили более удобные раздвижные ножовки, которые позволяют устанавливать в них ножовочные полотна различной длины 150-400 мм.
Полотно натягивается с помощью переднего подвижного зажима поворачиванием барашка. Ножовочное полотно надо закреплять в станке так, чтобы зубья были направлены вперед и полотно во время работы не изгибалось. При резке ножовкой изделие крепко зажимают в тисках. Нажим на ножовку производят только при движении вперед. При обратном ходе зубья должны свободно скользить по поверхности металла. Не рекомендуется сильно нажимать ножовку при резке труб , когда распил изделия подходит к концу.
При поломке одного зуба необходимо перед тем, как продолжать работу, сточить на точиле следующие два-три зуба. В противном случае зубья будут ломаться один за другим. При отрезании длинных узких полос полотно ножовки ставится перпендикулярно плоскости ножовочного станка.
Режущей частью трубореза являются стальные ролики или диски. Труборезы бывают с одним или несколькими режущими дисками . Наибольшее применение имеют трехроликовые труборезы. При работе труборез надевают на трубу, придвигают подвижный резец до соприкосновения со стенкой трубы и, поджав резец на 1/4 оборота, вращают труборез за ручку вперед и назад. После каждого оборота подвижный резец поджимают, продолжая вращение трубореза до окончания резки трубы. При резке роликами следят за тем, чтобы риски роликов совпадали, иначе линия отреза будет неровной.
Место, разрезаемое труборезом, смазывается маслом или эмульсией для охлаждения роликов. Недостатком трубореза является наличие послле резки им больших заусенцев, требующих дальнейшей опиловки торца трубы.
Кроме указанных ручных способов резки металла применяются и механизированные: с помощью механической ножовки, ленточных пил.

понедельник, 29 декабря 2014 г.

Инструмент для нарезания резьбы

Инструмент для нарезания резьбы
В зависимости от формы сечения канавки различают резьбу: треугольную, трапецеидальную, прямоугольную и др. На крепежных деталях: болтах, винтах, шпильках нарезается преимущественно треугольная резьба.
Треугольная резьба бывает дюймовая и метрическая.
Дюймовая резьба имеет профиль в виде равнобедренного треугольника с углом при вершине 55 0. Вершине треугольника закруглена во избежание заедания. Наружный диаметр и шаг резьбы даются в дюймах. Шаг резьбы измеряется числом ниток (витков) на одном дюйме длины.
Метрическая резьба отличается от дюймовой тем, что ее профиль представляет собой треугольник с углом при вершине 60 0. Диаметр и шаг этой резьбы указывают в миллиметрах.
Трубная резьба, которая отличается от дюймовой меньшей величиной шага и меньшей глубиной нарезки, применяется для нарезки газовых труб. Болты нарезать трубной резьбой нельзя, так как она не обеспечивает необходимой прочности болтового соединения.
Резьба должна быть чистой и без заусенцев. Допустимая длина ниток с сорванной или неполной резьбой должна составлять не более 10 % общей длины резьбы, так как при частично сорванной резьбе в дефектном месте слой уплотнителя не будет достаточно сжат, и поэтому соединение получится неплотным. Особое внимание следует обратить при нарезке резьбы на тщательную очистку от грязи и стружек. Резьбу очищают специальными щетками, так как загрязнение канавок резьбы ослабляет уплотнение и приводит к утечкам в трубопроводах.
Резьбу , как правило, выполняют правую, в отдельных случаях - левую, нарезая ее вручную и на стенках. Диаметры сверл и отверстий для нарезания метрической резьбы определяют по соответствующим таблицам, а для трубной цилиндрической резьбы по другой таблице.
Основными инструментами для нарезания резьбы является метчики и плашки.
Метчик (ГОСТ 3449-84Е) состоит из рабочей (режущей) части и хвостовика. В рабочей части находятся продольные прямые канавки, благодаря которым образуются острые кромки, производящие нарезку. Передняя рабочая часть конусообразно обтачивается и называется заборным конусом. Хвостовик имеет квадратное сечение и служит для закрепления метчика в патроне или воротке во время работы.
Для получения нарезки в отверстиях пользуются комплектом из трех метчиков: чернового (№1), среднего (№2) и чистового (№3).
Порядковый номер метчиков, входящих в комплект, определяется по числу рисок, нанесенных на хвостовике метчика. При нарезании резьбы следует пользоваться последовательно всеми тремя метчиками.
Метчики во время работы надо смазывать и следить, чтобы они не перекаливались.
Во избежание поломки метчика глухое отверстие под нарезку сверлится на 2-3 мм глубже, чем общая длина резьбы и сбега.
Недостаточный диаметр отверстия под резьбу затрудняет работу метчика и приводит к поломке. Чтобы стружка, образующаяся при нарезании резьбы, могла проваливаться в продольные канавки метчика, его необходимо вращать на пол-оборота вперед, а затем отводить немного назад. При нарезании резьбы в мягком металле нужно периодически вынимать и очищать метчик и отверстие от стружки. После нарезки резьбы метчики очищают и смазывают машинным маслом. Каждый комплект метчиков хранят в отдельной коробке.
Трубными клуппами производится нарезание резьбы на трубах.
Газовый трубный клупп "Дуплекс" позволяет нарезать резьбы на трубах диаметром от 13 до 50 мм включительно. Клупп состоит из двух основных частей: корпуса с рукоятками и четырех резьбовых плашек, которыми нарезается резьба.
Обычно каждый клупп снабжается тремя комплектами плашек для диаметра труб 13-19 мм (1/2 - 3/4"), 25-31 мм (1-11/4") и 38-50 мм (11/2" - 2"). Резьба нарезается четырьмя плашками одновременно, каждая из которых вставляется в определенное место корпуса клуппа, отмеченное соответствующей цифровой на плашке и на клуппе.
Кроме четырех режущих клупп "Дуплекс" имеет три направляющих плашки, обеспечивающие его устойчивость во время работы и не заменяемые при нарезках труб разных диаметров. Плашки устанавливают вращением специальноговинта на наружной стороне клуппа. Недостатком указанного клуппа являются сложность его конструкции, затрудняющая его разборку и чистку, и большая масса.
Клупп газовый Сестрорецкого инструментального завода им. Воскова, предназначенный для нарезания резьбы на трубах диаметром до 2", снабжается тремя комплектами режущих плашек (по четыре штуки) для диаметров 1/2 -3/4", 1-11/4" и 1-2". Клупп обеспечивает точную установку и регулировку плашек.
Клупп газовый конструкции Маевского прост  в эксплуатации, имеет небольшую массу, легко разбирается и чистится.
Трещоточный клупп массой 2,4 кг служитдля нарезания резьбы на трубах диаметром 1/2" до 21/2" и имеет сменные плашки. При его использовании не нужно выполнять полные обороты, а лишь качательные движения, что позволяет нарезать уже установленные на место трубы.
Плашки круглые и раздвижные  применяют для нарезания наружной резьбы всех видов и размеров на стержнях, преимущественно на болтах и винтах. Устанавливают плашки на станках, а также на ручных воротках. Для нарезания вручную резьбы на винтах диаметром до 6 мм применяют винтовальные доски.

Инструмент для сверления, зенкерования и развертывания

Инструмент для сверления, зенкерования и развертывания
Сверла с коническим хвостовиком диаметром 6 мм и более и с цилиндрическим хвостовиком диаметром  8 мм и более выполняют  спиральными. Отверстия в деталях сверлят на вертикальных, радиально-сверлильных и переносных станках, а также на ручных пневматических и электрических сверлильных машинах. Сверлят преимущественно спиральными сверлами.
Зенкеры (ГОСТ 1677-75*) применяют для обеспечения точности сверления отверстий, для обработки черновых отверстий, цилиндрических и конусных углублений с плоским дном, для подрезки торцовых поверхностей бобышек.
Развертки (ГОСТ 1523-81*Е) используют для получения точных отверстий, предварительно обработанных сверлом. По конструкции развертки бывают цельные, регулируемые и со вставными зубьями. Различают черновые и чистовые развертки.

Инструменты и приспособления. Измерительный инструмент

Инструменты и приспособления
Измерительный инструмент
В зависимости от рода выполняемых слесарных работ измерительные инструменты бывают: для линейных измерений; снятия и переноса размеров с изделия на масштабную линейку; с линейным корпусом; микрометрические и рычажно-механические.
Рулетки измерительные металлические (ГОСТ 7502-89) изготовляют пяти типов и трех классов точности длиной 1, 3, 5, 10 и 25 м. Рулетки измерительные неметаллические типа РТ - тесемочные с проволочной стабилизирующей основой для проведения измерений в строительстве.
Линейки измерительные металлические (ГОСТ 427-75) с ценой деления 0,5 и 1 мм имеют длины: 150, 300, 500 и 1 000 мм.
Метры складные выпускаются металлические и деревянные длиной (в развернутом виде) 1000 мм.
Штангенциркули (ГОСТ 166-80*) применяются для измерения наружных и внутренних линейных размеров в пределах 0-125, 0-160, 0-200 и 0-250 мм, а также при разметке деталей. Выпускают штангенциркули типов: ШЦ-1 - двусторонние с глубиномером; ШЦ-1 - односторонние с покрытием из твердого сплава и с глубиномером и др.
Уровни рамные предназначены для контроля горизонтального и вертикального расположения поверхностей, брусковые - для контроля горизонтального расположения поверхностей (ГОСТ 9392-89). Уровни гидростатические состоят из двух или более стеклянных сосудов, соединенных между собой резиновым шлангом. Они применяются для определения разности высот двух (или более) точек, удаленных одна от другой на значительное расстояние. Уровни строительные УС 2-300 (ГОСТ 9416-83) служат для установления горизонтальности поверхности.
Отвесы стальные строительные (ГОСТ 7948-80) применяют для проверки вертикального положения деталей. Они состоят из шнура и веска.
Угольники поверчные 9У (ГОСТ 3749-77*) изготовляют различных типов и размеров: УЛ - лекальные; УЛП - лекальные плоские; УЛЦ - лекальные цилиндрические; УП - слесарные плоские; УШ - слесарные с широким основанием.
Калибры резьбовые нерегулируемые применяют для контроля метрической, дюймовой и трубной цилиндрической резьбы.
Шаблоны резьбовые представляют собой стальную пластину с зубцами и служат для определения шага резьбы изделия. Они комплектуются в виде двух наборов:
набор №1 используется для определения шага метрической резьбы и состоит из 20 резьбовых шаблонов с шагом 0,4-6 мм.
набор №2 служит для нахождения шага трубной резьбы и состоит из 16 резьбовых шаблонов с числом ниток на 1": 28, 20, 19, 18, 16, 14, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 41/2, 4.

воскресенье, 28 декабря 2014 г.

Автоматизация процессов сжигания газов

Автоматизация процессов сжигания газов
Свойства газового топлива и современные конструкции газовых горелок создают благоприятные условия для автоматизации процессов сжигания газа . Автоматическое регулирование процесса горения повышает надежность и безопасность эксплуатации газоиспользующих агрегатов и обеспечивает их работу в соответствии с наиболее оптимальным режимом.
В существующих газоиспользующих установках применяют системы частичной или комплексной автоматизации.
Современная комплексная газовая автоматика состоит из следующих основных систем: автоматики регулирования, автоматики безопасности, аварийной сигнализации, теплотехнического контроля.
Автоматика регулирования бытовых, коммунальных и промышленных газовых приборов и агрегатов предназначена для управления и регулирования процесса горения газа таким образом, чтобы газовые приборы и агрегаты работали на заданном режиме и обеспечивали оптимальный режим горения газа. Так, у емкостных водонагревателей поддерживается постоянная температура воды в баке, у паровых котлов - постоянное давление пара, у отопительных водогрейных котлов - температура воды в котле.
Автоматика безопасности прекращает подачу газа к горелкам газоиспользующих установок при:
погасании факела в топке;
повышении или понижении давления газа на подводящем газопроводе за установленные пределы;
понижении разрежения в топке;
понижении давления воздуха перед горелками;
повышении температуры воды в котле;
повышении давления пара в котле.
При отключении агрегатов подаются звуковой и световой сигналы. Контролируют также загазованность помещений, где установлены газовые приборы и агрегаты.
Приборы контроля и сигнализации дают возможность устанавливать дистанционное управление газоиспользующих установок.
Приборы теплотехнического контроля помогают обслуживающему персоналу вести технологический процесс в оптимальном режиме.
Степень автоматизации газоисполбзующего агрегата зависит от конкретных условий его эксплуатации.

Комбинированные горелки

Комбинированные горелки
Горелки, работающие одновременно или раздельно на газе и мазуте или на газе и угольной пыли, называются комбинированными. Их применяют при перебоях в подаче газа, когда необходимо срочно перейти на другой вид топлива; когда газовое топливо не обеспечивает необходимого температурного режима топки; когда подача газа на данный объект производится только в определенное время (ночью) для выравнивания суточной неравномерности газопотребления.
Наибольшее распространение получили газомазутные горелки с принудительной подачей воздуха.
Комбинированная газомазутная горелка состоит из газовой, воздушной и жидкостной частей. Газовая часть представляет собой полое кольцо, имеющее штуцер для подвода газа и восемь трубочек для распыления газа.
Жидкостная часть горелки состоит из мазутной головки и внутренней трубки, заканчивающейся форсункой. Подача мазута в горелку регулируется вентилем. Воздушная часть горелки состоит из камеры, завихрителя, воздушной заслонки, с помощью которой можно регулировать подачу воздуха.
Завихритель служит для лучшего перемешивания струи мазута с воздухом. Давление воздуха 2-3 кПа, давление газа до 50 кПа, а давление мазута до 0,1 МПа.
Применение комбинированных горелок дает более высокий эффект, чем одновременное использование газовых горелок и мазутных форсунок или газовых и пылеугольных горелок.
Комбинированные горелки необходимы для надежной и бесперебойной работы газоиспользующих установок крупных промышленных предприятий, электростанций и других потребителей, для которых перерыв в работе недопустим.
Рассмотрим принцип действия комбинированной пылегазовой горелки конструкции Мосэнерго. При работе на угольной пыли в топку по кольцевому каналу центральной трубы подается смесь первичного воздуха с угольной пылью, а вторичный воздух поступает в топку через улитку.
В качестве резервного топлива служит мазут, в этом случае в центральной трубе устанавливается мазутная форсунка. При переводе горелки на газовое топливо мазутную форсунку заменяют кольцевым каналом, по которому подается газовое топливо.
В центральной части канала установлена труба с чугунным наконечником. В наконечнике имеются 24 косые щели, через которые выходит газ, пересекающийся с потоком закрученного воздуха, выходящего из улитки. В усовершенствованных конструкциях горелок в наконечнике вместо щелей предусмотрено 115 отверстий диаметром 7 мм. В результате скорость выхода газа увеличилась почти в два раза (150 м/с).
В новых конструкциях горелки применяется периферийная подача газа, при которой газовые струйки, имеющие более высокую скорость, чем воздушные, пересекают закрученный поток воздуха, движущийся со скоростью 30 м/с, под прямым углом. Такое взаимодействие потоков газа и воздуха обеспечивает более полное их перемешивание, в результате чего газовоздушная смесь сгорает с минимальными потерями.
Горелки блочные газовые БГ-Г предназначены для использования в камерах сгорания тепловых агрегатов различного назначения (паровые и водогрейные котлы, печи, асфальтосмесительные установки и т. д.). В качестве топлива в горелках используют природный газ. Во входной части корпуса расположен воздухозаборник, в котором на оси установлена воздушная заслонка с приводом. Привод воздушной заслонки состоит из электромагнита и системы рычагов, связанных с осью заслонки. К корпусу крепится электродвигатель, на вал которого насажен центробежный вентилятор.
К фланцу корпуса крепится смеситель, внутри которого установлен газовый насадок с завихрителем и электродами. К торцу смесителя крепится горловина.
Для доступа к газовому насадку и подводящим высоковольтным проводам электродов смеситель при помощи двух быстросъемных пальцев может откидываться в одну или другую сторону.
Газовый насадок соединен с газовой разводкой, на которой установлена в зависимости от типоразмера горелки необходимая газовая арматура. Места соединений газового насадка с газовой разводкой и газовой разводки со смесителем горелки уплотнены уплотнительным кольцом и прокладкой.
Управляют работой горелки с пульта управления, который крепится к корпусу с помощью кронштейна.
Воздух в горелку подается электровентилятором. Количество воздуха, поступающего в зону горения, регулируют воздушной заслонкой.
При номиральной тепловой мощности горелки электромагнит обесточен и воздушная заслонка открыта (положение 0 на лимбе воздухосборника). В режиме "малый огонь" на электромагнит подается питание, он срабатывает, и воздушная заслонка, поворачиваясь на оси, перекрывает воздухосборник (положение 3 на лимбе воздухосборника).
Газ поступает по газовой разводке в газовый насадок и через его газораздающие отверстия попадает в поток воздуха, закрученных завихрителем. Количество газа, подаваемого на горение, регулируют электромагнитными вентилями.
Газовоздушная смесь поджигается искрой, возникающей между запальным электродом и газовым насадком при подаче тока высокого напряжения от импульсного генератора.
Давление газа перед горелкой контролируют датчиком-реле, а давление воздуха для горения - датчиком-реле. Наличие пламени контролируют блоком контроля пламени, расположенным в пульте управления и получающим импульс от датчика контроля пламени. Для наблюдения за горением на корпусе горелки имеется смотровой глазок.
Режим продувки. Включают электровентилятор, подающий воздух в горелку. Привод обесточен, заслонка полностью открыта, подается максимальное количество воздуха для обеспечения продувки. Электромагнитные вентили на газовой разводке обесточены, что препятствует подаче газа в горелку.
Режим розжига. По окончании продувки горелка переходит в режим розжига, на привод подается питание, он поворачивает ось заслонки, уменьшая подачу воздуха для обеспечения розжига горелки. Одновременно включается клапан (на горелках БГ-Г-0,5 и БГ-Г-0,65 включаются два электромагнитных вентиля), подавая газ в горелку, и импульсный генератор, подавая высокое напряжение на запальный электрод. Искра, возникающая между газовым насадком и запальным электродом, поджигает газовоздушную смесь.
Режим розжига горелки одновременно является режимом "малый огонь".
Режим эксплуатации. При нормальном розжиге с появлением пламени и устойчивом горении дополнительно включается электромагнитный вентиль, отключается электромагнит, обеспечивая максимальное открытие воздушной заслонки. Горелка переходит в режим "большой огонь". Тепловую мощность регулируют с помощью регулятора температуры (для паровых котлов - регулятор давления пара, который при необходимости подает сигнал на пульт управления для изменения расхода газа и воздуха).
Горелка работает в режиме нормальной эксплуатации с трехступенчатым регулированием тепловой мощности.
Горелка БГ-Г-0,12 в зависимости от варианта изготовления работает в режиме трехступенчатого или двухступенчатого регулирования.

Горелки с принудительной подачей воздуха

Горелки с принудительной подачей воздуха
У горелок с принудительной подачей воздуха процесс образования газовоздушной смеси начинается в самой горелке и завершается в топке. Газ сгорает коротким и несветящимся пламенем. Воздух, необходимый для сгорания газа, подается в горелку принудительно с помощью вентилятора. Подача газа и воздуха производится по отдельным трубам.
Горелки с принудительной подачей воздуха часто называют двухпроводными и смесительными. Наиболее распространенные конструкции этих горелок работают на низком давлении газа и воздуха, однако некоторые конструкции можно использовать и при среднем давлении газа.
Горелки предназначены для установки в топках котлов, а также в нагревательных и сушильных печах и др.
Например, горелка с принудительной подачей воздуха низкого давления. Газ давлением до 1 200 Па поступает в сопло и выходит из него через восемь отверстий диаметром 4,5 мм. Отверстия расположены под углом 30 0 к оси горелки. В корпусе горелки установлены специальные лопатки, придающие потоку воздуха вращательное движение. Таким образом, газ в виде мелких струек поступает в закрученный поток воздуха, что способствует хорошему перемешиванию. Горелка заканчивается керамическим тоннелем, имеющим запальное отверстие.
Основные достоинства горелок с принудительной подачей воздуха: высокая производительность; широкий диапазон регулирования производительности горелок; возможность работы на подогретом воздухе.
В существующих разнообразных конструкциях горелок интенсификация процесса образования газовоздушной смеси достигается следующими способами: разбиением потоков газа и воздуха на мелкие потоки, в которых проходит смесеобразование; подачей газа в виде мелких струек под углом к потоку воздуха; закручиванием потока воздуха различными приспособлениями, встроенными внутрь горелок.

суббота, 27 декабря 2014 г.

Горелки полного предварительного смешания газа с воздухом.

Горелки полного предварительного смешания газа с воздухом.
Инжекция всего воздуха, необходимого для полного сгорания газа , обеспечивается повышенным давлением газа. Горелки полного смешения газа работают обычно в диапозоне давлений от 2 кПа до 6 кПа. Их называют инжекционными горелками среднего давления и применяют в основном в отопительных котлах и для обогрева промышленных печей. Тепловая мощность горелок обычно не превышает 2МВт. Основные трудности повышения их мощности - сложность борьбы с проскоком пламени и громоздкость смесителей.
Эти горелки дают малосветящийся факел, что уменьшает количество теплоты, передаваемой нагреваемым поверхностям путем излучения. Для увеличения количества теплоты, передаваемой излучением, эффективно применение в топках котлов и печей твердых тел, которые воспринимают теплоту от продуктов горения и излучают ее на тепловоспринимающие поверхности. Эти тела называют вторичными излучателями. В качестве вторичных излучателей используют огнеупорные стенки тоннелей, стенки топок, а также специальные дырчатые перегородки, установленные на пути движения продуктов сгорания.
Горелки полного предварительного смешения газа с воздухом подразделяют на два типа: с металлическими стабилизаторами и огнеупорными насадками.
Горелка ИГК - инжекционная горелка конструкции Казанцева - состоит из регулятора подачи воздуха, сопла, смесителя и пластинчатого стабилизатора.
Регулятор подачи воздуха горелки одновременно  выполняет функции глушителя шума, который создается за счет повышенных скоростей движения газовоздушной смеси. Пластинчатый стабилизатор обеспечивает устойчивую работу горелки без отрыва и проскока пламени в широком диапазоне нагрузок. Стабилизатор состоит из стальных пластин толщиной 0,5 мм при расстоянии между ними 1,5 мм. Пластины стабилизатора стягивают между собой стальными стержнями, которые на пути движения газовоздушной смеси создают зону обратных токов горячих продуктов сгорания и непрерывно поджигают  газовоздушную смесь.
В горелках с огнеупорными насадками природный газ сгорает с образованием малосветящегося пламени. В связи с этим передача теплоты излучением от факела горящего газа оказывается недостаточной. В современных конструкциях газовых горелок значительно повысилась эффективность использования газа. Малая светимость факела газа компенсируется излучением раскаленных огнеупорных материалов при сжигании газа методом беспламенного горения.
Газовоздушная смесь у этих горелок приготовляется с небольшим избытком воздуха и поступает в раскаленные огнеупорные каналы, где она интенсивно нагревается и сгорает. Пламя не выходит из канала , поэтому такой процесс сжигания газа называется беспламенным. Это название условное, так как в каналах пламя  имеется.
Газовоздушная смесь подогревается от раскаленных стенок канала. В местах расширения каналов и вблизи от плохо обтекаемых тел создаются зоны задержки горячих продуктов сгорания. Такие зоны - устойчивые источники постоянного подогрева и зажигания газовоздушной смеси. Беспламенная панельная горелка - поступающий в сопло из газопровода газ инжектирует необходимое количество воздуха, изменяемое с помощью регулятора воздуха. Образовавшаяся  газовоздушная смесь в смесителе поступает в распределительную камеру, проходит по ниппелям и поступает в керамические тоннели. В этих тоннелях происходит сжигание газовоздушной смеси. Распределительная камера от керамических призм теплоизолирована слоем диатомитовой крошки, что сокращает теплоотвод из реакционной зоны.
Беспламенное сжигание газа имеет следующие преимущества: полное сгорание газа при малых избытках воздуха; возможность достижения высоких температур горения; сжигание газа с высоким тепловым напряжением объема горения; передача значительного количества теплоты излучением в инфракрасной области спектра.
Существующие конструкции беспламенных горелок с огнеупорными насадками по конструкции их огневой части подразделяют: на горелки с насадками, имеющие каналы неправильной геометрической формы; горелки с насадками, имеющие каналы правильной геометрической формы; горелки, у которых пламя стабилизируется на огнеупорных поверхностях топки.
Наиболее распространены горелки с насадками правильной геометрической формы. Огнеупорные насадки таких горелок состоят из керамических плиток размером 65х45х12 мм. Беспламенные горелки получили также название горелок инфракрасного излучения.
Все тела - источники теплового излучения, возникающего за счет колебательного движения атомов. При излучении тепловая энергия веществ превращается в энергию электромагнитных волн, которые распространяются от источника со скоростью, равной скорости света. Эти электромагнитные волны, распространяясь в пространстве наталкиваются на различные предметы и легко превращаются втепловую энергию. Величина ее зависит от температуры излучающих тел. Каждой температуре соответствует определенный интервал длин волн, излучаемых телом. В данном случае передача теплоты излучением происходит в инфракрасной области спектра, а горелки, работающие по этому принципу, называются инфракрасными излучающими горелками.
Через сопло газ поступает в горелку и инжектирует весь воздух, необходимый для полногосгорания газа. Из горелки газовоздушная смесь поступает в сборную камеру и далее направляется  в огневые отверстия керамической плитки. Во избежание проскока пламени диаметр огневых отверстий должен быть меньше критической велечины и составлять 1,5 мм. Выходящая из огневых камер газовоздушная смесь поджигается при малой скорости ее вылета, чтобы избежать отрыва пламени. В дальнейшем скорость вылета газовоздушной смеси можно увеличить (полностью открыть кран), так керамические плитки нагреваются до 1 000 0С и отдают часть теплоты газовоздушной смеси, что приводит к увеличению скорости распространения пламени и предотвращению его отрыва.
Керамические плитки имеют около 600 огневых цилиндрических каналов, что составляет около 40 % поверхности плиток.
Плитки соединяют одну с другой специальной замазкой, состоящей из смеси шамотного порошка с цементом.
Если инфракрасные горелки работают на газе среднего давления, то применяют  специальные плиты из жаропрочных пористых материалов. Вместо цилиндрических каналов у них узкие искривленные каналы, которые заканчиваются расширяющимися камерами сгорания.
При сжигании газа в многочисленных каналах различных насадок происходит нагрев их внешних поверхностей до температуры около 1000 0С. В результате поверхности приобретают оранжево-красный цвет и становятся источниками инфракрасных лучей, которые поглощаются различными предметами и вызывают их нагрев.
Наиболее распространенные типы инфракрасных горелок. У горелок ГИИ-1 имеются  21 керамическая плитка, рефлектор и распределительная коробка. С помощью горелок ГИИ можно обогревать помещения и различное оборудование. Горелки используют и для обогрева открытых площадок (спортивных площадок, кафе, помещений летнего типа и т. д.).
Горелки ГНН-8 и ГК-1-38 успешно применяют для подогрева строящихся стен и штукатурки, обогрева людей, работающих в зимних условиях. Горелки могут работать на природном и сжиженном газах.

Инжекционные горелки

Инжекционные горелки
Горелки, в которых образование газовоздушной смеси происходит за счет энергии струи газа, называют инжекционными. Основной элемент инжекционной горелки - инжектор, подсасывающий воздух из окружающего пространства внутрь горелок.
В зависимости от количества инжектируемого воздуха горелки могут быть полного предварительного смешения газа с воздухом или с неполной инжекцией воздуха.
ГОРЕЛКИ С НЕПОЛНОЙ ИНЖЕКЦИЕЙ ВОЗДУХА. По способу смешения газа с воздухом такие горелки относятся к горелкам с частичным предварительным смешением. К фронту горения поступает только часть необходимого для сгорания воздуха, остальной воздух поступает из окружающего пространства. Такие горелки работают при низком  давлении газа. Их называют также инжекционными горелками низкого давления.
Основные части таких инжекционных горелок: регулятор подачи первичного воздуха, сопло, смеситель и распределительный коллектор.
Регулятор подачи первичного воздуха представляет собой вращающийся диск или шайбу и регулирует количество первичного воздуха, поступающего в горелку. Форсунка служит для превращения потенциальной энергии давления газа в кинетическую, т. е. для придания газовой струе такой скорости, которая обеспечивает подсос воздуха. Смеситель горелки состоит из трех частей: конфузора, горловины и диффузора. При выходе газовой струи из сопла в конфузоре создается разрежение и подсос воздуха. В самой узкой части смесителя - горловине - происходит выравнивание струи газовоздушной смеси. В диффузоре происходят окончательное перемешивание газовоздушной смеси и увеличение ее давления за счет снижения скорости.
Из диффузора газовоздушная смесь поступает в распределительный коллектор, который и распределяет газовоздушную смесь по отверстиям. Форма коллектора и расположение отверстий зависят от типа горелок и их назначения.
Распределительный коллектор горелок емкостных водонагревателей имеет форму окружности; у горелок проточных водонагревателей коллектор состоит из параллельно расположенных трубок; у агрегатов , имеющих удлиненную топку, коллектор удлиненной формы; у горелок для чугунного котла коллектор в виде прямоугольника с большим числом мелких отверстий.
Инжекционные горелки низкого давления имеют ряд положительных качеств, благодаря которым их применяют в бытовых газовых приборах, а также в газовых приборах для предприятий общественного питания и других коммунально-бытовых потребителей газа. Горелки используют также в чугунных отопительных котлах.
Основные преимущества инжекционных горелок низкого давления: простота конструкции; устойчивая работа горелок при изменении нагрузок; надежность и простота обслуживания; безшумность работы; возможность полного сжигания газа и работа на низких давлениях газа; отсутствие подачи воздуха под давлением.
Важной характеристикой инжекционных горелок неполного смешения является коэффициент инжекции - отношение объема инжектируемого воздуха к объему воздуха, необходимого для полного сгорания газа. Так, если для полного сгорания 1 м3 газа необходимо 10 м3 воздуха, а первичный водух составляет 4 м3, то коэффициент инжекции равен 4 : 10 = 0,4.
Характеристикой горелок является также кратность инжекции - отношение первичного воздуха к расходу газа горелкой. В данном случае, когда на 1 м3 сжигаемого газа инжектируется  4 м3 воздуха, кратность инжекции равна 4.
В зависимости от давления газа в инжекционных горелках подсасывается от 30 до 70 % воздуха , необходимого для сжигания газа.
Достоинством инжекционных горелок является их саморегулирование, т. е. поддержание постоянной пропорции между количеством подаваемого в горелку газа и количеством инжектируемого воздуха при постоянном давлении газа.
Пределы устойчивой работы инжекционных горелок ограничены возможностями отрыва и проскока пламени. Это значит, что увеличить или уменьшить давление газа перед горелкой можно только в определенных пределах.

Диффузионные горелки

Диффузионные горелки
В диффузионных горелках воздух, необходимый для сгорания газа, поступает из окружающего пространства к фронту горения за счет диффузии.
Такие горелки применяют обычно в бытовых приборах. Их можно использовать, если необходимо распределить пламя по большой поверхности.
Наиболее простые по конструкции и по обслуживанию диффузионные горелки представляют собой трубу с высверленными отверстиями.
К промышленным горелкам диффузионного типа относят подовые щелевые горелки.
Щелевая подовая горелка состоит из газового коллектора (Ж = 32-80 мм), изготовленного из стальной трубы и имеющего два ряда отверстий Ж = 1-3 мм, просверленных в шахматном порядке под углом от 60 до 1200 один к другому, и щели из огнеупорного кирпича, в нижней части которой вдоль оси размещается коллектор.
Газ через отверстия в коллекторе выходит в щель, равномерно распределяясь по ее длине. Воздух для горения поступает в ту же щель снизу и перемешивается с газом. По мере смешивания с воздухом в щели начинается горение газа, щель разогревается и обеспечивает надежную стабилизацию пламени на всех режимах работы горелки.
Подовые горелки могут работать на низком (130 или 200 мм вод. ст.) и среднем (3000 мм вод. ст.) давлении газа при естественной и искусственной тяге.
При достаточной площади топки для повышения равномерности теплоотдачи и уменьшения теплового напряжения щели устанавливают несколько горелок, расстояние между коллекторами которых принимают 500 мм и больше. Расстояние от горелок к боковым стенкам должно быть не менее 400 мм.
Ширина щели в горелке низкого и среднего давления одинакова и составляет 110 мм, номинальное давление воздуха 50 мм вод. ст. Минимальное рабочее давление газа для горелок низкого давления 20 и среднего давления - 100 мм вод. ст.

Газовые горелки

Газовые горелки
Классификация
Устройство, обеспечивающее устойчивое сжигание газообразного топлива и регулирование процесса горения, называется газовой горелкой. Основные функции газовых горелок: подача газа и воздуха к фронту горения газа, смесеобразование, стабилизация фронта воспламенения , обеспечение требуемой интенсивности процесса горения газа.
По способу подачи в топочную камеру газа и воздуха и условий их смешения все горелки можно разделить на четыре группы:
без предварительного смешения газа с воздухом - диффузионные;
с полным предварительным смешением газа с воздухом - кинетические;
с неполным предварительным смешением газа с воздухом;
с частичным предварительным смешением газа с воздухом.
Широкое распространение имеет классификация горелок по способу подачи воздуха. По этому признаку горелки подразделяют на:
бездутьевые - воздух поступает в топку за счет разрежения в ней;
инжекционные - воздух засасывается за счет энергии струи газа;
дутьевые - воздух подается в горелку или топку с помощью вентилятора.
Горелки могут работать при различных давлениях газа: низком - до 5 000 Па, среднем - от 5 000 Па до 0,3 МПа и высоком - более 0,3 МПа. Наибольшее распространение имеют горелки , работающие на низком и среднем давлениях газа. Важная характеристика горелки - ее тепловая мощность
QТ = QHC *VГ,
где QT - тепловая мощность горелки, МВт (кДж/ч);
QНС - низшая теплота сгорания газа, кДж/м3;
VГ - часовой расход газа горелкой, м3/ч.
Различают максимальную, минимальную и номинальную тепловые мощности газовых горелок. Максимальная тепловая мощность достигается при длительной работе горелки с наибольшим расходом газа и без отрыва пламени. Минимальная тепловая мощность соответствует устойчивой работе горелки при наименьших расходах газа без проскока пламени. Номинальная тепловая мощность горелки соответствует режиму работы с номинальным расходом газа, т. е. расходом , обеспечивающим максимальный КПД при наибольшей полноте сжигания газа. В паспортах горелок указывают номинальную тепловую мощность.
Максимальная тепловая мощность горелки должна превышать номинальную не более чем на 20 %. Если номинальная тепловая мощность горелки по паспорту 10 000 кДж/ч, то максимальная должнабыть 12 000 кДж/ч.
Важной характеристикой горелки является диапазон регулирования тепловой мощности
n = Qmin / Qmax,
где n - предел регулирования тепловой мощности; n =  2 -5.
В эксплуатации находится большое количество горелок различных конструкций. Общие требования для всех горелок: обеспечение полноты сгорания газа, устойчивость приизменениях тепловой мощности, надежность и эксплуатации, компактность, удобства при обслуживании.

пятница, 26 декабря 2014 г.

Рациональное сжигание газа и защита воздушного бассейна

Рациональное сжигание газа и защита воздушного бассейна
Защита воздушного бассейна от загрязнений - одна из важнейших проблем современности. Быстро развивающиеся  промышленность и транспорт приводят к загрязнению атмосферы  дымом, диоксидом углерода, парами хлора, пылью металлургических и других промышленных предприятий. Выхлопные газы автомобилей выбрасывают в атмосферу свинец и оксид углерода. Так, в одном литре этилированного бензина содержится 200-500 мг свинца.
Перевод в крупных городах автомобилей на сжиженных газ во многом способствует очищению воздушного бассейна.
Другой источник загрязнения воздушного бассейна - все возрастающие темпы потребления различного топлива, с ростом потребления которого увеличивается количество выбрасываемых в атмосферу токсичных и канцерогенных веществ. Известно, что при сжигании топлива образуются вредные для здоровья человека вещества: сажа, зола, оксид углерода, оксиды азота и др.
Токсичным веществом является оксид азота NO, один из наиболее опасных загрязнителей воздушного бассейна. Оксид азота образуется в пламени, в зоне высоких температур, путем соединения азота с кислородом. При температурах 1500-1800оС наблюдается наибольшая концентрация NO. Выбрасываемые в атмосферу горячие газы охлаждаются, и оксид азота превращается в диоксид азота (NO2). Оксиды азота, попадая в организм человека, поглощаются кровью и оказывают вредное действие на органы дыхания. В нашей стране установлены прндельно допустимые нормы концетрации оксидов азота в атмосфере населенных пунктов (0,085 мг/м3). Продукты сгорания должны удаляться через дымовые трубы.
При сжигании твердого и жидкого топлива могут образоваться канцерогенные вещества, которые способствуют возникновению раковых заболеваний. Особенно опасна тонкая пыль, адсорбирующая химические вещества воздуха и переносящая их в легкие человека.
Сажа, образующаяся в процессе горения и несущая мельчайшие частицы угля, может быть носителем ароматических веществ, вызывающих различные тяжелые заболевания. В связи с этим перед человечеством стоит важнейшая проблема борьбы с загрязнением воздушного  бассейна.
Однако из наиболее эффективных средств борьбы - замена твердого и жидкого топлива природным газом. Каждый год тысячи промышленных и коммунальных предприятий переходят на газовое топливо.
Большим достоинством природного газа является то , что при его сжигании не образуются твердые частицы. Если месторождения природных газов содержат сероводород, то его обязательно удаляют, чтобы исключить возможность образования оксидов серы.
Отечественные газогорелочные устройства обеспечивают полноту сжигания газа и уменьшают концентрацию оксида углерода в продуктах сгорания до допустимых пределов. Существующие методы сжигания газа и конструкции горелок обеспечивают снижение количества образующихся оксидов азота до приемлемого минимума.
С целью сокращения выбросов вредных веществ в окружающую среду и улучшения очистки уходящих газов от вредных примесей повсеместно совершенствуют технологические процессы и транспортные средства, увеличивают выпуск высокоэффективных газо- и пылеулавливающих аппаратов, водоочистного оборудования, а также приборов и автоматических станций контроля за состоянием  окружающей среды.

Основные направления повышения эффективности использования газового топлива

Основные направления повышения эффективности использования газового топлива
Газовое топливо, добываемое с огромными затратами трудовых и материальных ресурсов, часто используется с недостаточно высокой эффективностью. При правильном контроле процесса горения и использовании теплоты уходящих газов КПД котлов, работающих на газе, достигает 90-94%, а при отсутствии должного контроля существенно снижается. Повышение эффективности использования газа имеет большое народно-хозяйственное значение. Одна из актуальных задач, стоящих перед работниками газовых хозяйств, - систематическая работа над повышением КПД использования теплоты.
Для устранения перерасхода газового топлива необходимо осуществлять систематический контроль за его сжиганием. Это дает возможность устранять потери теплоты, вызванные неполнотой сгорания, высокой температурой уходящих газов, большим избытком воздуха. Эффективность использования газового топлива можно определить по методике, разработанной профессором М. Б. Равичем.
Для повышения эффективности использования газа в газоиспользующих установках необходимо быстро и с минимальными затратами труда определять потери теплоты и КПД газоиспользующих установок.
Эффективносить использования газового топлива во многом зависит от правильности его выбора. Так, для высокотемпературных процессов целесообразно использовать газ с малым содержанием балланста и высокой жаропроизводительностью. В этом случае обеспечивается повышение производительности газовых установок и, благодаря уменьшению продолжительности процесса сгорания газа и снижению потерь топлива в окружающую среду, снижается удельный расход топлива на единицу выпускаемой продукции.
Во многих технологических процессах, связанных с процессами сушки воздухом, применяется промежуточный теплоноситель - водяной пар. Получение водяного пара требует дополнительных источников теплоты, а между тем для сушки с успехом можно применять продукты сгорания газа, тогда отпадает необходимость специальных котельных установок и калориферов для нагрева воздуха паром.
Известно, что при сжигании 1 м3 газа выделяется 2 м3 водяного пара, уходящего с продуктами сгорания. Если теплоту конденсации этих водяных паров использовать  для нагрева питательной воды, можно повысить КПД котельных установок.
Другой резерв повышения эффективности использования газового топлива - сжигание газа в горелочных устройствах при больших тепловых напряжениях, что позволяет получать большее количество теплоты в малом объеме.
Многие технологические процессы протекают при высокой температуре уходящих газов. Эффективность использования газа в этом случае повышается, если использовать теплоту уходящих газов для производства пара, нагрева воды или воздуха. Каждая калория, вносимая в печь с подогретым воздухом, экономит несколько калорий теплоты сжигаемого газа.
Однако сооружение специальных рекуператоров хотя и приводит к значительной экономии газа, но требует дополнительных капиталовлажений. Поэтому актуальной задачей является разработка методов снижения температуры уходящих газов и повышения эффективности использования газа, не связанных с применением дополнительного оборудования и капитальных вложений.
Наиболее прогрессивен метод ступенчатого использования теплоты продуктов сгорания, основанный на сочетании работы низкотемпературных, среднетемпературных и высокотемпературных установок.
Теплоту уходящих газов, отводимых от котлов и печей, можно использовать для отопления сушильных установок, а теплоту конденсации водяного пара, содержащегося в продуктах сгорания газа, отводимых из котлов или сушилок, - для нагрева воды в контактных экономайзерах. Таким образом, продукты сгорания, отводимые из высокотемпературных установок, используют в низкотемпературных процессах для отопления этих установок. КПД ступенчатых установок может быть доведен до 95%.
Продукты сгорания газа можно с успехом использовать в качестве источника диоксида углерода и инертных газов. Большой интерес представляет применение  диоксида углерода для ускорения развития растений и повышения урожая. Известно, что органическая масса растений образуется путем фотосинтеза из CO2 и H2O.
В атмосфере воздуха содержится около 0,03 % CO2 по объему и 21 % O2. Многие  растения до сих пор не приспособились к таким концентрациям CO2 и O2, их фотосинтетический аппарат и сейчас лучше работает при значительно более высоких концентрациях CO2 (чем 0,03 %) и при более низких (чем 21 %) концентрациях кислорода. Поэтому более высокие показатели роста растений и повышения  урожайности наблюдаются в искусственных условиях при повышении концетрации CO2 и снижении концентрации O2 в окружающем воздухе.
Повышение концентрации  диоксида углерода в теплицах с доведением содержания CO2 в воздухе теплиц до 0,3 % позволяет увеличить на 20 % урожай огурцов и других овощей, на 50 % - число цветов и ускорить их развитие, примерно на 100 % повысить зеленую массу табака, чая, герани и других культур.
Обогащение воздуха теплиц диоксидом углерода имеет важное значение, так как с ростом количества теплиц и применением гидропоники, при которой отсутствует выделение CO2 из почвы, потребность в диоксиде углерода значительно возрастает.
Чистые продукты сгорания природного газа можно использовать для хранения в течение длительного срока фруктов и других пищевых продуктов.
Продукты полного сгорания газа можно применять также в качестве инертных газов для изоляции огнеопасных и взрывоопасных материалов от контакта с воздухом, продувки взрывоопасной аппаратуры.

четверг, 25 декабря 2014 г.

Методы сжигания газа

Методы сжигания газа
В зависимости от способа образования газовоздушной смеси методы сжигания газа можно разделить на диффузионный, кинетический и смешанный (диффузионно-кинетический). Диффузионно-кинетический метод сжигания газа реализуется в двух вариантах: неполным предварительным без образования однородной смеси и частичным предварительным смешением газа с воздухом. При частичном предварительном смешении образуется однородная  смесь с недостатком окислителя в начальной смеси.
При диффузионном методе сжигания к фронту горения газ поступает под давлением, а необходимый для горения воздух - из окружающего пространства за счет молекулярной или турбулентной диффузии. Смесеобразование здесь протекает одновременно с процессом горения, поэтому скорость процесса горения в основном определяется скоростью смесеобразования.
Процесс горения начинается после образования контакта между газом и воздухом. К струе газа диффундирует воздух, а из струи газа в воздух - газ. Сгорание топлива осуществляется в тонком поверхностном слое  факела, называемом фронтом горения, к которому из внутренней части факела поступает газ, а из топки - воздух.
Выделяемые продукты сгорания осложняют взаимную диффузию газа и воздуха, в результате чего горение протекает медленно с образованием частиц сажи. Этим и объясняется, что диффузионное горение характеризуется значительной длиной и светимостью пламени.
Одно из достоинств диффузионного метода сжигания газа - возможность регулирования процесса горения в широком диапазоне. Процесс смесеобразования легко управляем при применении различных регулировочных элементов. Площадь и длину факела можно регулировать дроблением струи газа на отдельные факелы, изменением диаметра сопла горелки, регулированием давления газа и т.д.
Преимущества диффузионного метода сжигания: высокая устойчивость пламени при изменении тепловых нагрузок, отсутствие проскока пламени, равномерность температуры по длине пламени. Недостатки этого метода: вероятность термического распада углеводородов, потребность в больших топочных объемах, низкая интенсивность горения, вероятность неполного сгорания газа.
При кинетическом методе сжигания к месту горения подается газовоздушная смесь, полностью подготовленная внутри горелки. Газовоздушная смесь сгорает в коротком факеле в виде голубого прозрачного конуса. Сгорание топлива в данном случае осуществляется на поверхности этого конуса, называемом фронтом кинетического горения. Достоинство этого метода сжигания - малая вероятность химического недожога, небольшая длина пламени, высокая температура факела. Недостатком является необходимость стабилизации газового пламени.
При реализации диффузионно-кинетического метода сжигания факел имеет два фронта горения: кинетический , в виде голубого прозрачного конуса, и диффузионный, в котором происходит догорание топлива. Факел при этом прозрачный бледно-голубого цвета.
В горелках с неполным предварительным смешением воздух поступает в полном объеме. Из горелки выходит плохо перемешанная неоднородная газовоздушная смесь. Воздух к диффузионному фронту горения поступает из внутренней части факела.
При частичном предварительном смешении горелка обеспечивает предварительное смешение газа только с частью воздуха, необходимого для полного сгорания газа, остальной воздух поступает из окружающей среды непосредственно к факелу. В этом случае сначала выгорает во фронте кинетического горения лишь часть газа, смешанная с первичным воздухом, а оставшаяся часть газа, разбавленная продуктами сгорания, выгорает после присоединения кислорода вторичного воздуха из топки во фронте диффузионного горения.

вторник, 23 декабря 2014 г.

Стабилизация газового пламени

Стабилизация газового пламени
Сжигание газа осуществляют в газовых горелках. При устойчивом горении в зоне горения устанавливается динамическое равновесие между стремлением пламени продвинуться навстречу движению газовоздушной смеси и стремлением потока продвинуть пламя от устья горелки в топку.
Пределами устойчивости работы горелок являются отрыв и проскок пламени в горелку. При большой скорости движения газовоздушной смеси наблюдается перемещение фронта пламени в направлении движения, полное отделение пламени от горелки и последующее его погасание. Это явление называется отрывом пламени. При уменьшении подачи и скорости выхода газовоздушной смеси стабильное горение нарушается и пламя начинает втягиваться в горелку. Когда горение газовоздушной смеси происходит внутри горелки, возникает проскок пламени.
Итак, для поддержания устойчивого горения необходимо обеспечить определенное соотношение между скоростью распространения пламени и скоростью поступления газовоздушной смеси к месту ее горения. На устойчивость пламени оказывает влияние также соотношение объемов газа и воздуха в газовоздушной смеси, причем , чем больше газа, тем устойчивее пламя.
При проскоке пламени горение газа происходит внутри горелки. Это приводит к неполному сгоранию газа и образованию оксида углерода или даже погасанию пламени. Горение газа внутри горелки приводит к тому, что она раскаляется и может выйти из строя. При отрыве пламени газовоздушная смесь поступает в окружающее пространство, что может привести к взрыву газовоздушной смеси. По этому обеспечение стабильного горения газа - важнейшее условие его безопасного использования.
Стабилизацию пламени газовоздушной смеси можно обеспечить с помощью специальных устройств. Необходимые условия при этом: поддержание скорости выхода газовоздушной смеси в безопасных пределах; поддержание температуры в зоне горения не ниже температуры воспламенения газовоздушной смеси.
Когда в горелку поступает не газовоздушная смесь, а чистый газ, пламя наиболее устойчиво. Объясняется это тем, что в чистом газе пламя не распространяется и проскок пламени не возникает. Однако при резком увеличении скорости выхода газа может произойти отрыв пламени, но и он менее вероятен, чем при подаче газовоздушной смеси. При подаче чистого газа в горелку его расход можно регулировать в достаточно широких пределах.
Если же к факелу подается газовоздушная смесь, содержащая 50-60 % воздуха от теоретически необходимого для полного сжигания газа, то горение такой смеси будет менее устойчивым. Наименее устойчиво горение заранее подготовленных для полного сжигания газа газовоздушных смесей.  Итак, чем меньше воздуха содержится в газовоздушной смеси, тем устойчивее процесс его сгорания.
Стабилизация пламени при сжигании полностью подготовленной газовоздушной смеси достигается  с помощью специальных устройств. Например, проскок пламени предотвращается, если сузить выходное отверстие для газовоздушной смеси. Увеличивающаяся при этом скорость выхода смеси не позволяет произойти проскоку. Пламя не распространяется через узкие щели плоской стабилизирующей решетки, так как в них газовоздушная смесь быстро охлаждается. Если выходное отверстие выполнено в виде мелкой решетки, то это тоже предотвращает проскок пламени в горелку. Вероятность проскока пламени можно снизить, если охлаждать выходное отверстие носика горелки. Скорость распространения пламени в этом месте снижается, и температура смеси становится ниже температуры воспламенения.
Отрыв пламени от горелки предотвращенают установкой различных устройств. Например, у устья горелки помещают небольшую дежурную горелку с устойчивыи факелом для постоянного поджигания выходящей из горелки газовоздущной смеси, либо на поду печи выполняют горку из битого огнеупорного кирпича.
Наибольшее распространение получила стабилизация горения с помощью огнеупорных тоннелей. Газовоздушная смесь поступает из кратера горелки в цилиндрический тоннель диаметр которого в 2-3 раза больше диаметра кратера горелки. При резком расширении тоннеля вокруг корневой части факела создается разрежение, что вызывает обратное движение части ракаленных продуктов горения. За счет этого температура газовоздушной смеси  в корне факела повышается и обеспечивается устойчивая зона зажигания. Такой же эффект достигается при размещении на выходе из горелки плохо обтекаемого тела (рассекающий стабилизатор).

понедельник, 22 декабря 2014 г.

Скорость распространения газового пламени

Скорость распространения газового пламени
Важная характеристика горения газообразного топлива - скорость распространия пламени в газовоздушной смеси.
Расстояние, на которое сдвигается фронт пламени за единицу времени в заданном направлении относительно неподвижной горючей смеси, есть видимая скорость распространения пламени.
Линейная скорость перемещения элемента фронта пламени относительно свежей смеси по направлению , перпендикулярному к поверхности фронта пламени в данном месте, называется нормальной скоростью распространения.
Если обозначить скорость потока в какой-нибудь точке фронта пламени через Wn, нормальную скорость распространения пламени через VH =WH, а угол между ними через ф то
VH =WH = Wn x cosф.
Для упращения можно принять, что нормальная скорость распространения пламени по всему фронту одинакова. Тогда нормальная скорость распространения пламени будет равна количеству проходящей через горелку газовоздушной смеси , деленному на площадь поверхности пламени , которая имеет форму конуса
VH =VСМ/Sкон ,
Sкон - поверхность фронта горения (принимаем для простоты в виде конуса), м2.
Если радиус основания конуса обозначить через r, а высоту конуса - через h, то получим
SКОН = Пиr корень из r2+h2.
Нормальная скорость распространения пламени
VКОН = V СМ Пи r корень из (r2 + h).
На практике можно пользоваться экспериментальными данными:
Например, что наибольшая скорость распространения пламени у водорода (4,83м/с), а максимальное значение скорости достигается, когда содержание водорода в смеси с воздухом составляет около 38 %. Скорость распространения пламени у метана примерно в 7 раз меньше , чем у водорода (0,67 м/с), и достигает максимума при содержании метана в смеси с воздухом около 10 %.
С увеличением диаметра  трубки скорость распространения пламени возрастает. Скорость распространения пламени зависит от ряда факторов: характера движения газовоздушной смеси, теплопроводности и состава газа, температуры, содержания в газе различных примесей и т. д.
Например , при сжигании природного газа необходимо учитывать следующие особенности метановоздушной смесей. Низкая скорость распространения пламени метана препятствует проникновению зоны горения в горелку и облегчает применения для сжигания метана горелок предварительного смешения, особенно при работе их на подогретом воздухе.

Продукты сгорания газа и контроль за процессом горения

Продукты сгорания газа и контроль за процессом горения
Продуктами полного сгорания природного газа является: диоксид углерода CO2, водяные пары H2O, некоторое количество избыточного кислорода O2 и азот N2. Избыточный кислород содержится в продуктах горения только в тех случаях, когда горение происходит с избытком воздуха, а азот в продуктах сгорания содержится всегда, так как является составной частью воздуха и не принимает участия в горении. Продуктами неполного сгорания газа является: оксид углерода CO, несгоревшие водород H2, и метан CH4, тяжелые углеводороды Cm Hn  и сажа.
Таким образом, чем больше в продуктах сгорания диоксида углерода CO2, тем меньше будет в них оксида углерода CO, т.е. тем полнее будет сгорание. Исходя из этого, введено понятие "максимальное содержание CO2max в продуктах сгорания". Это количество CO2, которое можно было бы получить в сухих продуктах сгорания при полном сгорании газа без избытка воздуха (т.е. при a=1).
Зная процентное содержание CO2 в продуктах сгорания, можно определить коэффициент избытка воздуха a. Для этого с помощью газоанализатора следует определить количество CO2 в продуктах сгорания газа и далее CO2max для данного вида топлива разделить на экспериментально найденную величину CO2. Так, например, если при сжигании дашавского газа в продуктах его сгорания содержится диоксида углерода 10,2 %, то коэффициент избытка воздуха в топке
a =CO2max /CO2анализ = 11,8/10,2=1,15.
Коэффициент избытка воздуха можно также определить по содержанию кислорода в продуктах сгорания по формуле a=21/21-O2.

воскресенье, 21 декабря 2014 г.

Условия воспламенения и горения газа

Условия воспламенения и горения газа
Горение газообразного топлива представляет собой сочетание следующих физических и химических процессов: смешение горючего газа с воздухом , подогрев смеси, термическое разложение горючих компонентов, воспламенение и химическое соединение горючих элементов с кислородом воздуха, сопровождаемое образованием факела (пламени) с интенсивным тепловыделением.
Устойчивое горение газовоздушной смеси возможно при непрерывном подводе к фронту горения необходимых количеств горючего газа и воздуха, их тщательном перемешивании и нагреве до температуры самовоспламенения.
Воспламенение газовоздушной смеси может быть осуществлено:
нагревом всего объема газовоздушной смеси до температуры самовоспламенения. В этом случае газовоздушная смесь воспламеняется и горит без постороннего источника зажигания. Такой способ применяют в двигателях внутреннего сгорания, где газовоздушную смесь нагревают быстрым сжатием до определенного давления;
применением посторонних источников зажигания (высоконагретых тел, запальников и т.д.). В этом случае до температуры воспламенения нагревается не вся газовоздушная смесь, а часть ее. Данный способ применяется при сжигании газов в горелках газовых приборов.
Для начала реакции горения газообразного топлива следует затратить определенное количество энергии, необходимой для разрыва молекулярных связей и создания новых.
Молекулы газа и воздуха находится в постоянном хаотическом движении, сопровождающемся столкновениями. Кинетическая энергия молекул пропорциональна абсолютной температуре газов. Энергия столкновения возрастает с повышением абсолютной температуры.
При температуре воспламенения сила удара такой молекулы о встречную так велика, что связи между атомами не выдерживают и молекула распадается на атомы. При соединении горючих (углерод, водород) атомов с кислородом выделяется дополнительная энергия, температура молекул повышается и процесс горения приобретает цепной характер со все возрастающей скоростью до полного соединения кислорода с горючими компонентами газа.
Не всякую холодную газовоздушную смесь можно поджечь внешним источником зажигания. Чтобы смесь воспламенилась и продолжала сгорать, нужны определенные соотношения объемов сжигаемого газа и подаваемого воздуха. Если газа в газовоздушной смеси мало, а воздуха много, то смесь гореть самостоятельно не может. Горение такой смеси через определенное время прекратится, так как выделяющейся теплоты будет недостаточно для нагрева газовоздушной смеси до температуры воспламенения. Если в смеси недостаточно воздуха, то при воспламенении может сгореть ограниченное количество газа и выделяемой химической энергии будет недостаточно для поддержания температуры не ниже температуры воспламенения газовоздушной смеси.
Итак, для процесса горения газовоздушной смеси необходимо, чтобы количество газа и воздуха в газовоздушной смеси было в определенных пределах. Эти пределы называются пределами воспламеняемости или пределами взрываемости. Различают нижний и верхний пределы воспламеняемости. Минимальное содержание газа в газовоздушной смеси, выраженное в объемных процентах, при котором происходит воспламенение, называется нижним пределом воспламеняемости. Максимальное содержание газа в газовоздушной смеси, выше которого смесь не воспламеняется без подвода дополнительной теплоты, называется верхним пределом воспламеняемости.
Газовоздушная смесь, в которой содержание газа больше верхнего предела воспламеняемости , может гореть при подогреве газовоздушной смеси. Если смесь будет подогреваться, то пределы воспламеняемости расширяются за счет снижения нижнего предела воспламеняемости и повышения верхнего. Если газовоздушную смесь нагреть до температуры ее воспламенения, то она воспламенится и будет гореть при любом соотношении газа и воздуха.
Если в газовоздушной смеси содержится газа меньше нижнего предела воспламеняемости, то она не будет гореть. Если в газовоздушной смеси недостаточно воздуха, то горение протекает не полностью.
Значения пределов воспламеняемости зависят также от давления газовоздушной смеси. При повышении давления диапазон между нижним и верхним пределами воспламеняемости расширяется.
Большое влияние на величины пределов взрываемости оказывают инертные примеси в газах. Увеличение содержания в газе балласта (N2 и CO2) сужают пределы воспламеняемости, а при повышении содержания балласта выше определенных пределов газовоздушная смесь не воспламеняется при любых соотношениях газа и воздуха.

суббота, 20 декабря 2014 г.

Особенности газового топлива

Использования газа
Особенности газового топлива
Природный газ имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами топлива:
стоимость добычи природного газа значительно ниже, а производительность труда значительно выше, чем при добыче угля и нефти;
высокая теплота сгорания делает целесообразным транспортирование газа по магистральным газопроводам на значительные расстояния;
обеспечивается полнота сгорания и облегчаются условия труда обслуживающего персонала;
отсутствие в природных газах оксида углерода предотвращает возможность отравления при утечки газа, что особенно важно при газоснабжении коммунальных и бытовых потребителей;
газоснабжение городов и населенных пунктов значительно улучшает состояние их воздушного бассейна;
обеспечиваются возможность автоматизации процессов горения, достижение высоких КПД, причем наибольшее увеличение КПД достигается в жилищно-коммунальном хозяйстве (в бытовых приборах, отопительных печах и котлах малой производительности);
природный газ - ценное сырье для химической промышленности;
высокая жаропроизводительность (более 2000 0С) позволяет эффективно применять природный газ в качестве энергетического и технологического топлива.
Природный газ как промышленное топливо имеет следующие технологические преимущества:
при сжигании природного газа требуется минимальный избыток воздуха для горения и достигаются высокие температуры в печи;
природный газ содержит наименьшее количество таких вредных химических примесей, как сероводород;
при сжигании природного газа можно обеспечить более точную регулировку требуемой температуры, чем при сжигании других видов топлива, что имеет большое значение для процессов, требующих высокой точности температурного режима. Кроме того, это позволяет экономить топливо, так как из-за более широких колебаний регулирования диапазонов теммператур при сжигании других видов топлива приходится часто вести процесс на верхнем температурном пределе, что влечет за собой перерасход топлива;
использование природного газа позволяет осуществить сравнительно быстрый разогрев тепловых агрегатов и свести к минимуму тепловые потери при остановке этих агрегатов, что также способствует экономии топлива;
при использовании природного газа отсутствуют потери от механического недожога;
при сжигании природного газа горелки можно расположить в любом месте печи, что создает благоприятные возможности для теплоотдачи и необходимый  температурный режим;
форма газового пламени сравнительно легко регулируется и поддается различным видоизменениям , что особенно важно, когда возникает необходимость быстро сосредоточить и развить в определенном пункте высокую степень нагрева;
использование природного газа позволяет применять в промышленности такие прогрессивные и высокоэкономичные виды тепловой обработки, как нагрев с помощью горелок беспламенного сжигания и радиационных трубок, что дает возможность значительно интесифицировать процесс нагрева.
Вместе с тем газовому топливу присущи и отрицательные свойства: природный газ взрыво- и пожароопасен.
Горение газообразного топлива возможно только при наличии воздуха, в котором содержится кислород. Причем процесс горения (взрыв) происходит при определенных соотношениях газа и воздуха. Пределы воспламеняемости для метана составляют 5-15%. Если выделяемая теплота достаточна для нагревания в газовоздушной смеси до температуры самовоспламенения , то смесь может гореть или взрываться.
При взрыве продукты горения быстро нагреваются и , расширяясь, создают в объеме, где они находятся, повышенное давление.
Резкое возрастание давления и быстрое расширение продуктов горения обусловливают разрушительный эффект взрыва.
Давление, возникающее при взрыве природного газа в помещениях, достигает 0,8 МПа. При взрывах газовоздушной смеси в трубах с большими диаметром и длиной скорость распространения пламени может превзойти скорость распространения звука и достичь 2000-4000 м/с. В результате быстро движущегося взрывного воспламенения местное повышение давления составит 8 МПа и выше. Такое взрывное воспламенение называется детонацией.
Детонация объясняется возникновением и действием ударных волн в воспламеняющейся среде.
Перемещаясь с большой скоростью, ударная волна резко увеличивает температуру и давление газовоздушной смеси, что вызывает ускорение реакции взрыва и увеличивает разрушительный эффект детонации. Наиболее опасны с точки зрения возможности взрыва газы с самыми низкими пределами взрываемости.
При близких величинах нижних пределов взрываемости двух газов наиболее опасен газ , у которого шире область взрываемости и ниже температура самовоспламенения.
Природные газы, состоящие в основном из метана , неядовиты. Однако при концентрации метана в воздухе, доходящей до 10 % и более, возможно удушье вследствие уменьшения количества кислорода в воздухе.

пятница, 19 декабря 2014 г.

Основные требования к прокладке газопроводов

Основные требования к прокладке газопроводов
Трассировка газовых сетей. На территории населенных пунктов газопроводы прокладываются , как правило , под землей. Надземная и наземная прокладка допускается внутри жилых кварталов и дворов, а также на других отдельных участках трассы.На территории промышленных предприятий прокладка наружных газопроводов осуществляется, как правило, надземно.
Выбор трассы газопроводов производится с учетом коррозионной активности грунтов и наличия блуждающих токов, плотности застройки, экономической эффективности и т.д.
Вводы газопроводов в жилые дома предусматриваются в нежилые помещения, доступные для осмотра и ремонта газовых систем. Целесообразно вводы газопроводов в общественные и жилые здания осуществлять непосредственно в помещения, где установлены газовые приборы. Вводы не должны проходить через фундаменты и под фундаментами зданий.
Соединение стальных труб выполняется на сварке. Резьбовые и фланцевые соединения предусматриваются в местах установки запорной арматуры, горелок, контрольно-измерительных приборов, автоматики и др.
Минимальные расстояния по горизонтали и вертикали между газопроводами и зданиями, промпроводками, сооружениями принимаются проектными организациями в соответствии с действующими нормативными документами. Допускается уменьшение этих расстояний в стесненных условиях. Решение об этом принимается проектной организацией с указанием дополнительных мероприятий по качеству применяемых труб, контролю сварных соединений и др. Глубина прокладки газопроводов принимается не менее 0,8 м до верха газопровода или футляра, допускается уменьшение до 0,6 м в местах , где нет проезда транспорта.
Надземные газопроводы прокладываются на негорючих опорах или по стенам зданий.
Запрещается транзитная прокладка газопроводов всех давлений:
по стенам зданий детских учреждений, больниц, школ и зрелищных предприятий; по стенам жилых домов - газопроводов среднего и высокого давления.
Не разрешается предусматривать разъемные соединения на газопроводах под оконными проемами и балконами жилых домов и общественных зданий непроизводственного характера.
Высота прокладки газопровода в местах прохода людей должна быть не менее 2,2 м, в местах проезда автотранспорта не менее 5 м. На свободной территории, где нет проезда транспорта и прохода людей, допускается прокладка газопроводов на низких опорах на высоте не менее 0,35 м от земли до низа трубы. Газопроводы в местах входа и выхода из земли заключаются в футляр.
Расстояния между опорами надземных газопроводов, возможность совместной прокладки газопроводов с электрокабелями и проводами, прокладки газопроводов по железнодорожным и автомобильным мостам устанавливаются проектной организацией в соответствии с действующими нормативными документами.
При пересечении с воздушными линиями электропередачи надземные газопроводы должны проходить ниже этих линий.
Для электрохимической защиты газопроводов от коррозии предусматривается установка изолирующих фланцевых соединений (ИФС): на входе и выходе газопровода из земли и ГРП; на вводе газопровода в здание; для секционирования газопроводов ; для электрической изоляции отдельных участков газопровода. Размещение ИФС предусматривается на высоте не более 2,2 м.
Допускается при переходе подземного газопровода в надземный вместо ИФС применять электрическую изоляцию газопровода от опор изолирующими прокладками.
Прокладка в особых природных условиях. При строительстве подземных газопроводов в районах с пучинистыми и просадочными грунтами, в сейсмических районах и на подрабатываемых территориях не допускается применять трубы из кипящей стали. В этих районах запорная арматура должна быть стальной. Допускается применение запорной арматуры из ковкого чугуна для газопроводов с условным диаметром до 80 мм включительно.
Толщина стенок труб принимается не менее 3 мм для труб диаметром до 80 мм, а для труб диаметром более 80 на 2-3 мм больше расчетной толщины.
Дополнительные требования к газопроводам, прокладываемым в сложных горно-геологических и климатических условиях, определяются СНиП 2.04.08-87, а также специальными нормативными документами.

Отключающие устройства и сооружения

Отключающие устройства и сооружения
Согласно СНиП 2.04.08-87 отключающие устройства на газопроводах предусматриваются:
на вводах в жилые, общественные и производственные здания, а также перед наружными газопотребляющими установками;
на вводах в ГРП, на выходе из ГРП;
на ответвлениях от уличных газопроводов к отдельным микрорайонам, кварталам, группам жилых домов или к отдельным зданиям при числе квартир более 400;
при пересечении водных преград двумя и более нитками, также одной ниткой при ширине водной преграды 75 м и более:
при пересечении железных дорог общей сети и автомобильных дорог I и II категорий.
Отключающие устройства размещают в колодцах, наземных шкафах или внутри ограждений, а также на стенах зданий в доступных для обслуживания местах.
В колодце рядом с отключающими устройствами устанавливается компенсирующее приспособление, обеспечивающее установку заглушки, монтаж или демонтаж отключающего устройства. При установке в колодце стальной фланцевой арматуры на газопроводах I категории допускается вместо компенсирующих приспособлений предусматривать "косую вставку".
Отключающие устройства на стенах зданий размещают на расстоянии от дверных и открывающихся проемов не менее 0,5 м для газопроводов низкого давления и 3 м для газопроводов среднего. Для газопроводов высокого давления II категории это расстояние увеличивается до 5 м. При расположении арматуры на высоте более 2,2 м для ее обслуживания предусмотриваются площадки из негорючих материалов с лестницами.
Отключающие устройства до и после ГРП устанавливаются не ближе 5 и не далее 100 м от ГРП.
Колодцы на газопроводах выполняются из негорючих, влагостойких и биостойких материалов, исключающих проникновение в них грунтовых вод. Наружная поверхность стенок колодцев выполняется гладкой оштукатуренной и покрывается битумными гидроизоляционными материалами.
В местах прохода через стенки колодца газопроводы прокладывают в футлярах.
По трассе газопровода устраиваются контрольные трубки, выводы контрольно-измерительных приборов. Для защиты их от механических повреждений предусматриваются коверы, которые устанавливаются на бетонные или другие основания, обеспечивающие устойчивость и исключающие их просадку. Для определения местоположения газопроводов и сооружений на них предусматривается установка над газопроводом или вблизи от него (на стенах зданий или на специальных орентирных столбиках) табличек-указателей.

четверг, 18 декабря 2014 г.

Системы газоснабжения. Классификация газопроводов и систем газоснабжения

Системы газоснабжения
Классификация газопроводов и систем газоснабжения
Газопроводы в зависимости от давления подразделяют на:
газопроводы высокого давления I категории - при рабочем давлении газа свыше 0,6 МПа (6 кг/см2 ) до 1,2 МПа (12 кг/см2) включительно для природного газа и газовоздушных смесей, до 1,6 МПа (16 кг/см2) для сжиженных углеводородных газов (СУГ);
газопроводы высокого давления II категории - при рабочем давлении газа свыше 0,3 до 0,6 МПа (3-6 кг/см2);
газопроводы среднего давления - при рабочем давлении газа свыше 500 даПА (0,05 кг/см2) до 0,3 МПа (3 кг/см2);
газопроводы низкого давления - при рабочем давлении газа до 500 даПА (0,05 кг/см2) включительно.
В зависимости от местоположения относительно планировки населенных пунктов газопроводы разделяют на уличные, внутриквартальные, дворовые, межцеховые.
По расположению относительно поверхности земли газопроводы классифицируют на подземные (подводные), надземные (надводные) и наземные.
По назначению в системе газоснабжения газопроводы делятна распределительные, газопроводы-вводы, вводные, продувочные, сбросные, импульсные, а также  межпоселковые.
В зависимости от материала труб газопроводы бывают металлические (стальные, медные и др.) и неметаллические (полиэтиленовые и др.).
По виду транспортируемого газа различают газопроводы природного газа, попутного и сжиженного.
В зависимости от надежности газоснабжения, объема, структуры и плотности газопотребления, местных условий, а также на основании технико-экономических расчетов производится выбор систем распределения, числа газорегуляторных пунктов (ГРП) и принципа построения распределительных газопроводов (кольцевые, тупиковые, смешанные).
Распределительными являются газопроводы, идущие от обеспечивающих газоснабжение населенных пунктов ГРП до вводов (уличные, внутриквартальные, дворовые, межцеховые и др.). Ввод представляет собой участок газопровода от места присоединения к распределительному газопроводу до здания, включая отключающее устройство на вводе в здание, или до вводного газопровода.
Внутренними являются газопроводы, прокладываемые внутри здания от вводного газопровода или ввода до места подключения прибора.
Максимальное давление газа в газопроводах, прокладываемых внутри здания для:
производственных зданий промышленных предприятий, а также для отдельно стоящих котельных - 0,6 МПа;
предприятий бытового обслуживания производственного характера - 0,3 МПа;
предприятий бытового обслуживания непроизводственного характера и общественных зданий - 500 даПА;
жилых зданий - 300 даПА.
Для тепловых установок промышленных предприятий и отдельно стоящих котельных допускается использование газа с давлением до 1,2 МПа, если такое давление требуется по условиям технологии производства.
При проектировании газоснабжения городов и других населенных пунктов принимаются следующие системы распределения газа по давлению:
одноступенчатая с подачей потребителям газа одного давления;
двухступенчатая с подачей потребителям газа по газопроводам двух давлений;
трехступенчатая с подачей потребителям газа по газопроводам трех давлений.
Связь между газопроводами различных давлений, входящих в систему газоснабжения, должна предусматриваться только через ГРП  и газорегуляторные установки (ГРУ). Исключение составляют сами ГРП, где на обводной линии между газапроводоми различных давлений устанавливаются два запорных устройства.

воскресенье, 14 декабря 2014 г.

Токсичность газового топлива и продуктов сгорания

Токсичность газового топлива заключается в способности вызывать отравление человека при вдыхании вредных компонентов, содержащихся в топливе или в продуктах его сгорания.
Наиболее опасным является оксид углерода (угарный газ), который выделяется при сжигании газа при недостаточном количестве воздуха. Значительное количество оксида углерода содержится в искусственных газах (доменном, коксовом).
Углекислый газ при концентрации в воздухе в пределах 4-5% приводит к сильному раздражению органов дыхания, а при 10% вызывает сильное отравление.
Сильное вредное воздействие на организм  человека оказывают сероводород, оксиды серы и азота.
Метан и другие углеводородные газы не ядовиты, но вдыхание их вызывает головокружение, а значительное содержание в воздухе приводит к удушью из-за недостатка кислорода.
Сжиженные углеводородные газы, попадая на кожу человека, вызывают обморожение. Для определения утечки газа в сжиженный газ добавляют 60-90 г этилмеркаптана на 1 т газа.

Горючие газы, используемые в жилищно-коммунальном хозяйстве

Горючие газы разделяют по их происхождению на природные ( естественные ) и искусственные - вырабатываемые из твердого или жидкого топлива или являющиется отходом производства ( доменный и коксовый газы ). В жилищно-коммунальном хозяйстве нашей страны искусственные газы применяются редко, и поэтому далее будут рассматриваться вопросы газоснабжения зданий только с применением природного газа.
Существуют два способа снабжения потребителей природным газом: непосредственный - по газопроводам и снабжение сжиженным газом, поставляемым потребителям в специальных баллонах. Природные газы добывают из недр земли. Они представляют собой смесь различных углеводородов и делятся на три группы: 1) добываемые из чисто газовых месторождений - сухие и состоящие в основном из метана; 2) попутные, выделяющиеся из скважин нефтяных месторождений - жирные и содержащие помимо метана большое количество более тяжелых углеводородов; 3) добываемые из конденсатных месторождений и являющиеся смесью сухого газа и паров конденсата - бензина, лигроина и др.
Природные газы перед поступлением в магистральные газопроводы очищают на специальных заводах от содержащихся в них примесей. Присутствие влаги в газе приводит к образованию кристаллогидратов (CH4 7H2O), которые могут полностью закупорить газопровод, а также вызывает значительные затруднения при транспортировке его по газопроводам. В зимний период наличие влаги приводит к образованию ледяных пробок; поэтому одним из основных этапов обработки газа является его осушка. Газ очищают также от сероводорода и углекислого газа, затем его одоризируют. На всем протяжении магистрального газопровода, на расстоянии примерно 150 км друг от друга, устанавливают компрессорные станции. С помощью компрессоров газ сжимается примерно до 75 кгс/см2 , чем и обеспечивается его последующее движение по газопроводу.
В результате неравномерности расхода газа по дням и месяцам года возникает необходимость в его временном хранении. С этой целью устраивают подземные хранилища в водоносных пластах почвы или используют выработанные газовые и нефтяные месторождения.
Сжижение газа производится на газобензиновых заводах, откуда он в железнодорожных цистернах поступает на газораздаточные станции. Здесь сжиженным газом наполняют баллоны и автоцистерны. Газ в баллонах доставляют непосредственно потребителям. Из автоцистерн заполняют сжиженным газом резервуарные установки промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных потребителей.
Для коммунально-бытового потребления используют газы углеводородные, сжиженные, топливные марок СПБТЗ ( смесь пропан-бутановая техническая зимняя); СПБТЛ (смесь пропан-бутановая техническая летняя); БТ (бутан технический).
В соответствии с требованиями ГОСТ 20448-80* к сжиженным газам предъявляются следующие требования:
суммарное объемное количество в газе пропана  и бутана - не менее 75%;
давление насыщенных паров при 45оC - не более 1,6 СПа;
содержание сероводорода и меркаптановой серы - не более 0,015%;
содержание свободной воды и щелочи не допускается;
пределы воспламеняемости  в смеси с воздухом при температуре 15-20оС, об. %: нижний - 1,8, верхний -9,5;
низшая теплота сгорания (для пропана - 93,1 МДж/м3, для бутана - 122 МДж/м3.
Жаропроизводительность, оС, метана равна 2043, пропана - 2110, бутана - 2118, водорода - 2235.
Количество кислорода, необходимое для горения, составляет примерно 1 м3 на 21 МДж теплотворной способности газа.
В связи с тем, что в воздухе около 21% кислорода, для сжигания 1 м3 метана необходимо около 10 м3 воздуха, пропана - 24 м3, бутана - 31 м3.
Температура воспламенения, оС, водорода - 510, метана - 650, бутана - 430, пропана - 500.
Нижний предел воспламеняемости, об. %: для водорода - 4, метана - 5, пропана - 2,3, бутана - 1,9; верхний для водорода - 74,2, метана - 15, пропана - 9,5, бутана - 8,5.
Примечание. Плотность жидкой фазы пропана составляет 585 кг/м3, бутана - 600 кг/м3. Жидкая фаза пропана и бутана значительно легче воды, т. е. относительная плотность пропана по отношению к воде равна 0,585, а бутана - 0,6.
Для сравнения плотности газа с другими газами или средами применяется понятие относительная плотность. Это отношение плотности данного газа (вещества) к плотности стандартного вещества (воздуха, воды и др.) при определенных условиях.
При относительной плотности меньше еденицы газы при утечках скапливаются прежде всего в верхней зоне помещений, а газы с относительной  плотностью более еденицы (сжиженные) опускаются в каналы, подвалы и т. п. Плотность жидкой фазы с изменением давления практически не меняется. Жидкая фаза пропана и бутана имеет большой коэффициент объемного расширения, в среднем 0,003, что в 15 раз больше, чем у воды, поэтому при изменении температуры объем жидкой фазы газа значительно увеличивается. Изменение объема жидкости в зависимости от температуры вычисляется по формуле
Vt2 =Vt1(1+kt),
где k - коэффициент объемного расширения;
t1, t2 - начальная и конечная температуры газа;
Vt1, Vt2 - объемы жидкость при t1, t2.
Пример. Баллон объемом 50 л заполнен 45 л сжиженного газа при температуре 0оС. Что произойдет при нагревании баллона в квартире до 40 оС?
Решение: Vt40 = 45(1+0,003 *40)=45*1,12=54 л.
Полученный объем превышает объем баллона. Поэтому произойдет его разрушение, что приведет к тяжелым последствиям.
Для предупреждения случаев, приведенных в примере, баллоны заполняются не более чем на 85% объема, не допускается перегрев баллонов, а их наполнение производится при положительным температурах.
Степень изменения объема сжиженного газа при переходе из жидкого состояния в газообразное определяется по формуле
П=pж/pгаз,
где pж/pгаз - плотности жидкой и газовой фаз ( П=585/2,01=290 - для пропана, П=500/2,7=185 - для бутана).
Сжиженный газ по сравнению со сжатым обладает следующими преимуществами:
в баллонах одинаковой емкости сжиженного газа помещается примерно в 2 раза больше, чем сжатого;
сжиженный газ при сгорании выделяет теплоты в 3 раза больше, чем такое же объемное количество сжатого природного газа;
сжиженный газ хранят в резервуарах при давлении более чем в 10 раз меньшем по сравнению со сжатым, что снижает стоимость резервуаров и арматуры, упрощает конструкцию и повышает безопасность хранения.
По сравнению с природным газом сжиженным обладает рядом специфических свойств, требующих сложного оборудования для его хранения, транспортировки и использования. Основная особенность сжиженного газа состоит в том, что он хранится и транспортируется в жидком виде, а используется в газообразном.
При незначительном понижении температуры и повышении давления этот газ превращается в жидкость, а при температуре - 40-40оС  и атмосферном  давлении переходит в газообразное состояние.
В жилищном хозяйстве применяют бытовую газовую аппаратуру, использующую теплоту, получаемую от сжигания газа для бытовых нужд: приготовления пищи, нагрева воды, отопления жилых помещений.
В соответствии с назначением газовой аппаратуры ее подразделяют на: а) приборы для приготовления пищи - многогорелочные напольные плиты, автономные духовые шкафы, жарочные устройства; б) приборы для нагрева воды - проточные и емкостные водонагреватели; в) отопительные приборы - конвекционного действия и излучатели. Значительное распространение также получили газовые холодильники. Наиболее распространенным видом газовой аппаратуры являются напольные плиты.
Применяемая в коммунальном хозяйстве номенклатура газовой аппаратуры весьма разнообразна и всегда соответствует технологии данного коммунального предприятия. Так, на предприятиях общественного питания основными видами газовых аппаратов являются ресторанные плиты, кипятильники, шкафы для опаливания птиц, пищеварочные котлы и др.