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.
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.
Комментариев нет:
Отправить комментарий