Spalanie gazu ziemnego. Gazu ziemnego

Przybliżone właściwości fizyczne (w zależności od składu; w normalnych warunkach, chyba że zaznaczono inaczej):

Gęstość:

· od 0,68 do 0,85 kg/m3 (gaz suchy);

· 400 kg/m3 (ciecz).

· Temperatura samozapłonu: 650 °C;

· Wybuchowe stężenia mieszaniny gazu i powietrza od 5% do 15% objętościowych;

· Ciepło właściwe spalania: 28-46 MJ/m3 (6,7-11,0 Mcal/m3) (tj. wynosi 8-12 kW-h/m3);

· Liczba oktanowa w przypadku stosowania w silnikach spalinowych: 120-130.

· 1,8 razy lżejszy od powietrza, więc w przypadku wycieku nie gromadzi się na nizinach, lecz unosi się [

Skład chemiczny

Główną częścią gazu ziemnego jest metan (CH 4) - od 92 do 98%. Gaz ziemny może zawierać także cięższe węglowodory – homologi metanu:

· etan (C 2 H 6),

· propan (C 3 H 8),

· butan (C 4 H 10).

a także inne substancje niewęglowodorowe:

· wodór (H 2),

siarkowodór (H2S),

dwutlenek węgla (CO2),

azot (N2),

· hel (On).

Czysty gaz ziemny jest bezbarwny i bezwonny. Aby ułatwić wykrycie wycieku gazu, w małych ilościach dodaje się środki zapachowe - substancje o silnym nieprzyjemnym zapachu (zgniła kapusta, zgniłe siano, zgniłe jaja). Najczęściej jako środek zapachowy stosuje się tiole, np. merkaptan etylowy (16 g na 1000 m3 gazu ziemnego).

[kg·m -3 ]; [m 3 kg -1 ] – objętość właściwa.

F(P,v,T)=0 – równanie stanu gazu.

Skład gazu ziemnego:

4. Izobutan

5. n Butan

6. n Pentan

µ - masa cząsteczkowa

ρ – gęstość normalna

– gęstość gazu w powietrzu

P cr – ciśnienie krytyczne

T cr – temperatura krytyczna.

Równanie stanu gazu ziemnego; cechy izoterm gazu. Krytyczna kondycja. Stan krytyczny metanu i jego homologów. Skraplanie gazów.

- równanie stanu gazowego.

Wraz ze wzrostem ciśnienia i spadkiem temperatury gaz przechodzi w stan ciekły.

Idealny gaz. Równanie Clapeyrona-Mendelejewa. Prawdziwy gaz. Ściśliwość. Współczynnik superściśliwości. Podane parametry. Wzór na obliczenie współczynnika superściśliwości.

,

- równanie stanu gazu doskonałego.

R0 = 8314

dla prawdziwego gazu:

,

z – współczynnik ściśliwości.

Równanie stanu gazowego.

Równanie stanu gazu– zależność funkcjonalna pomiędzy ciśnieniem, objętością właściwą i temperaturą, która istnieje dla wszystkich gazów znajdujących się w stanie równowagi termodynamicznej, tj .

Graficznie zależność tę przedstawia rodzina izoterm.

Powyżej temperatury krytycznej gaz zawsze pozostaje w stanie gazowym przy dowolnym ciśnieniu. W temperaturze poniżej krytycznej, podczas sprężania gazu, po osiągnięciu określonej objętości, rozpoczyna się kondensacja gazu, który przechodzi w stan dwufazowy. Po osiągnięciu określonej objętości następuje zatrzymanie kondensacji gazu, który nabiera właściwości cieczy.

Równanie stanu gazu doskonałego opisuje równanie Mendelejewa-Clapeyrona: , Lub , Gdzie .

Stała gazowa , .

Dla metanu o masie molowej , stała gazowa wynosi .

Przy wysokich ciśnieniach i temperaturach charakterystycznych dla głównych gazociągów stosuje się różne modele gazów rzeczywistych, które wykazują zjawisko superściśliwości. Modele te opisuje skorygowane równanie Mendelejewa-Clayperona: , gdzie jest współczynnikiem superściśliwości, który dla gazów rzeczywistych jest zawsze mniejszy od jedności; - obniżone ciśnienie; - obniżone ciśnienie.

Aby obliczyć współczynnik superściśliwości, istnieją różne wzory empiryczne, takie jak .

W przypadku mieszaniny gazów ciśnienie krytyczne określa się ze wzoru: , a temperaturę krytyczną wyznacza się następująco: .

Parametry charakterystyczne składników gazu ziemnego:

Nazwa komponentu	,	,	,	,	,
Metan	16.042	0.717	518.33	4.641	190.55
Etan	30.068	1.356	276.50	4.913	305.50
Propan	44.094	2.019	188.60	4.264	369.80
Azot	28.016	1.251	296.70	3.396	126.2
Siarkowodór	34.900	1.539	238.20	8.721	378.56
Dwutlenek węgla	44.011	1.976	189.00	7.382	304.19
Powietrze	28.956	1.293	287.18	3.180	132.46

45. Mieszanki gazowe i obliczanie ich parametrów. Obliczanie parametrów krytycznych mieszaniny gazowej.

Definicja
Gazu ziemnego jest minerałem w stanie gazowym. Jest szeroko stosowany jako paliwo. Jednak sam gaz ziemny nie jest wykorzystywany jako paliwo; jego składniki są od niego oddzielane w celu osobnego wykorzystania.

Skład gazu ziemnego
Aż 98% gazu ziemnego stanowi metan, w jego skład wchodzą także homologi metanu – etan, propan i butan. Czasami może być obecny dwutlenek węgla, siarkowodór i hel. Taki jest skład gazu ziemnego.

Właściwości fizyczne
Gaz ziemny jest bezbarwny i bezwonny (jeśli nie zawiera siarkowodoru), jest lżejszy od powietrza. Łatwopalny i wybuchowy.
Poniżej przedstawiono bardziej szczegółowe właściwości składników gazu ziemnego.

Właściwości poszczególnych składników gazu ziemnego (uwzględnij szczegółowy skład gazu ziemnego)

Metan(CH4) to bezbarwny, bezwonny gaz, lżejszy od powietrza. Jest łatwopalny, ale nadal można go dość łatwo przechowywać.

Etan(C2H6) to bezbarwny, bezwonny i bezbarwny gaz, nieco cięższy od powietrza. Również łatwopalny, ale nie używany jako paliwo.

Propan(C3H8) to bezbarwny, bezwonny gaz, trujący. Ma użyteczną właściwość: propan ulega skropleniu pod niskim ciśnieniem, co ułatwia oddzielenie go od zanieczyszczeń i transport.

Butan(C4H10) – ma właściwości podobne do propanu, ale ma większą gęstość. Dwa razy cięższy od powietrza.

Dwutlenek węgla(CO2) to bezbarwny, bezwonny gaz o kwaśnym smaku. W przeciwieństwie do innych składników gazu ziemnego (z wyjątkiem helu), dwutlenek węgla nie pali się. Dwutlenek węgla jest jednym z najmniej toksycznych gazów.

Hel(On) jest bezbarwny, bardzo lekki (drugi najlżejszy gaz po wodorze), bezbarwny i bezwonny. Jest wyjątkowo obojętny i w normalnych warunkach nie reaguje z żadną substancją. Nie pali się. Nie jest toksyczny, ale pod podwyższonym ciśnieniem może powodować narkozę, podobnie jak inne gazy obojętne.

Siarkowodór(H2S) to bezbarwny, ciężki gaz o zapachu zgniłych jaj. Bardzo trujący, już w bardzo małych stężeniach powoduje paraliż nerwu węchowego.
Właściwości niektórych innych gazów, które nie są częścią gazu ziemnego, ale mają zastosowania zbliżone do wykorzystania gazu ziemnego

Etylen(C2H4) – Bezbarwny gaz o przyjemnym zapachu. Jego właściwości są podobne do etanu, ale różnią się od niego mniejszą gęstością i palnością.

Acetylen(C2H2) jest skrajnie łatwopalnym i wybuchowym, bezbarwnym gazem. Może eksplodować pod wpływem silnego ściskania. Nie jest stosowany w życiu codziennym ze względu na bardzo duże ryzyko pożaru lub eksplozji. Główne zastosowanie to prace spawalnicze.

Aplikacja

Metan stosowany jako paliwo w kuchenkach gazowych.

Propan i butan– jako paliwo w niektórych samochodach. Zapalniczki są również napełniane skroplonym propanem.

Etan Jest rzadko stosowany jako paliwo; jego głównym zastosowaniem jest produkcja etylenu.

Etylen jest jedną z najczęściej produkowanych substancji organicznych na świecie. Jest surowcem do produkcji polietylenu.

Acetylen stosowany do wytwarzania bardzo wysokich temperatur w metalurgii (sprawdzanie i cięcie metali). Acetylen Jest bardzo łatwopalny, dlatego nie jest stosowany jako paliwo w samochodach, a nawet bez tego należy ściśle przestrzegać warunków jego przechowywania.

Siarkowodór, pomimo swojej toksyczności, stosowany jest w małych ilościach w tzw. kąpiele siarkowodorowe. Wykorzystują niektóre antyseptyczne właściwości siarkowodoru.

Główna przydatna właściwość hel jest jego bardzo mała gęstość (7 razy lżejsza od powietrza). Balony i sterowce napełniane są helem. Wodór jest jeszcze lżejszy od helu, ale jednocześnie jest łatwopalny. Balony napompowane helem cieszą się dużą popularnością wśród dzieci.

Toksyczność

Dwutlenek węgla. Nawet duże ilości dwutlenku węgla nie mają wpływu na zdrowie człowieka. Uniemożliwia jednak absorpcję tlenu, gdy jego zawartość w atmosferze wynosi od 3% do 10% objętościowych. Przy takim stężeniu rozpoczyna się uduszenie, a nawet śmierć.

Hel. Hel jest całkowicie nietoksyczny w normalnych warunkach ze względu na swoją obojętność. Jednak przy podwyższonym ciśnieniu krwi następuje początkowy etap znieczulenia, podobny do działania gazu rozweselającego*.

Siarkowodór. Toksyczne właściwości tego gazu są ogromne. Przy długotrwałym narażeniu na węch występują zawroty głowy i wymioty. Nerw węchowy również jest sparaliżowany, więc istnieje iluzja braku siarkowodoru, ale w rzeczywistości organizm po prostu już tego nie wyczuwa. Zatrucie siarkowodorem występuje już przy stężeniu 0,2–0,3 mg/m3, a stężenie powyżej 1 mg/m3 jest śmiertelne.

Proces spalania
Wszystkie węglowodory po całkowitym utlenieniu (nadmiar tlenu) uwalniają dwutlenek węgla i wodę. Na przykład:
CH4 + 3O2 = CO2 + 2H2O
W przypadku niepełnego (braku tlenu) - tlenku węgla i wody:
2CH4 + 6O2 = 2CO + 4H2O
Przy jeszcze mniejszej zawartości tlenu uwalniany jest drobno rozproszony węgiel (sadza):
CH4 + O2 = C + 2H2O.
Metan pali się niebieskim płomieniem, etan jest prawie bezbarwny, podobnie jak alkohol, propan i butan są żółte, etylen jest świecący, tlenek węgla jest jasnoniebieski. Acetylen jest żółtawy i mocno dymi. Jeśli masz w domu kuchenkę gazową i zamiast zwykłego niebieskiego płomienia widzisz żółty, wiedz, że metan rozcieńcza się propanem.

Notatki

Hel w przeciwieństwie do innych gazów, nie występuje w stanie stałym.
Gaz rozweselający to trywialna nazwa podtlenku azotu N2O.

Komentarze i uzupełnienia do artykułu znajdują się w komentarzach.

WSTĘP

1.1 Postanowienia ogólne

1.1.1 Projekt kursu (dostawa gazu do wsi Kinzebulatovo) został opracowany na podstawie ogólnego planu osady.

1.1.2 Przy opracowywaniu projektu brane są pod uwagę wymagania głównych dokumentów regulacyjnych:

– zaktualizowana wersja SNiP 42-01 2002 „Sieci dystrybucji gazu”.

– SP 42-101 2003 „Postanowienia ogólne dotyczące projektowania i budowy systemów dystrybucji gazu z rur metalowych i polietylenowych”.

– GOST R 54-960-2012 „Zablokuj punkty kontroli gazu. Punkty redukcji gazu montowane są w szafce.”

1.2 Ogólne informacje o miejscowości

1.2.1 Na terenie osady nie ma przedsiębiorstw przemysłowych ani komunalnych.

1.2.2 Osiedle zabudowane jest parterowymi budynkami. Osada nie posiada centralnego ogrzewania ani centralnego zaopatrzenia w ciepłą wodę.

1.2.3 Systemy dystrybucji gazu na całym obszarze zaludnionym wykonane są pod ziemią z rur stalowych. Nowoczesne systemy dystrybucji gazu to złożony zespół konstrukcji składający się z następujących głównych elementów pierścieni gazowych, ślepych i mieszanych sieci niskiego, średniego i wysokiego ciśnienia, układanych na terenie miasta lub innego zaludnionego obszaru wewnątrz bloków i wewnątrz budynków , na liniach głównych - na głównych liniach stacji kontroli gazu (GRS).

CHARAKTERYSTYKA OBSZARU BUDOWLANEGO

2.1 Ogólne informacje o miejscowości

Kinzebulatowo, Kinzebulat(baszk. Kinyebulat) - wieś w powiecie Ishimbaysky w Republice Baszkortostanu w Rosji.

Centrum administracyjne osady wiejskiej „Rada Wsi Bayguzinsky”.

Populacja wynosi około 1 tysiąca osób. Kinzebulatovo położone jest 15 km od najbliższego miasta – Ishimbay – i 165 km od stolicy Baszkortostanu – Ufy.

Składa się z dwóch części – wsi baszkirskiej i dawnej wsi naftowców.

Płynie rzeka Tairuk.

Istnieje również pole naftowe Kinzebulatovskoye.

Agrobiznes - Stowarzyszenie Gospodarstw Chłopskich "Udarnik"

OBLICZANIE CHARAKTERYSTYKI SKŁADU GAZU ZIEMNEGO

3.1 Cechy paliwa gazowego

3.1.1 Gaz ziemny ma wiele zalet w porównaniu z innymi rodzajami paliwa:

- niska cena;

– wysokie ciepło spalania;

– transport gazu głównymi gazociągami na duże odległości;

– spalanie całkowite poprawia warunki pracy personelu, konserwację urządzeń i sieci gazowych,

– brak tlenku węgla w gazie, co pozwala uniknąć zatrucia w przypadku wycieku;

– dostawy gazu do miast i miasteczek znacząco poprawiają stan ich basenu powietrznego;

– możliwość automatyzacji procesów spalania w celu osiągnięcia wysokiej sprawności;

– mniejsza emisja szkodliwych substancji podczas spalania niż przy spalaniu paliw stałych lub ciekłych.

3.1.2. Paliwo gazowe składa się ze składników palnych i niepalnych. Im większa jest część palna paliwa, tym większe jest ciepło właściwe spalania. Część palna lub masa organiczna zawiera związki organiczne, do których zalicza się węgiel, wodór, tlen, azot i siarkę. Część niepalna składa się z pomieszczenia i wilgoci. Głównymi składnikami gazu ziemnego są metan CH 4 od 86 do 95%, ciężkie węglowodory C m H n (4-9%), zanieczyszczenia balastowe to azot i dwutlenek węgla. Zawartość metanu w gazach ziemnych sięga 98%. Gaz nie ma koloru ani zapachu, dlatego jest nawoniony. Naturalne gazy palne zgodnie z GOST 5542-87 i GOST 22667-87 składają się głównie z węglowodorów metanu.

3.2 Gazy palne wykorzystywane do dostaw gazu. Właściwości fizyczne gazu.

3.2.1 Do dostarczania gazu stosuje się naturalne sztuczne gazy zgodnie z GOST 5542-87; zawartość szkodliwych zanieczyszczeń w 1 g/100 m 3 gazu nie powinna przekraczać:

– siarkowodór – 2g;

– amoniak – 2g;

– związki cyjankowe – 5;

– żywica i pył – 0,1g;

– naftalen – 10g. latem i 5g. w zimę.

– gazy ze złóż czystego gazu. Składają się głównie z metanu, są suche lub chude (nie więcej niż 50 g/m3 propanu i więcej);

– gazy towarzyszące z pól naftowych zawierają dużą ilość węglowodorów, zwykle 150 g/m 3, są to gazy bogate, mieszanina gazu suchego, frakcji propanowo-butanowej i benzyny gazowej.

– gazy z osadów kondensatu, jest to mieszanina suchego gazu i kondensatu. Opary kondensatu są mieszaniną oparów ciężkich węglowodorów (benzyna, benzyna ciężka, nafta).

3.2.3. Wartość opałowa gazu w czystych złożach gazowych wynosi od 31 000 do 38 000 kJ/m 3 , a gazów towarzyszących ze złóż naftowych od 38 000 do 63 000 kJ/m 3 .

3.3 Obliczanie składu gazu ziemnego ze złoża Proletarskoje

Tabela 1 – Skład gazu ze złoża Proletarskoje

3.3.1 Niższa wartość opałowa i gęstość składników gazu ziemnego.

3.3.2 Obliczanie wartości opałowej gazu ziemnego:

0,01(35,84* CH 4 + 63,37 * C 2 H 6 + 93,37 * C 3 H 8 + 123,77 * C 4 H 10 + 146,37 * C 5 H 12), (1 )

0,01 * (35,84 * 86,7+ 63,37 * 5,3+ 93,37 * 2,4 + 123,77 * 2,0+ 146,37 * 1,5) = 41,34 MJ/m3.

3.3.3 Oznaczanie gęstości paliwa gazowego:

Gaz = 0,01 (0,72 * CH 4 + 1,35 * C 2 H 6 + 2,02 * C 3 H 8 + 2,7 * C 4 H 10 + 3,2 * C 5 H 12 +1,997 * C0 2 +1,25*N 2); (2)

Gaza = 0,01 * (0,72 * 86,7 + 1,35 * 5,3 + 2,02 * 2,4 + 2,7 * 2,0 + 3,2 * 1,5 + 1,997 * 0,6 +1,25 * 1,5) = 1,08 kg/N 3

3.3.4 Oznaczanie gęstości względnej paliwa gazowego:

gdzie powietrze wynosi 1,21–1,35 kg/m3;

ρ względ , (3)

3.3.5 Wyznaczanie ilości powietrza potrzebnej do spalenia 1 m 3 gazu teoretycznie:

[(0,5СО + 0,5Н 2 + 1,5H 2 S + ∑ (m +) С m H. n) – 0 2 ]; (4)

V = ((1 +)86,7 + (2 +)5,3 +(3 +)2,4 +(4 +)2,0 +(5 +)1,5 = 10,9 m3/m3;

V = = 1,05 * 10,9 = 11,45 m 3 / m 3.

3.3.6 Charakterystyki paliwa gazowego określone obliczeniami podsumowujemy w tabeli 2.

Tabela 2 – Charakterystyka paliwa gazowego

PRZEPROWADZENIE GAZOPIORU

4.1 Klasyfikacja gazociągów

4.1.1 Gazociągi układane w miastach i miasteczkach klasyfikuje się według następujących wskaźników:

– według rodzaju transportowanej ropy naftowej, ropy naftowej, węglowodorów skroplonych, gazu sztucznego, gazu mieszanego;

– przy ciśnieniu gazu niskiego, średniego i wysokiego (kategoria I i kategoria II); – według pola w stosunku do ziemi: pod ziemią (pod wodą), na powierzchni (nad wodą);

– według lokalizacji w systemie planowania miast, zewnętrznym i wewnętrznym;

– zgodnie z zasadą budowy (gazociągi dystrybucyjne): pętlowe, ślepe, mieszane;

– w zależności od materiału rur: metaliczne, niemetalowe.

4.2 Wybór trasy gazociągu

4.2.1 System dystrybucji gazu może być niezawodny i ekonomiczny przy właściwym wyborze tras układania gazociągów. Na wybór trasy wpływają następujące warunki: odległość do odbiorców gazu, kierunek i szerokość przejazdów, rodzaj nawierzchni drogi, obecność różnorodnych obiektów i przeszkód na trasie, ukształtowanie terenu, układ

Bloki. Trasy gazociągów dobierane są z uwzględnieniem najkrótszej trasy przesyłu gazu.

4.2.2 Do każdego budynku doprowadzone są wpusty z gazociągów ulicznych. Na obszarach miejskich o nowym układzie gazociągi zlokalizowane są wewnątrz bloków. Przy prowadzeniu gazociągów konieczne jest zachowanie odległości gazociągów od innych obiektów. Dopuszczalne jest układanie dwóch lub więcej gazociągów w jednym wykopie na tym samym lub różnych poziomach (stopniowo). W takim przypadku odstęp między gazociągami powinien być wystarczający do montażu i naprawy rurociągów.

4.3 Podstawowe zasady układania gazociągów

4.3.1 Gazociągi należy układać na głębokości co najmniej 0,8 m do szczytu gazociągu lub obudowy. W miejscach, gdzie nie jest zapewniony ruch maszyn transportowych i rolniczych, głębokość układania gazociągów stalowych może wynosić co najmniej 0,6 m. Na obszarach osuwiskowych i narażonych na erozję gazociągi należy układać na głębokość co najmniej 0,5 m poniżej powierzchni poślizgu i poniżej przewidywanego miejsca zniszczenia granicy. W uzasadnionych przypadkach dopuszcza się układanie gazociągów po lądzie wzdłuż ścian budynków wewnątrz podwórek i osiedli mieszkaniowych, a także na białych odcinkach trasy, w tym na odcinkach przejść przez bariery sztuczne i naturalne przy przekraczaniu komunikacji podziemnej.

4.3.2 Gazociągi naziemne i naziemne z nasypem można układać na glebach skalistych, wiecznej zmarzlinie, na terenach podmokłych i innych trudnych warunkach gruntowych. Materiał i wymiary nasypu należy dobrać w oparciu o obliczenia termotechniczne oraz zapewnienie stateczności gazociągu i nasypu.

4.3.3 Niedopuszczalne jest układanie gazociągów w tunelach, kolektorach i kanałach. Wyjątkiem jest układanie gazociągów stalowych o ciśnieniu do 0,6 MPa na terenie przedsiębiorstw przemysłowych, a także kanałów w glebach wiecznej zmarzliny pod drogami i kolejami.

4.3.4 Połączenia rurowe powinny być trwałe. Połączenia rur stalowych z rurami polietylenowymi mogą być również rozłączne w miejscach montażu armatury, urządzeń i oprzyrządowania. Rozłączne połączenia rur polietylenowych z rurami stalowymi w gruncie można wykonać tylko w przypadku zamontowania obudowy z rurką kontrolną.

4.3.5 Gazociągi w miejscach wejścia i wyjścia z ziemi oraz wejścia gazociągu do budynków powinny być osłonięte obudową. Przestrzeń pomiędzy ścianą a ościeżnicą należy uszczelnić na całą grubość krzyżowanej konstrukcji. Końce ościeżnicy należy uszczelnić materiałem elastycznym. Wejścia gazociągów do budynków należy prowadzić bezpośrednio do pomieszczenia, w którym znajdują się urządzenia wykorzystujące gaz, lub do pomieszczeń sąsiednich, połączonych zadaszonym otworem. Zabrania się wprowadzania gazociągów na teren piwnic i parterów budynków, z wyjątkiem wprowadzenia gazociągów do domów jednorodzinnych i blokowych.

4.3.6 Należy przewidzieć urządzenie odcinające na gazociągach:

– przed zabudową wolnostojącą;

– odłączyć piony budynków mieszkalnych powyżej pięciu pięter;

– przed zewnętrznymi urządzeniami wykorzystującymi gaz;

– przed punktami kontroli gazu, z wyjątkiem przedsiębiorstwa, na odgałęzieniu gazociągu, do którego znajduje się urządzenie odcinające, w odległości mniejszej niż 100 m od węzła dystrybucji gazu;

– przy wyjściu z punktów kontroli gazu, przy gazociągach pętlowych;

– na odgałęzieniach gazociągów do osiedli, poszczególnych dzielnic, bloków, zespołów budynków mieszkalnych, a przy liczbie mieszkań powyżej 400 mieszkań do domów indywidualnych, a także na odgałęzieniach do odbiorców przemysłowych i kotłowni;

– podczas przekraczania barier wodnych z dwiema i więcej liniami oraz z jedną linią, gdy szerokość bariery wodnej w poziomie niżówki wynosi 75 m lub więcej;

– na skrzyżowaniu linii kolejowych sieci ogólnej z autostradami kategorii 1–2, jeżeli w miejscu przejazdu znajduje się urządzenie odcinające zapewniające zaprzestanie dopływu gazu, położone w odległości większej niż 1000 m od dróg .

4.3.7 Urządzenia odcinające na gazociągach naziemnych,

układane wzdłuż ścian budynków i na podporach, należy umieszczać w odległości (w promieniu) od otworów drzwiowych i otwieranych okien co najmniej:

– dla gazociągów niskiego ciśnienia – 0,5 m;

– dla gazociągów średniociśnieniowych – 1 m;

– dla gazociągów wysokiego ciśnienia drugiej kategorii – 3 m;

– dla gazociągów wysokiego ciśnienia I kategorii – 5 m.

W obszarach tranzytowych układania gazociągów wzdłuż ścian budynków niedopuszczalne jest instalowanie urządzeń odłączających.

4.3.8 Należy uwzględnić pionową (w świetle) odległość między gazociągiem (obudową) a podziemnymi urządzeniami i konstrukcjami na ich skrzyżowaniach, biorąc pod uwagę wymagania odpowiednich dokumentów regulacyjnych, ale nie mniej niż 0,2 m.

4.3.9 W miejscach skrzyżowania gazociągów z komunikacją podziemną, kolektorami i kanałami różnego przeznaczenia, a także w miejscach przejścia gazociągów przez ściany studni gazowych, gazociąg należy układać w obudowie. Końce obudowy należy wyprowadzić w odległości co najmniej 2 m po obu stronach od zewnętrznych ścian skrzyżowanych konstrukcji i komunikacji, podczas przechodzenia przez ściany studni gazowych - w odległości co najmniej 2 cm obudowy należy uszczelnić materiałem wodoodpornym. Na jednym końcu obudowy, w górnych punktach zbocza (z wyjątkiem miejsc, w których przecinają się ściany studni), należy przewidzieć rurę kontrolną, która wystaje pod urządzenie zabezpieczające. W przestrzeni międzyrurowej obudowy i gazociągu dopuszcza się prowadzenie kabla sprawnego (łącznościowego, telemechaniki i zabezpieczeń elektrycznych) o napięciu do 60V, przeznaczonego do obsługi systemów dystrybucji gazu.

4.3.10 Rury polietylenowe stosowane do budowy gazociągów muszą mieć współczynnik bezpieczeństwa zgodnie z GOST R 50838 wynoszący co najmniej 2,5.

4.3.11 Układanie gazociągów z rur polietylenowych jest niedozwolone:

– na terenie osiedli, w których panuje ciśnienie powyżej 0,3 MPa;

– poza terenem osiedli przy ciśnieniu powyżej 0,6 MPa;

– do transportu gazów zawierających węglowodory aromatyczne i chlorowane oraz fazy ciekłej LPG;

– gdy temperatura ścianki gazociągu w warunkach eksploatacyjnych jest niższa niż –15°C.

W przypadku stosowania rur o współczynniku bezpieczeństwa co najmniej 2,8 dopuszczalne jest układanie gazociągów z polietylenu o ciśnieniu powyżej 0,3 do 0,6 MPa na terenach zabudowanych, w których dominują budynki mieszkalne jedno- lub dwupiętrowe oraz domki letniskowe. Na terenie małych osiedli wiejskich dozwolone jest układanie gazociągów polietylenowych o ciśnieniu do 0,6 MPa ze współczynnikiem bezpieczeństwa co najmniej 2,5. W takim przypadku głębokość układania musi wynosić co najmniej 0,8 m do szczytu rury.

4.3.12 Obliczenia wytrzymałości gazociągów powinny obejmować określenie grubości ścianek rur i elementów łączących oraz występujących w nich naprężeń. Jednocześnie w przypadku gazociągów stalowych podziemnych i naziemnych należy stosować rury i elementy łączące o grubości ścianki co najmniej 3 mm, w przypadku gazociągów naziemnych i wewnętrznych - co najmniej 2 mm.

4.3.13 Charakterystyki stanów granicznych, współczynniki bezpieczeństwa odpowiedzialności, standardowe i projektowe wartości obciążeń i uderzeń oraz ich kombinacje, a także standardowe i projektowe wartości charakterystyk materiałowych należy uwzględniać w obliczeniach, biorąc pod uwagę wymagania GOST 27751.

4.3.14 Podczas budowy na obszarach o złożonych warunkach geologicznych i oddziaływaniach sejsmicznych należy uwzględnić specjalne wymagania i podjąć środki zapewniające wytrzymałość, stabilność i szczelność gazociągów. Gazociągi stalowe należy chronić przed korozją.

4.3.15 Podziemne i naziemne gazociągi stalowe, zbiorniki LPG, stalowe wkłady gazociągów polietylenowych oraz obudowy stalowe na gazociągach (zwane dalej gazociągami) należy zgodnie z wymaganiami zabezpieczyć przed korozją gruntu i korozją prądów błądzących GOST 9.602.

4.3.16 Obudowy stalowe gazociągów pod drogami, torami kolejowymi i tramwajowymi w czasie układania bezwykopowego (przebijanie, przebijanie i inne dopuszczone do stosowania technologie) powinny co do zasady być zabezpieczone zabezpieczeniami elektrycznymi (3X3) przy układaniu w droga otwarta - z powłokami izolacyjnymi i 3X3.

4.4 Wybór materiału na gazociąg

4.4.1 W przypadku gazociągów podziemnych należy stosować rury polietylenowe i stalowe. Rury stalowe należy stosować do gazociągów naziemnych i naziemnych. W przypadku wewnętrznych gazociągów niskiego ciśnienia dopuszcza się stosowanie rur stalowych i miedzianych.

4.4.2 Rury stalowe bez szwu, ze szwem prostym i spiralnym oraz elementy łączące systemów dystrybucji gazu muszą być wykonane ze stali zawierającej nie więcej niż 0,25% węgla, 0,056% siarki i 0,04% fosforu.

4.4.3 Wyboru materiału rur, zaworów odcinających rurociąg, elementów łączących, materiałów spawalniczych, elementów złącznych i innych należy dokonać biorąc pod uwagę ciśnienie gazu, średnicę i grubość ścianki gazociągu, projektową temperaturę powietrza zewnętrznego w obszarze budowy i temperatury ścianki rury podczas pracy, warunków gruntowych i naturalnych, obecności obciążeń wibracyjnych.

4.5 Pokonywanie przeszkód naturalnych za pomocą gazociągu

4.5.1 Pokonywanie przeszkód naturalnych gazociągami. Naturalnymi przeszkodami są bariery wodne, wąwozy, wąwozy i wąwozy. Gazociągi na przejściach podwodnych należy układać głęboko w dnie przekraczanych barier wodnych. W razie potrzeby, na podstawie wyników obliczeń pływających, konieczne jest podsypanie rurociągu. Rzędność szczytu gazociągu (podsypka, okładzina) musi wynosić co najmniej 0,5 m, a na przejściach przez rzeki żeglowne i pływające - 1,0 m poniżej przewidywanego profilu dna przez okres 25 lat. Przy wykonywaniu prac metodą wiercenia kierunkowego - nie mniej niż 20 m poniżej przewidywanego profilu dna.

4.5.2 Na przejściach podwodnych należy stosować:

– rury stalowe o grubości ścianki o 2 mm większej od obliczonej, ale nie mniejszej niż 5 mm;

– rury polietylenowe o standardowym stosunku wymiarów zewnętrznej średnicy rury do grubości ścianki (SDR) nie większym niż 11 (wg GOST R 50838) ze współczynnikiem bezpieczeństwa co najmniej 2,5.

4.5.3 Wysokość przejścia gazociągu nad wodą od obliczonego poziomu wezbrania wody lub znoszenia lodu (horyzontu wysokiej wody – GVV lub znoszenia lodu – GVL) do dna rury lub przęsła należy przyjmować:

– na skrzyżowaniu wąwozów i wąwozów – nie niżej niż 0,5 m i powyżej DMC 5% bezpieczeństwa;

– przy przekraczaniu rzek nieżeglownych i niespławnych – co najmniej 0,2 m nad linią wodociągową i wodociągową z prawdopodobieństwem 2%, a jeżeli na rzekach występuje karczówka – należy to uwzględnić, ale nie mniej niż 1 m nad linią wodociągową z prawdopodobieństwem 1%;

- przy przekraczaniu rzek żeglownych i spławnych - nie mniej niż wartości ustalone w normach projektowych dla przepraw mostowych na rzekach żeglownych.

4.5.4 Zawory odcinające należy umieszczać w odległości co najmniej 10 m od granic przejściowych. Za granicę przejściową uznaje się miejsce, w którym gazociąg przecina horyzont wysokiej wody z prawdopodobieństwem 10%.

4.6 Pokonywanie sztucznych przeszkód gazociągiem

4.6.1 Gazociągi pokonujące sztuczne przeszkody. Do sztucznych przeszkód zaliczają się drogi, linie kolejowe i tramwajowe, a także różnego rodzaju nasypy.

4.6.2 Odległość pozioma od miejsc przecięcia się gazociągów podziemnych z liniami tramwajowymi, kolejowymi i autostradami nie może być mniejsza niż:

– do mostów i tuneli na kolei publicznej, torach tramwajowych, drogach kategorii 1 – 3 oraz do kładek dla pieszych, tuneli przez nie – 30 m, a dla kolei niepublicznych, dróg kategorii 4 – 5 i rur – 15 m ;

– do strefy komunikacyjnej rozjazdów (początek zwrotnic, koniec krzyży, miejsca podłączenia kabli ssących do szyn i pozostałych skrzyżowań torów) – 4 m dla torów tramwajowych i 20 m dla kolei;

– do podpór sieci stykowej – 3m.

4.6.3 Dozwolone jest zmniejszenie określonych odległości w porozumieniu z organizacjami odpowiedzialnymi za skrzyżowane obiekty.

4.6.4 W przypadkach należy układać podziemne gazociągi wszystkich ciśnień na skrzyżowaniach z torami kolejowymi i tramwajowymi, autostradami kategorii 1 - 4 oraz głównymi ulicami miasta. W innych przypadkach o konieczności zainstalowania skrzynek decyduje organizacja projektująca.

4.7 Przypadki

4.7.1 Obudowy muszą spełniać warunki wytrzymałości i trwałości. Na jednym końcu obudowy powinna znajdować się rurka kontrolna przechodząca pod zabezpieczeniem.

4.7.2 Podczas układania gazociągów między osadami w ciasnych warunkach i gazociągów na terenie osiedli dopuszcza się zmniejszenie tej odległości do 10 m, pod warunkiem że na jednym końcu obudowy zainstalowana jest świeca wydechowa z urządzeniem do pobierania próbek , umieszczonego w odległości co najmniej 50 m od krawędzi jezdni (oś skrajnej szyny w miejscu znaków zerowych). W innych przypadkach końce skrzynek powinny znajdować się w pewnej odległości:

– co najmniej 2 m od skrajnej szyny torów tramwajowych i kolejowych, potasowych 750 mm oraz od krawędzi jezdni ulic;

– co najmniej 3 m od krawędzi obiektu odwadniającego drogi (rów, rów, rezerwat) oraz od skrajnej szyny kolei niepublicznych, nie mniej jednak niż 2 m od spodu nasypów.

4.7.3 Głębokość ułożenia gazociągu od podstawy szyny lub wierzchu nawierzchni drogi, a jeżeli występuje nasyp, od jego podstawy do szczytu obudowy, musi odpowiadać wymaganiom bezpieczeństwa i wynosić nie mniej niż:

– przy wykonywaniu prac odkrywkowych – 1,0 m;

– przy wykonywaniu prac metodą przebijania lub wiercenia kierunkowego i układaniu płyt – 1,5 m;

– przy wykonywaniu prac metodą nakłuwania – 2,5 m.

4.8. Skrzyżowanie rur z drogami

4.8.1 Grubość ścian stalowych rur gazociągu na przejściu przez tory publiczne powinna być o 2–3 mm większa od obliczonej, ale nie mniejsza niż 5 mm w odległościach po 50 m w każdym kierunku od krawędzi jezdni ( oś szyny zewnętrznej w miejscach zerowych).

4.8.2 W przypadku gazociągów polietylenowych na tych odcinkach i na skrzyżowaniach autostrad kategorii 1–3 należy stosować rury polietylenowe o grubości nie większej niż SDR 11 i współczynniku bezpieczeństwa co najmniej 2,8.

4.9 Zabezpieczenie antykorozyjne rurociągów

4.9.1 Rurociągi stosowane w systemach dostaw gazu są zwykle wykonane ze stali węglowych i niskostopowych. Żywotność i niezawodność rurociągów zależy w dużej mierze od stopnia ochrony przed zniszczeniem w kontakcie z otoczeniem.

4.9.2 Korozja to zniszczenie metali spowodowane procesami chemicznymi lub elektrochemicznymi podczas interakcji z otoczeniem. Środowisko, w którym metal ulega korozji, nazywa się korozyjnym lub agresywnym.

4.9.3 Najbardziej istotna dla rurociągów podziemnych jest korozja elektrochemiczna, która podlega prawom kinetyki elektrochemicznej, jest to utlenianie metalu w środowiskach przewodzących prąd elektryczny, któremu towarzyszy powstawanie i przepływ prądu elektrycznego. W tym przypadku interakcję z otoczeniem charakteryzują procesy katodowe i anodowe zachodzące w różnych obszarach powierzchni metalu.

4.9.4 Wszystkie podziemne rurociągi stalowe układane bezpośrednio w ziemi podlegają zabezpieczeniu zgodnie z GOST 9.602–2005.

4.9.5 W glebach o średniej korozyjności przy braku prądów błądzących rurociągi stalowe zabezpiecza się powłokami izolacyjnymi „bardzo wzmocnionego typu”; w glebach o wysokiej korozyjności i niebezpiecznym wpływie prądów błądzących - powłokami ochronnymi „bardzo wzmocnionego typu”; wzmocniony” z obowiązkowym użyciem 3X3.

4.9.6 Wszystkie przewidziane rodzaje zabezpieczeń antykorozyjnych są uruchamiane przy oddawaniu do eksploatacji rurociągów podziemnych. W przypadku podziemnych rurociągów stalowych na terenach zagrożonych prądami błądzącymi 3X3 wprowadza się nie później niż 1 miesiąc, a w pozostałych przypadkach później niż 6 miesięcy po ułożeniu rurociągu w ziemi.

4.9.7 Agresywność korozyjną gleby w stosunku do stali można scharakteryzować na trzy sposoby:

– właściwy opór elektryczny gruntu, określony w warunkach terenowych;

– oporność elektryczną gruntu, oznaczoną w warunkach laboratoryjnych,

– średnia gęstość prądu katodowego (j k), konieczna do przesunięcia potencjału stali w gruncie o 100 mV bardziej ujemnego od stacjonarnego (potencjał korozyjny).

4.9.8 Jeżeli jeden ze wskaźników wskazuje na wysoką agresywność gleby, wówczas glebę uważa się za agresywną i nie jest wymagane określenie innych wskaźników.

4.9.9 Niebezpiecznym wpływem błądzącego prądu stałego na podziemne rurociągi stalowe jest występowanie przemieszczenia potencjału rurociągu o różnym znaku i wielkości w stosunku do jego potencjału stacjonarnego (strefa przemienna) lub występowanie jedynie dodatniego przemieszczenia potencjału, zwykle o różnej wielkości (strefa anodowa). Dla projektowanych rurociągów obecność prądów błądzących w gruncie uważa się za niebezpieczną.

4.9.10 Niebezpieczne działanie prądu przemiennego na rurociągi stalowe charakteryzuje się przesunięciem średniego potencjału rurociągu w kierunku ujemnym o co najmniej 10 mV w stosunku do potencjału stacjonarnego lub obecnością prądu przemiennego o gęstości więcej niż 1 MA/cm 2 . (10 A/m 2.) na elektrodzie pomocniczej.

4.9.11 Stosowanie 3X3 jest obowiązkowe:

– przy układaniu rurociągów w gruntach o dużej korozyjności (zabezpieczenie przed korozją gruntu),

– w obecności niebezpiecznego działania prądów błądzących i przemiennych.

4.9.12 Przy zabezpieczeniu gruntu przed korozją polaryzację katodową podziemnych rurociągów stalowych prowadzi się w taki sposób, aby średnia wartość potencjałów polaryzacji metali mieściła się w przedziale –0,85V. dla porównania do 1,15 V na nasyconej elektrodzie z siarczanu miedzi (m.s.e.).

4.9.13 Prace izolacyjne w warunkach trasowych wykonuje się ręcznie przy izolowaniu prefabrykowanych złączy i drobnej armatury, naprawianiu uszkodzeń powłoki (nie więcej niż 10% powierzchni rury), które powstały podczas transportu rur, a także podczas naprawy rurociągów.

4.9.14 Przy naprawie na miejscu uszkodzeń izolacji fabrycznej i układaniu gazociągu należy zapewnić zgodność z technologią i możliwościami technicznymi nakładania powłok oraz kontrolę jakości. Wszelkie prace naprawcze powłoki izolacyjnej znajdują odzwierciedlenie w paszporcie gazociągu.

4.9.15 Jako główne materiały do ​​tworzenia powłok ochronnych zaleca się polietylen, taśmy polietylenowe, masy bitumiczne i masy bitumiczno-polimerowe, topione materiały bitumiczno-polimerowe, walcowane materiały na bazie taśm uszczelniających, kompozycje na bazie chlorosulfonowanego polietylenu, żywic poliestrowych i poliuretanów.

OKREŚLENIE ZUŻYCIA GAZU

5.1 Zużycie gazu

5.1.1 Zużycie gazu według odcinków sieci można podzielić na:

podróże, tranzyt i rozproszone.

5.1.2 Natężenie przepływu to natężenie przepływu równomiernie rozłożone na długości odcinka lub całego gazociągu i mające wartość równą lub bardzo zbliżoną. Można go wybrać według identycznego rozmiaru i dla ułatwienia obliczeń jest on równomiernie rozłożony. Zazwyczaj to natężenie przepływu jest zużywane przez urządzenia gazowe tego samego typu, na przykład pojemnościowe lub przepływowe podgrzewacze wody, kuchenki gazowe itp. Przepływy skoncentrowane to przepływy, które przepływają przez rurociąg bez zmian na całej długości i są gromadzone w określonych punktach. Konsumentami tych wydatków są: przedsiębiorstwa przemysłowe, kotłownie o stałym zużyciu w długim okresie czasu. Koszty tranzytu to te, które przechodzą przez określony odcinek sieci bez zmiany i zapewniają przepływ gazu, będący trasą lub skoncentrowanym przepływem do następnego odcinka.

5.1.2 Zużycie gazu na obszarze zaludnionym obejmuje podróże lub tranzyt. Nie ma skoncentrowanych kosztów gazu, ponieważ nie ma przedsiębiorstw przemysłowych. Koszty podróży obejmują koszty urządzeń gazowych zainstalowanych u odbiorców i zależą od pory roku. Mieszkanie wyposażone jest w czteropalnikowe piece marki Glem UN6613RX o przepływie gazu 1,2 m 3 / h, przepływowy podgrzewacz wody typu Vaillant na przepływ ciepłej wody o przepływie 2 m 3 / h oraz pojemnościowe podgrzewacze wody Viessmann Vitocell-V 100 CVA- 300" o przepływie 2,2 m 3 / h.

5.2 Zużycie gazu

5.2.1 Zużycie gazu zmienia się w zależności od godziny, dnia, dnia tygodnia i miesiąca roku. W zależności od okresu, w którym przyjmuje się, że zużycie gazu jest stałe, wyróżnia się: nierówność sezonową lub nierówność według miesiąca roku, nierówność dobową lub nierówność według dnia tygodnia, nierówność godzinową lub nierówność według godziny dnia.

5.2.2 Nierównomierność zużycia gazu wiąże się z sezonowymi zmianami klimatycznymi, trybem działania przedsiębiorstw w sezonie, tygodniu i dniu, charakterystyką urządzeń gazowych różnych odbiorców, a w celu zbadania nierównomierności buduje się stopniowe zużycie gazu czas. Aby regulować sezonowe nierówności w zużyciu gazu, stosuje się następujące metody:

– podziemne magazyny gazu;

– korzystanie przez konsumentów z regulatorów odprowadzających nadmiar w okresie letnim;

– pola rezerwowe i gazociągi.

5.2.3 W celu regulacji nierównomierności zużycia gazu w miesiącach zimowych gaz jest pobierany z podziemnych magazynów iw krótkich okresach roku tłoczony do podziemnych magazynów. Aby pokryć dzienne obciążenia szczytowe, korzystanie z podziemnych magazynów jest nieekonomiczne. W tym przypadku nakładane są ograniczenia na dostawy gazu do przedsiębiorstw przemysłowych i wykorzystywane są stacje pokrycia szczytowego, w których następuje skraplanie gazu.

Charakterystyka metanu

§ Bezbarwny;

§ Nietoksyczny (nie trujący);

§ Bez zapachu i smaku.

§ Metan składa się z 75% węgla i 25% wodoru.

§ Ciężar właściwy wynosi 0,717 kg/m 3 (2 razy lżejszy od powietrza).

§ Temperatura zapłonu to minimalna temperatura początkowa, w której rozpoczyna się spalanie. Dla metanu jest to 645 o.

§ Temperatura spalania- jest to maksymalna temperatura, jaką można osiągnąć podczas całkowitego spalania gazu, jeżeli ilość powietrza potrzebna do spalania dokładnie odpowiada wzorom chemicznym spalania. Dla metanu wynosi 1100-1400 o i zależy od warunków spalania.

§ Ciepło spalania– jest to ilość ciepła wydzielająca się podczas całkowitego spalenia 1 m 3 gazu i równa się 8500 kcal/m 3.

§ Prędkość rozprzestrzeniania się płomienia równa 0,67 m/s.

Mieszanka gazowo-powietrzna

Który gaz zawiera:

Do 5% nie pali się;

Od 5 do 15% wybucha;

Przy doprowadzeniu dodatkowego powietrza spala się ponad 15% (wszystko to zależy od stosunku objętości gazu w powietrzu i nazywa się to granice wybuchowości)

Gazy palne są bezwonne, aby w porę wykryć je w powietrzu oraz szybko i dokładnie wykryć nieszczelności, gaz poddaje się nawanianiu, czyli tzw. wydzielać zapach. W tym celu stosuje się ETYLOMERKOPTAN. Szybkość nawaniania wynosi 16 g na 1000 m 3. Jeśli w powietrzu znajduje się 1% gazu ziemnego, powinieneś go poczuć.

Gaz stosowany jako paliwo musi spełniać wymagania GOST i zawierać szkodliwych zanieczyszczeń na 100m 3 nie więcej niż:

Siarkowodór 0,0 2 G /m.kostka

Amoniak 2 gr.

Kwas cyjanowodorowy 5 g.

Żywica i pył 0,001 g/m3

Naftalen 10 gr.

Tlen 1%.

Stosowanie gazu ziemnego ma wiele zalet:

· brak popiołu i pyłu oraz usuwanie cząstek stałych do atmosfery;

· wysokie ciepło spalania;

· łatwość transportu i spalania;

· ułatwiona jest praca personelu serwisowego;

· Poprawiono warunki sanitarno-higieniczne w kotłowniach i okolicach;

· szeroki zakres automatyki.

Podczas korzystania z gazu ziemnego wymagane są szczególne środki ostrożności, ponieważ... wyciek jest możliwy poprzez nieszczelności na styku gazociągu i armatury. Obecność w pomieszczeniu więcej niż 20% gazu powoduje uduszenie; jego nagromadzenie w zamkniętej objętości powyżej 5% do 15% prowadzi do eksplozji mieszaniny gaz-powietrze. Niecałkowite spalanie uwalnia tlenek węgla, który jest trujący nawet w niskich stężeniach (0,15%).

Spalanie gazu ziemnego

Palenie nazywa się szybką chemiczną kombinacją palnych części paliwa z tlenem z powietrza, zachodzi w wysokich temperaturach, towarzyszy mu wydzielanie ciepła z powstawaniem płomienia i produktów spalania. Następuje spalanie kompletne i niekompletne.

Pełne spalanie– Występuje, gdy jest wystarczająca ilość tlenu. Brak tlenu powoduje niepełne spalanie, w którym wydziela się mniej ciepła niż przy pełnym podtlenku węgla (działa toksycznie na personel obsługujący), na powierzchni kotła osadza się sadza i zwiększają się straty ciepła, co prowadzi do nadmiernego zużycia paliwa, spadku sprawności kotła, oraz zanieczyszczenie powietrza.

Produktami spalania gazu ziemnego są– dwutlenek węgla, para wodna, trochę nadmiaru tlenu i azotu. Nadmiar tlenu zawarty jest w produktach spalania tylko w przypadkach, gdy spalanie następuje przy nadmiarze powietrza, a azot jest zawsze zawarty w produktach spalania, ponieważ jest składnikiem powietrza i nie bierze udziału w spalaniu.

Produkty niecałkowitego spalania gazu mogą być tlenek węgla, niespalony wodór i metan, węglowodory ciężkie, sadza.

Reakcja metanu:

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

Według formuły Do spalenia 1 m 3 metanu potrzeba 10 m 3 powietrza, które zawiera 2 m 3 tlenu. W praktyce, aby spalić 1 m3 metanu, potrzeba więcej powietrza, biorąc pod uwagę wszelkiego rodzaju straty, w tym celu stosuje się współczynnik; DO nadmiar powietrza, który = 1,05-1,1.

Teoretyczna objętość powietrza = 10 m3

Praktyczna objętość powietrza = 10*1,05=10,5 lub 10*1,1=11

Kompletność spalania paliwo można określić wizualnie na podstawie koloru i charakteru płomienia, a także za pomocą analizatora gazu.

Przezroczysty niebieski płomień - całkowite spalanie gazu;

Czerwony lub żółty z dymiącymi smugami – spalanie jest niecałkowite.

Spalanie reguluje się poprzez zwiększenie dopływu powietrza do paleniska lub zmniejszenie dopływu gazu. Ten proces wykorzystuje powietrze pierwotne i wtórne.

Powietrze wtórne– 40-50% (zmieszany z gazem w palenisku kotła podczas spalania)

Powietrze pierwotne– 50-60% (zmieszana z gazem w palniku przed spalaniem) do spalania wykorzystuje się mieszankę gazowo-powietrzną

Spalanie charakteryzuje się prędkość dystrybucji płomienia to prędkość, z jaką element czołowy płomienia dystrybuowane przez stosunkowo świeży strumień mieszanki gazowo-powietrznej.

Szybkość spalania i rozprzestrzeniania się płomienia zależy od:

· od składu mieszaniny;

· na temperaturę;

· od ciśnienia;

· na stosunek gazu i powietrza.

Szybkość spalania określa jeden z głównych warunków niezawodnej pracy kotłowni i charakteryzuje ją separacja płomienia i przebicie.

Przerwa w płomieniu– występuje, gdy prędkość mieszanki gazowo-powietrznej na wylocie palnika jest większa od prędkości spalania.

Powody separacji: nadmierne zwiększenie dopływu gazu lub nadmierna próżnia w palenisku (przeciąg). Rozdzielanie płomieni obserwuje się podczas zapłonu i po włączeniu palników. Oddzielenie płomienia prowadzi do zanieczyszczenia gazem paleniska i kanałów gazowych kotła oraz do wybuchu.

Płomień przełomu– występuje, gdy prędkość rozprzestrzeniania się płomienia (prędkość spalania) jest większa od prędkości wypływu mieszanki gazowo-powietrznej z palnika. Przełomowi towarzyszy spalanie mieszanki gazowo-powietrznej wewnątrz palnika, palnik nagrzewa się i ulega awarii. Czasami przełomowi towarzyszy trzask lub eksplozja wewnątrz palnika. W takim przypadku może zostać zniszczony nie tylko palnik, ale także przednia ściana kotła. Poślizg występuje, gdy następuje gwałtowny spadek dostaw gazu.

Jeżeli płomień zgaśnie i przebije się, konserwatorzy muszą przerwać dopływ paliwa, znaleźć i wyeliminować przyczynę, przewietrzyć palenisko i przewody kominowe przez 10-15 minut i ponownie rozpalić ogień.

Proces spalania paliwa gazowego można podzielić na 4 etapy:

1. Wyciek gazu z dyszy palnika do urządzenia palnikowego pod ciśnieniem przy zwiększonej prędkości.

2. Tworzenie mieszaniny gazu i powietrza.

3. Zapłon powstałej mieszaniny palnej.

4. Zapalenie mieszaniny palnej.

Gazociągi

Gaz dostarczany jest do odbiorcy gazociągami - zewnętrzny i wewnętrzny– do stacji dystrybucji gazu zlokalizowanych poza miastem, a z nich gazociągami do punktów regulacyjnych gazu szczelinowanie hydrauliczne lub urządzenie sterujące gazem GRU przedsiębiorstw przemysłowych.

Gazociągi to:

· wysokie ciśnienie pierwszej kategorii powyżej 0,6 MPa do 1,2 MPa włącznie;

· wysokie ciśnienie drugiej kategorii powyżej 0,3 MPa do 0,6 MPa;

· średnie ciśnienie trzeciej kategorii powyżej 0,005 MPa do 0,3 MPa;

· niskie ciśnienie czwartej kategorii do 0,005 MPa włącznie.

MPa - oznacza Mega Pascal

W kotłowni układane są wyłącznie gazociągi średniego i niskiego ciśnienia. Odcinek od gazociągu sieciowego (miejskiego) do posesji wraz z urządzeniem odłączającym nazywa się wejście.

Za gazociąg wlotowy uważa się odcinek od urządzenia odłączającego na wlocie, jeżeli jest on zainstalowany na zewnątrz pomieszczenia do gazociągu wewnętrznego.

Na wejściu gazu do kotłowni powinien znajdować się zawór, w miejscu oświetlonym i wygodnym do konserwacji. Przed zaworem musi znajdować się kołnierz izolujący w celu ochrony przed prądami błądzącymi. Na każdym odgałęzieniu od gazociągu do kotła znajdują się co najmniej 2 urządzenia odcinające, z których jedno jest zainstalowane bezpośrednio przed palnikiem. Oprócz armatury i oprzyrządowania na gazociągu, przed każdym kotłem należy zainstalować automat zapewniający bezpieczną pracę kotła. Aby zapobiec przedostawaniu się gazów do paleniska kotła w przypadku wadliwych urządzeń odcinających, wymagane są świece płuczące i gazociągi zabezpieczające z urządzeniami odcinającymi, które muszą być otwarte, gdy kotły są na biegu jałowym. W kotłowniach gazociągi niskiego ciśnienia maluje się na żółto, a gazociągi średniociśnieniowe na żółto z czerwonymi pierścieniami.

Palniki gazowe

Palniki gazowe- urządzenie palnikowe gazowe przeznaczone do dostarczania na miejsce spalania, w zależności od wymagań technologicznych, przygotowanej mieszaniny gazowo-powietrznej lub wydzielonego gazu i powietrza, a także zapewnienia stabilnego spalania paliwa gazowego i kontroli procesu spalania.

Do palników mają zastosowanie następujące wymagania:

· główne typy palników muszą być produkowane masowo w fabrykach;

· palniki muszą zapewniać przepływ określonej ilości gazu i jego całkowite spalenie;

· zapewnić minimalną ilość szkodliwych emisji do atmosfery;

· musi działać bez hałasu, oddzielania się płomienia i przebijania;

· musi być łatwy w utrzymaniu, wygodny do kontroli i naprawy;

· w razie potrzeby może zostać wykorzystane jako paliwo rezerwowe;

· próbki nowo powstałych i istniejących palników poddawane są badaniom GOST;

Główną cechą palników jest ich moc cieplna, przez co rozumie się ilość ciepła, która może wyzwolić się podczas całkowitego spalania paliwa dostarczonego przez palnik. Wszystkie te cechy można znaleźć w karcie katalogowej palnika.

Gaz ziemny jest obecnie najpopularniejszym paliwem. Gaz ziemny nazywany jest gazem ziemnym, ponieważ wydobywa się go z głębi Ziemi.

Proces spalania gazu to reakcja chemiczna, podczas której gaz ziemny wchodzi w interakcję z tlenem zawartym w powietrzu.

W paliwie gazowym występuje część palna i część niepalna.

Głównym palnym składnikiem gazu ziemnego jest metan – CH4. Jego zawartość w gazie ziemnym sięga 98%. Metan jest bezwonny, bez smaku i nietoksyczny. Jego granica palności wynosi od 5 do 15%. To właśnie te cechy umożliwiły wykorzystanie gazu ziemnego jako jednego z głównych rodzajów paliwa. Stężenie metanu przekraczające 10% zagraża życiu; może wystąpić uduszenie z powodu braku tlenu.

W celu wykrycia wycieków gazu poddaje się go nawanianiu, czyli dodaje się substancję o silnym zapachu (merkaptan etylowy). W tym przypadku gaz można wykryć już w stężeniu 1%.

Oprócz metanu gaz ziemny może zawierać gazy łatwopalne – propan, butan i etan.

Aby zapewnić wysoką jakość spalania gazu, konieczne jest dostarczenie wystarczającej ilości powietrza do strefy spalania i zapewnienie dobrego wymieszania gazu z powietrzem. Optymalny stosunek wynosi 1: 10. Oznacza to, że na jedną część gazu przypada dziesięć części powietrza. Ponadto konieczne jest stworzenie pożądanego reżimu temperaturowego. Aby gaz się zapalił należy go podgrzać do temperatury zapłonu i w przyszłości temperatura nie powinna spaść poniżej temperatury zapłonu.

Konieczne jest zorganizowanie usuwania produktów spalania do atmosfery.

Spalanie całkowite następuje wówczas, gdy w produktach spalania uwalnianych do atmosfery nie ma substancji palnych. W tym przypadku węgiel i wodór łączą się, tworząc dwutlenek węgla i parę wodną.

Wizualnie po całkowitym spaleniu płomień jest jasnoniebieski lub niebieskawo-fioletowy.

Całkowite spalanie gazu.

metan + tlen = dwutlenek węgla + woda

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

Oprócz tych gazów do atmosfery wraz z gazami łatwopalnymi uwalniany jest azot i pozostały tlen. N2+O2

Jeśli spalanie gazu nie nastąpi całkowicie, do atmosfery uwalniane są substancje łatwopalne - tlenek węgla, wodór, sadza.

Niecałkowite spalanie gazu następuje z powodu niewystarczającej ilości powietrza. Jednocześnie w płomieniu pojawiają się języki sadzy.

Niebezpieczeństwo niecałkowitego spalania gazu polega na tym, że tlenek węgla może spowodować zatrucie personelu kotłowni. Zawartość CO w powietrzu wynosząca 0,01-0,02% może powodować łagodne zatrucie. Wyższe stężenia mogą spowodować ciężkie zatrucie i śmierć.

Powstała sadza osadza się na ściankach kotła, utrudniając w ten sposób przekazywanie ciepła do czynnika chłodniczego i zmniejszając wydajność kotłowni. Sadza przewodzi ciepło 200 razy gorzej niż metan.

Teoretycznie do spalenia 1m3 gazu potrzeba 9m3 powietrza. W rzeczywistych warunkach potrzeba więcej powietrza.

Oznacza to, że potrzebna jest nadmiar powietrza. Wartość ta, oznaczona jako alfa, pokazuje, ile razy zużywa się więcej powietrza, niż jest to teoretycznie konieczne.

Współczynnik alfa zależy od rodzaju konkretnego palnika i jest zwykle podawany w paszporcie palnika lub zgodnie z zaleceniami dotyczącymi organizacji prowadzonych prac uruchomieniowych.

Wraz ze wzrostem ilości nadmiaru powietrza powyżej zalecanego poziomu, zwiększają się straty ciepła. Przy znacznym wzroście ilości powietrza może nastąpić przerwanie płomienia i powstanie sytuacji awaryjnej. Jeżeli ilość powietrza będzie mniejsza niż zalecana, spalanie będzie niecałkowite, co stwarza ryzyko zatrucia personelu kotłowni.

Aby dokładniej kontrolować jakość spalania paliwa, istnieją urządzenia - analizatory gazów, które mierzą zawartość niektórych substancji w składzie gazów spalinowych.

Analizatory gazu mogą być dostarczane w komplecie z kotłami. Jeżeli nie są one dostępne, organizacja zlecająca przeprowadza odpowiednie pomiary za pomocą przenośnych analizatorów gazu. Sporządza się mapę reżimu, w której określone są niezbędne parametry kontrolne. Przestrzegając ich, można zapewnić normalne całkowite spalanie paliwa.

Główne parametry regulacji spalania paliwa to:

• stosunek gazu i powietrza dostarczanego do palników.

• współczynnik nadmiaru powietrza.

• próżnia w piecu.

• Współczynnik sprawności kotła.

Sprawność kotła oznacza w tym przypadku stosunek ciepła użytkowego do ilości ciepła całkowitego oddanego.

Skład powietrza