Сжиженные газы

Сжиженные газы, состоящие в основном из пропана (СзН₈) и бутана (С₄Н₁₀), получают на газобензиновых и нефтеперерабатывающих заводах. Сжиженный газ широко используют для газоснабжения сельской местности и районов, не подключенных к магист­ральным газопроводам. Хранятся жидкие, газы в баллонах и костях, а перевозятся в цистернах.

Мелкие потребители (одно- и двухэтажные жилые строения и дачи) имеют для хранения жидкого газа баллоны, емкостью до 50 л каждый.

Крупные потребители (3-4-этажные жилые дома, столовые, рестораны; коммунальные предприятия, оздоровительные лагеря, дома отдыха) имеют для хранения жидкого газа емкости объемом 2,2 и 4 м, которые устанавливаются ниже уровня земли, жидкого газа в баллонах и емкостях должен обеспечивать нормальное газоснабжение потребителей в течение 7 — 10 дней.

В емкостях и баллонах жидкий газ всегда представляет собой двухфазную систему. В верхней зоне емкости или баллона находится паровая фаза пропан-бутановой смеси, а в нижней зоне жидкая фракция, которая испаряется по мере отбора потребителями паровой фазы. Паровая фракция всегда представляет собой насыщенную смесь из С₃Н₈ и С₄Н₁₀. Упругость указанных газов (Р_г) зависит от температуры наружного воздуха (для баллонов) или температуры грунта (для подземных емкостей). В таблице 8.1 показана зависи­мость упругости паров пропана и бутана от температуры.

В баллонах и емкостях (2,2 и 4 м³) упругость паровой фазы или фактическое рабочее давление должно быть не менее 0,035 МПа приплотности пропана р=2кг/м , а для бутана р=2,7 кг/м . Для воздуха при нулевой температуре

р = 1,29 кг/м³. Это значит, что при утечке паровой фазы жидкого газа из баллона будет наблюдаться явление газослива.

Сжиженные газы должны содержать H₂S не более 5 г на 100 м³ паровой фазы, а запах их должен ощущаться при содержании паров Н₂ S в воздухе в размере 0,5%.

Воспламенение газов. Воспламенение газов может происходить только в том случае, если их содержание в газовоздушной смеси находится в определенных пределах, которые называются пределами воспламеняемости или взрываемости.

Существуют верхний и нижний пределы воспламеняемости. Например, для метана нижний предел равен ~5% содержания его в газовоздушной смеси, а верхний ~15%. Вне этих пределов мета-новоздушные смеси не горят и не взрываются.

 

Упругость паров пропана и бутана Таблица 8.1

Температура, °С	Упругость паров Рг, МП	Примечание
	пропан С3Н8	бутан С4Н10
-50- 12 0 + 10+	0,1 0,325 0,48 0,65 1,70	0,00 0,1 0,16 0,23 0,70	При температуре меньше - 50 С пропан не испаряется. При температуре меньше -12 оС не испаряется также бутан

 

При чрезмерно малом содержании горючего газа в газовоздушной смеси, например, метана менее ~5% теплоты от запального устройства оказывается недостаточно для доведения соседних слоев газовоздушной смеси до температуры воспламенения. В данном случае смесь оказывается «бедной». Она слишком разбавлена балластными компонентами (азотом и кислородом) и вообще не способна к воспламенению. Аналогичное явление происходит в газовоздушной смеси, когда имеется избыточное количество метана (более 15%). Здесь газовоздушная смесь получается «богатой», и для ее нормального воспламенения не хватает О₂который является окислителем. В таблице 8.2 показаны пределы воспламеняемости отдельных горючих газов.

Явления взрыва газов могут возникнуть при нарушении правил розжига переведенных на газ котлов, при негерметичных задвижках газовой аппаратуры и вышедшей из строя защитной автоматики. При этом топка и газоходы котлов могут заполниться взрывоопасной смесью. Если в такую газоопасную среду попадает источник воспламенения, то происходит взрыв.

При взрыве всего объема газовоздушной смеси масса ее тут же превращается в продукты сгорания. Последние, восприняв теплоту реакции взрыва, мгновенно расширяются и оказывают динамическое давление на стенки топки и газоходов. Максимальное давление, возникающее при взрыве смеси природного газа с воздухом, находится в пределах 0,44 - 0,75 МПа. Взрывная волна возникает в топке и распространяется по газоходам практически мгновенно, со скоростью примерно 1 км/с.

Пределы воспламеняемости газов Таблица 8.2

Газы	Пределы воспламеняемости, в %
	нижний	верхний
Метан (СН4) Этан (С2Н6) Пропан (СзН8) Бутан (С4Н10)	2,5 1,9	9,5 8,5