Бытовые газовые приборы
В жилых домах устанавливают газовые плиты различной конструкции, емкостные и проточные водонагреватели, газовые малометражные котлы и газифицированные отопительные печи. Реже можно встретить газовые камины и калориферы, газовые холодильники. В общественных зданиях и коммунально-бытовых предприятиях устанавливают также газовые плиты ресторанного типа, пишеварочные котлы, газовые кипятильники и др.
Газовые приборы характеризуют следующими показателями: номинальной тепловой нагрузкой (в Вт); коэффициентом полезного действия (в %); расходом газа (в м3/ч); давлением газа перед прибором (в кПа); содержанием оксида углерода в продуктах сгорания газа (в %).
Тепловая нагрузка газового прибора Qп - полученное при сжигании газа в единицу времени количество теплоты
(7.1)
где ВГ — расход газа, м3/ч; QН — низшая теплота сгорания газа, приведенная к нормальным условиям, кДж/м3.
Теплопроизводительность газового прибора QT — количество теплоты, воспринятое нагреваемым телом в единицу времени, Вт
(7.2)
где т — масса нагреваемого тела, кг; с — удельная массовая теплоемкость нагреваемого тела, кДж/(кг·К); T1 Т2 — температура тела до начала нагрева и после его окончания, К.
Коэффициент полезного действия (КПД) газового прибора — отношение теплопроизводительности к тепловой нагрузке газового прибора
(7.3)
Для бытовых газовых плит КПД должен быть не менее 56 %, для водонагревателей — не менее 80 %.
Номинальной нагрузкой прибора считается нагрузка, при которой получают наибольшую полноту сгорания газа при максимальном КПД прибора. Номинальная теплопроизводительность определяется при номинальной нагрузке.
При номинальной тепловой нагрузке прибора содержание оксида углерода в продуктах сгорания газовых плит не должно превышать 0,01 %.
Бытовые газовые плиты. Плиты различают напольные и настольные (переносные). Настольные плиты не имеют духового шкафа, их называют таганами.
В эксплуатации находятся плиты четырех-, трех- и двухконфорочные.
По исполнению плиты выпускают обычной и повышенной комфортности.
Таблица 5.21
Номинальные диаметры (в мм) сопел горелок газовых плит
| Характеристика горелок | Природный газ | Сжиженный газ | |
| Давление газа, Па | |||
| 1 300 | 2 000 | 3 000 | |
| Мощность горелки, кВт: | |||
| пониженная 0,7 | 0,73 | 0,65 | 0,48 |
| нормальная 1,9 | 1.25 | 1,1 | 0,75 |
| повышенная 2,8 | 1.48 | 1,33 | 0.93 |
| Мощность основной | |||
| горелки духовки 3,9 кВт | 1.78 | 1,65 | 1,1 |
Плиты изготовляют для работы на природном газе с номинальным давлением 1 300, 2 000 Па и на сжиженном газе — 3 000 Па (табл. 5.21). Газовые плиты рассчитаны на сжигание газа с теплотой сгорания (в кДж/м3) природного газа - 35 530, сжиженного углеводородного газа — 96 140.
Газовые плиты повышенной комфортности имеют освещение духовки, горелку стола повышенной мощности, краны горелок стола с фиксированным положением "малое пламя", устройство для регулирования горизонтального положения стола. Кроме того, они могут быть оборудованы горелкой стола пониженной мощности, электророзжигом горелок стола и духовки, жарочной горелкой духовки, вертелом с электрическим или ручным приводом, терморегулятором, автоматикой контроля горелок.
Конструкция горелок газовых плит одинакова для всех типов плит и обеспечивает горение газа без проскока и отрыва пламени при изменении тепловой мощности горелок стола от 0,25 до 1,2, а горелок духовки от 0,3 до 1,2 от номинального значения. Мощность основной горелки духовки должна обеспечивать нагрев духовки до температуры: на 230 °С превышающей температуру помещений, не более чем за 20 мин; до максимальной температуры не ниже 270 °С; до минимальной — не выше 165 "С (ГОСТ 10798-85).
Газовые плиты должны устанавливаться в соответствии с требованиями в паспортах или инструкциях заводов-изготовителей, а при отсутствии таковых — у стены из несгораемых материалов на расстоянии не менее 6 см от стены (в том числе боковой стены). Допускается установка плиты у стен из трудносгораемых и сгораемых материалов, изолированных несгораемыми материалами (кровельной сталью по листу асбеста толщиной не менее 3 мм, штукатуркой и т.п.), на расстоянии не менее 7 см от стен. Изоляция стен предусматривается от пола и должна выступать за габариты плиты на 10 см с каждой стороны и не менее 80 см сверху.
Газовые плиты предприятий общественного питания. Для предприятий общественного питания выпускают секционные газовые плиты с жарочным шкафом типа ПГС-2МА. По заявке заказчика плиту ПГС-2МА могут поставлять с водогрейным устройством для получения при работе плиты горячей воды с температурой 70...80сСдля технологических и санитарных нужд, а также комплектовать в двухсекционные блоки с общей сплошной жарочной поверхностью.
Дымоход плиты, установленный в середине верхней части каркаса плиты, разделен на три канала, обеспечивающих раздельную вытяжку продуктов сгорания от горелок настила и жарочного шкафа. Дымоход оборудован заслонками для регулирования тяги. На плите установлены инжекционные горелки. Расположенные под плитным настилом горелки имеют регулировочную шайбу первичного воздуха, а горелка жарочного шкафа снабжена заслонкой для регулирования вторичного воздуха и шайбой для регулирования первичного воздуха.
Плита ПГС-2МА оборудована автоматикой безопасности типа АБ (АРБ-18) (табл. 5.22). Клапан-отсекатель автоматики отключает подачу газа к горелкам при погасании пламени запальника и падении давления газа.
Аппараты горячего водоснабжения. Водонагреватели проточные газовые изготовляют в соответствии с ГОСТ 19910-74. Проточные водонагреватели снабжаются автоматикой безопасности, обеспечивающей доступ газа к запальной и основной горелкам при наличии запального пламени и протока воды; отключение запальной и основной горелок при отсутствии разрежения в дымоходе (табл. 5.23).
Основными узлами проточных водонагревателей являются газовая горелка инжекционного типа, теплообменник с огневой камерой, блок ав-
томатики, система отвода продуктов сгорания.
Наряду с выпускаемыми унифицированными моделями ВПГ в эксплуатации находятся и другие, снятые с производства типы водонагревателей: КГ - колонка газовая; КГИ-56 — усовершенствованная модель, КГ; ВВК-3 и ВВК-5 - водогрейная ванная колонка; ГВА-1 и ГВА-3 — газовый водонагреватель автоматический; Л-1 и Л-3 — водонагреватели завода "Ленгазаппарат".
Таблица 5.22
Технические характеристики плиты ПГС-2МА
| Площадь жарочного настила, м2 | 0,84 |
| Число жарочных шкафов | |
| Номинальное давление газа перед горелкой, Па: | |
| природного | |
| сжиженного | |
| Тепловая мощность горелок, кВт: | |
| жарочного настила | 18,2 |
| жарочного шкафа | |
| Средняя номинальная температура жарочного настила, "С | |
| Время разогрева настила до номинатьной температуры, мин | |
| Средняя температура жарочного шкафа при номинальном расходе газа, °С | |
| Разрежение в дымоходе, Па |
return false">ссылка скрыта
Аппараты емкостные газовые бытовые типа АГВ.Аппараты газовые водонагревательныеАГВ-80 и АГВ-120 предназначены для местного отопления помещений и горячего водоснабжения (ГОСТ 11032-80). Они работают по принципу нагрева воды в емкости без принудительной циркуляции. Емкостные водонагреватели оборудованы системой отвода продуктов сгорания в дымоход, газогорел очным устройством и автоматикой регулирования, отключающей газ при нагревании воды до заданной температуры. Термоэлемент терморегулятора введен внутрь бака. На газопроводе установлен электромагнитный клапан, который срабатывает при погасании запального пламени и прекращении тяги в дымоходе (от датчика тяги).
В крышку аппарата встроен предохранительный клапан, представляющий собой цилиндр с колпачком, под которым помещена мембрана из медной фольги толщиной 0,04...0,05 мм. В центре мембраны имеется отверстие, залитое сплавом Вуда (температура плавления 105 °С). При давлении в баке более 600 кПа мембрана разрывается, а при перегреве воды свыше предельной температуры расплавляется сплав Вуда. Герметичность системы восстанавливают, заменяя мембрану. В крышке бака устанавливают термометр.
Аппарат АГВ-120 принципиально повторяет конструкцию АГВ-80. (табл. 5.24) Он отличается большей тепловой мощностью и блоком автоматики регулирования, элементами которой являются сильфонный терморегулятор и заполненный керосином термобаллон.
Таблица 5.23
Техническая характеристика проточных газовых
водонагревателей типа ВПГ
| Показатели | Типы водонагревателей | ||
| ВПГ-20 | ВПГ-23 | ВПГ-29 | |
| Тепловая мощность основной | |||
| горелки, кВт | |||
| Номинальный расход природного | |||
| газа, м /ч с числом Воббе от | |||
| 41460до57 780кДж/м3 | 2,34...1,81 | 2,58...2,12 | 2,94 |
| Коэффициент полезного | |||
| действия, %, не менее | |||
| Расход воды при нагреве на 45 "С, | |||
| л/мин. не менее | 5,4 | 6,1 | 7,6 |
| Давление воды перед аппаратом. | |||
| МПа: | |||
| минимальное | 0,05 0,15 0,60 | ||
| номинальное | |||
| максимальное | |||
| Разряжение в дымоходе для | |||
| нормальной работы аппарата, Па | |||
| Объемная доля оксида углерода в | |||
| продуктах сгорания, %, не более | 0,05 | ||
| Примечание. Время нагрева воды до 90°С — 60...70 мин; диапазон регулирования нагрева воды — 40...90 "С |
Таблица 5.24
Технические характеристики аппаратов типа АГВ
| Аппарат | АГВ-80 | АГВ-120 |
| Тепловая мощность. кВт | ||
| Тешюпроизвсдительность, кВт | 5,7 | 11,3 |
| Вместимость бака, л | ||
| Плошадь отапливаемых помещений, м3 | до 60 | 85...100 |
Аппараты отопительные газовые с водяным контуром бытовые типа АОГВ. Аппараты АОГВ являются развитием моделей емкостных водонагревателей типа АГВ (табл. 5.25). Они предназначены для местного водяного отопления жилых помещений с номинальным давлением природного газа 1300 Па. Применение подогретой аппаратом воды для приготовления пищи не разрешается.
Система отопления - с верхней разводкой магистрали горячей воды и нижней разводкой обратной магистрали. Циркуляция воды в системе естественная.
Основные узлы аппарата АОГВ: котел-теплообменник, топочное устройство с основной и запальной горелками, стабилизатор тяги, автоматика безопасности и регулирования.
Таблица 5.25
Технические характеристики аппаратов типа АОГВ
| Показатели | АОГВ-11,6 | АОГВ-17,5 | АОГВ-23.2 | АОГВ-29 |
| (2216) | (2216-01) | (2216-02) | (2216-03) | |
| Площадь отапливаемого помещения, м2 | ||||
| Тепловая мощность, кВт | 11,6 | 17,5 | 23,2 | |
| Расход природного газа, м3/ч | 1,17 | 1,76 | 2,34 | 2,93 |
| Примечания. 1. Коэффициент полезного действия - не менее 83 %. 2. Диапазон регулирования температуры воды – 5…90°С . 3. Объемная доля окиси углерода в продуктах сгорания - не более 0,04 %. 4. Минимальное разряжение в дымоходе 3 Па. |
Терморегулятор закрывает клапан, отсекающий доступ газа к основной горелке в случае, если температура воды достигла заданного значения. Аппарат переходит на режим "малого горения". При понижении температуры на 5... 10 °С от заданной терморегулятор автоматически открывает газ на основную горелку. Аппараты выпускают с терморегулятором, настроенным на максимальную температуру нагрева воды 90°С. При этом ручка терморегулятора установлена против отметки шкалы "ГОР". Во втором крайнем положении ручки против отметки "ХОЛ" температура воды на выходе из водонагревателя будет поддерживаться на уровне 75°С.
Настройка терморегулятора на температуру воды свыше 95°С не допускается. При необходимости снизить температуру воды на выходе аппарата ниже 75°С следует уменьшить расход газа на основную горелку прикрытием крана.
В случае падения давления газа, погасания пламени запальника или
отсутствия тяги в дымоходе электромагнитный клапан перекрывает поступление газа к запальной и основной горелкам.
По окончании отопительного сезона по рекомендации завода-изготовителя необходимо промыть систему отопления раствором щелочи (0,5 кг кальцинированной соды на 10 л воды). Для этого заполненную раствором систему нужно выдержать в течение двух суток, затем раствор слить и промыть систему водой. На летнее время систему отопления оставляют заполненной водой.
Комбинированные аппараты типа АОГВ. Аппараты комбинированные газовые с водяным контуром (АКГВ) предназначены для отопления помещений и горячего водоснабжения. Аппарат снабжен тягостабилизируюшим устройством, датчиком тяги, блоком автоматики безопасности и регулирования, основной и запальной горелками, теплообменником и змеевиком в верхней его части (табл. 5.26).
В летнее время аппарат может быть использован только для горячего водоснабжения. Нагрев воды автоматический — по мере открывания водоразборного крана.
Таблица 5.26
Технические характеристики аппаратов АОГВ
| АКГВ-11,6 (2215) | АКГВ-23,2 (2213) | |
| Показатели | ||
| Площадь отапливаемых помещений, м | <80 | <160 |
| Тепловая мощность основной горелки, кВт | 11,6 | 23,2 |
| Расход природного газа, м3/ч | 1,17 | 2,36 |
| Объемная доля оксида углерода в | ||
| продуктах сгорания, %, не более | 0,04 | 0,05 |
| Примечания. 1. Коэффициент полезного действия (в %), не менее: в режиме отопления — 82; в режиме горячего водоснабжения 75. 2. Диапазон регулирования температуры воды в теплообменнике -50...90°С |
Печные газовые горелки. Печные газовые горелки устанавливают в бытовых отопительных печах при переводе их на сжигание газа.
ГипроНИИгаз (г. Саратов) разработал для печей горелочное устройство УГОП-НП-9 (табл. 5.27) с теплоотдачей до 6 кВт. Устройство применяют в печах без шиберов, оборудованных тягостабилизаторами, с режимами непрерывной и периодической топки.
В устройство УГОП-НП-9 входят: основная и запальная горелки, тягостабилизатор, датчики контроля тяги, горения, электромагнитный клапан. Основная и запальная горелки – инжекционного типа. Основная горелка имеет специальную насадку, которая обеспечивает предварительный подогрев горючей смеси в горелке и ее двух стадийное сжигание. Это обеспечивает высокий КПД печи и минимальное содержание вредных примесей.
Автоматика безопасности обеспечивает прекращение подачи газа к основной горелке при срыве пламени с запальной горелки или отсутствии газа в газопроводе, а также при отсутствии или недостатке тяги в топке и дымоходе печи. Устройство имеет два режима работы — нормальный, когда работают основная и запальная горелки, и пониженный, когда работает только запальная горелка. При работе на пониженном режиме кран основной горелки должен быть закрыт.
Таблица 5.27
Технические характеристики УГОП-НП-9
| Тепловая мощность горелок, кВт: основной и запальной запальной | |
| 2,5 | |
| Номинальное давление природного газа, кПа | 1,3; 2 |
| Содержание оксида углерода в сухих неразбавленных | 0,05 |
| продуктах сгорания, %, не более | |
| Время отключения при прекращении подачи газа, отсутствии | |
| пламени на запальнике или тяги, с, не более |
Отопительные печи могут быть также оборудованы другими типами горелочных устройств и автоматики безопасности.
Контрольные вопросы:
1. Чем характеризуется режимы потребления газа?
2. Как определяются годовые расходы газа для населения предприятий коммунально-бытового и жилого сектора?
3. От каких параметров зависит максимальный расчетный часовой расход газа?
4. Каков закон изменения давления на участке газовой сети высокого и среднего давлений?
5. Какими показателями характеризуется режим движения газа?
6. Чем отличается падение давления на участке газопроводов низкого и высокого давлений?
7. Назовите, в чем цель гидравлического расчета распределительных газопроводов?
8. От каких коэффициентов зависит расчетный внутренний диаметр газопровода?
9. Назовите методы распределения расчетного перепада давления по участкам тупиковой сети?
10. Как проводится гидравлическая увязка кольцевых сетей?
11. Какие трубы и арматура используются на наружных газопроводах?
12. Что входит в состав внутренних устройств системы газораспределения?
Список литературы
1. СТО Газпром 2-3,5-051-2006 «Нормы технологического проектирования МГ»
2. СНИП 42 – 01 – 2002 «Газораспределительные системы».
3. СП 42 – 101 – 2003 «Общие положения по проектированию и строительству распределительных газопроводов из металлических и полиэтиленовых труб».
4. СП 42 – 102 – 2003 «Проектирование и строительство газопроводов из металлических труб».
5. ГОСТ Р 52087 – 2003 «Газы углеводородные сжиженные топливные. Технические условия».
6. СП 42 – 102 – 2003 «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов».
7. Федорова Л.Я., Шалай В.В., Прохоров А.Д. и др. «Газовые сети и газохранилища». Учебное пособие, Тюмень, 2004 – 208 с.
8. Земенков Ю.Д., Федорова Л.Я., Васильев Г.Г. и др. «Газонаполнительные и газораспределительные станции». Учебное пособие, Тюмень, 2003 – 336 с.
9. Прохоров А.Д., Васильев Г.Г., Земенков Ю.Д. и др. «Газовые сети и газохранилища» Москва, 2004
10. «Транспорт и хранение и газа в примерах и задачах» под общей редакцией Земенкова Ю.Д., Тюмень, 2004
11. Земенков Ю.Д., Федорова Л.Я. «Газораспределительные станции» Тюмень, 1999
12. Федорова Л.Я. «Методические указания по СРС, контрольным работам и дипломному проектированию по курсу «Газовые сети и газохранилища» под общей редакцией Земенкова Ю.Д., Тюмень, 2010, 24 с.
13. Федорова Л.Я. «Методические указания по курсовому проектированию дисциплины. Проектирование и эксплуатация систем газоснабжения. Часть I. Природный газ» под общей редакцией Земенкова Ю.Д., Тюмень 2011. – 32
14. Федорова Л.Я. «Методические указания по курсовому проектированию дисциплины. Проектирование и эксплуатация систем газоснабжения. Часть II. Cжиженный углеводородный газ» под общей редакцией Земенкова Ю.Д., Тюмень 2011. – 32
15. Иванцов О.М. «Подземное хранение сжиженных углеводородных газов» – М: Недра 1964.
16. «Правила обслуживания и эксплуатации объектов магистрального газопровода» ПОЭ МГ, Газпром, 2010.
17. Яковлев Е.И. «Газовые сети и газохранилища», М, Недра, 1991.
18. Плитман И.Б. «Справочное пособие для работников автозаправочных и автомобильных газонаполнительных станций», М, Недра, 1990.
19. Стаскевич Н.Л., Вигдорчик Д.Я. «Справочник по сжиженным углеводородным газам» - Л; Недра, 1986.
20. Абдурашитов С.А., Тупиченков А.А. «Трубопроводы для сжиженных газов» - М: Недра, 1965.
21. Иванцов О.М. и др. «Низкотемпературное хранение сжиженных углеводородных газов» - М:, 1968.