Kāpēc sašķidrinātās un saspiestās gāzes uzglabā balonos? Tvertņu veidi + ekspluatācijas noteikumi

Piekritīsiet, zilā degviela ir ļoti ērta lietošanā un maksā lēti. Tās popularitāti nostiprina ekoloģiskā drošība un praktiski visuresošā pieejamība. Bet vai jūs kādreiz esat nopietni aizdomājušies, kāpēc saspiestās gāzes tiek uzglabātas speciālos balonos un kā tas ietekmē jūsu drošību?

Mūsu piedāvātajā rakstā jūs atradīsiet detalizētas, tehniski pamatotas atbildes uz šiem jautājumiem. Mēs pastāstīsim, kāda ir atšķirība starp sašķidrināto gāzveida vidi un saspiesto analogu. Iepazīstināsim ar tehnisko īpatnībām gāzes tvertnēm, to uzpildes un pārvadāšanas noteikumiem.

Kāpēc saspiež gāzes un kā tas ietekmē balonus?

Gāzveida stāvoklī vielām nav noteiktas formas, atšķirībā no cietiem ķermeņiem. Tās var uzglabāt un pārvadāt tikai hermetizētos traukos.

Bet zemā blīvuma dēļ pat neliels gāzes daudzums pēc masas aizņem lielu tilpumu. Piemēram, lai pārvadātu tikai 26,9 kg propāna tā parastajā gāzveida stāvoklī, būtu nepieciešama milzīga tvertne ar tilpumu aptuveni 14 000 litru.

Propāns un butāns ir vispieprasītākās gāzes komunālajā un sadzīves sektorā. Tos iegūst naftas pārstrādes gaitā vai izdala no naftas tās ieguves laikā, piemēram, izmantojot frekinga tehnoloģiju.

Problēma tiek risināta, saspiežot gāzi, pieliekot ārēju spiedienu. Rezultātā tās blīvums palielinās, bet tilpums samazinās. Pēc saspiešanas tie paši 26,9 kg propāna ietilpst traukā ar tilpumu 50 litri.

Saspiežot tādas gāzes kā propāns, butāns, amonjaks, hlors, oglekļa dioksīds pāriet šķidrā agregātstāvoklī, tāpēc tos sauc par sašķidrinātām. Skābeklis, argons, metāns paliek gāzveida stāvoklī un tiek sauktas par saspiestām gāzēm.

Šeit jāprecizē, ka jebkuras gāzes var pārvērst šķidrumā saspiežot, bet spiediena spēkam jābūt lielākam, un temperatūrai – ievērojami zemākai par normālu gaisa temperatūru.

Saspiestām un sašķidrinātām gāzēm parastie konteineri neder. Cenšoties izplesties, gāze tos ātri iznīcinās un izlauzīsies "brīvībā", kas jau var izraisīt sprādzienus, ugunsgrēkus, saindēšanos un finansiālus zaudējumus. Tāpēc tiek izmantoti īpaši trauki ar pārspiedienu, labāk zināmi kā gāzes baloni.

Gāzes balonu konstrukcijas īpatnības

Prasības gāzes balonu konstrukcijai, ieskaitot izmērus, sieniņu biezumu, nosaka valsts tehniskie standarti. Jo lielāks spiediens izmantots gāzes saspiešanai, jo izturīgākam jābūt traukam.

Saspiestā metāna, ko izmanto kā degvielu iekšdedes dzinējiem, trauku korpusiem nav šuvju, un tie sastāv no metāla un kompozīta apvalkiem. Tie ir paredzēti spiedienam līdz 245 kg/cm².

Skābekli un argonu izmanto metināšanas darbiem. To baloni tiek izgatavoti saskaņā ar GOST 949-73. Materiāls ir oglekļa vai leģēts tērauds. Ar tilpumu 20-50 litri, leģētā tērauda trauki ar sieniņu biezumu 6 mm spēj izturēt iekšējo spiedienu līdz 19,6 MPa.

Saskaņā ar pieņemto standartu tie no ārpuses ir krāsoti ar zilu emalju un uz korpusa ir melns uzraksts "skābeklis". Argona trauki ir pelēki ar zaļu uzrakstu "argons tīrs".

Tērauda metinātie baloni sašķidrinātai ogļūdeņraža gāzei tiek izgatavoti saskaņā ar GOST un atbilst noteiktajām drošības prasībām.

Propāns, butāns un to maisījumi tiek turēti zem 1,6 MPa spiediena sarkanos tērauda metinātajos balonos. Tā kā šī gāze ir plaši pieprasīta komunālajā un rūpnieciskajā lietojumā, ir vērts sīkāk apskatīt tās uzglabāšanas un transportēšanas īpatnības, kā arī drošības noteikumus, uzpildot balonus.

Sašķidrinātā propāna-butāna pielietojums

Tehniskais propāns-butāns (PBT), kā to klasificē GOST R 52087-2018, pieder pie sašķidrināto ogļūdeņraža gāzu (SOG) kategorijas. To iegūst, pārstrādājot naftu. Lai PBT pārietu šķidrā stāvoklī, pietiek ar relatīvi nelielu spiediena paaugstināšanu. Temperatūras pazemināšana nav nepieciešama.

Pie normālas gaisa temperatūras spiediena samazināšana izraisa PBT iztvaikošanu un tā pāreju tvaika fāzē. Uzpildot balonus, tajos veidojas divfāzu sistēma, kas vienlaikus sastāv no sašķidrinātas gāzes un tās tvaika.

Šāda īpašība ir priekšrocība salīdzinājumā ar citiem degvielas gāzu veidiem: propāna-butāna maisījumu uzglabā un transportē kā šķidrumu kompaktos traukos; to izmanto uzreiz kā gāzi bez papildu pārveidojumiem, kas sniedz papildu ērtības patērētājam.

Sašķidrināto degvielas gāzi balonos piegādā patērētājiem ar specializētu autotransportu, obligāti ievērojot bīstamo kravu aprites noteikumus.

Identiska tilpuma balonos sašķidrinātā propāna-butāna ietilpst gandrīz 2 reizes vairāk nekā saspiestā metāna. Pēc siltuma izdalīšanas sašķidrinātais PBT arī pārspēj saspiesto metānu pie vienāda tilpuma daudzuma.

Pateicoties metāla ietilpības samazinājumam, PBT baloniem ir mazāks svars. Tas viss samazina transportēšanas izmaksas, samazina piegāžu skaitu un padara propāna-butāna maisījuma izmantošanu komunālajās un ražošanas vajadzībām ekonomiski pamatotu.

PBT ir pieprasīts apdzīvotās vietās, kurām nav piekļuves maģistrālajiem gāzes vadiem. Ēdiena gatavošanai, ūdens un siltumnesēju sildīšanai apkures sistēmās to izmanto privātmājas, sabiedriskās ēdināšanas un tirdzniecības uzņēmumi, zemnieku saimniecības, atpūtas bāzes.

Baloni propāna-butāna maisījumam

PBT atrodas balonos ar spiedienu, kas ir desmitiem reižu mazāks nekā nepieciešams saspiesto gāzu uzglabāšanai. Pateicoties tam, tiek vienkāršota ražošanas tehnoloģija, samazināta balonu metāla ietilpība. Tomēr arī tiem tiek izvirzītas stingras prasības.

Propāna-butāna maisījumam ir paredzēti tērauda metinātie baloni ar tilpumu 5, 12, 27, 50 litri, kas paredzēti iekšējam spiedienam līdz 1,6 MPa.

Tāpat iespējama to uzglabāšana kompozītmateriālu balonos, kas paredzēti 2,0 MPa. Katras balona detaļas konstrukcija, forma un izmēri noteikti valsts tehniskajos standartos.

Alternatīva tradicionālajiem tērauda baloniem ir jaunāki kompozītmateriālu baloni ar kalpošanas laiku 20 gadi un testēšanas periodiskumu 5 gadi.

Saskaņā ar GOST 15860-84, balona cilindriskais elements (apvalks), tā dibens un paliktņa gredzeni ir izgatavoti no augstas stiprības tērauda markām. Virsmai jābūt bez plaisām, dobumiem un citiem defektiem, kas samazina sienu biezumu.

Dibens tiek izgatavots ar karsto vai auksto štancēšanu. Elementi tiek savienoti ar metināšanu. Aizslēgšanas ierīces tiek uzstādītas balona kaklā. Pilnīgai savienojuma hermētiskumam tiek izmantots svina glotts vai sarkanais svins.

Aizsargvāki var būt tērauda un čuguna ar vītņotu vai bezvītņotu savienojumu. Galvenā prasība tiem – spēja nodrošināt uzticamu aizslēgšanas ierīces aizsardzību.

Samontētā veidā balonam jābūt:

• izturīgam;
• hermētiskam;
• bez deformācijām.

No ārpuses balons tiek krāsots ar sarkanu emalju, kas ir izturīga pret atmosfēras iedarbību. Satura nosaukums "Propāns" tiek rakstīts ar baltu emalju korpusa cilindriskās daļas centrā. Uzraksta un krāsojuma neatbilstība noteiktajam standartam ir pamats balona noraidīšanai.

Katram balonam uz apkakles vai kakla jābūt pases plāksnītei ar norādi par ražotāju, izgatavošanas un pārbaužu datumu, tehniskajiem parametriem.

Saskaņā ar GOST R 55559-2013 kompozīta balons sastāv no iekšējā hermētiskā apvalka (lainerī), uz kura ir uztīts kompozītmateriāls. Ir pieļaujami arī citi tehniskie risinājumi. Kompozīta balona krāsa arī ir sarkana.

Balons tiek aprīkots ar aizslēgšanas-drošības armatūru, ieskaitot drošības ierīces pret spiediena paaugstināšanos un temperatūras paaugstināšanos, kas palielina tā drošību.

Ekspluatējot kompozīta balonus, jāņem vērā drošības ierīču darbības princips. Pārpildot balonu vai gāzei izplešoties temperatūras paaugstināšanās dēļ, tās pārpalikums tiek izvadīts ārpusē. Tas var novest pie gāzes koncentrācijas palielināšanās telpā, kurā atrodas balons.

Lai novērstu gāzes koncentrācijas pārsniegšanu, palīdzēs noplūdes sensors ar skaņas signalizāciju, kas tiek piestiprināts pie sienas virtuvē vai citā gazificētā telpā.

Pirms balonu nosūtīšanas realizācijai ražotāji veic pieņemšanas-nodošanas pārbaudes. Turpmāk gan tērauda, gan kompozīta baloniem ik pēc 5 gadiem jāveic tehniskā pārbaude.

Katrs balons tiek nodrošināts ar pasi, kurā norādīti tā tehniskie parametri un tehniskās pārbaudes termiņi.

PBT īpašības un drošības pasākumi

Gāzu fizikālās un ķīmiskās īpašības nosaka ne tikai prasības balonu konstrukcijai, bet arī drošības pasākumus to uzpildīšanā, transportēšanā un ekspluatācijā.

Ārējās temperatūras paaugstināšanās noved pie propāna-butāna šķidrās frakcijas izplešanās, tāpēc balonus atļauts uzpildīt maksimāli par 85% no to tilpuma. Piemēram, 50 litru balons, teorētiski spējīgs uzņemt 26,9 kg sašķidrināta propāna-butāna, pēc uzpildīšanas faktiski satur apmēram 21 kg. Brīvā vieta tiek aizpildīta ar tvaika fāzi.

Propāna un butāna zemākie sprādzienbīstamības robežlielumi ir attiecīgi 2,3% un 1,9% no telpas tilpuma, kas padara to gāzes-gaisa maisījumus ārkārtīgi sprādzienbīstamus. Patērētājiem un gāzes uzpildes staciju personālam jāizslēdz sprādzienbīstamu koncentrāciju un PBT aizdegšanās avotu veidošanās.

Balona uzpildīšana ar SUG vairāk par 85% draud ar sprādzienu un ugunsgrēku, īpaši augsts risks ir rudens-ziemas periodā.

Propāna-butāna maisījumi ir smagāki par gaisu un pat nelielu noplūžu gadījumā var uzkrāties pagrabos un cokola stāvos bīstamā koncentrācijā. No tā izriet aizliegums uzstādīt gāzes iekārtas šādās telpās.

Sarīvējiet sadzīves ziepes uz rīves, pievienojiet ūdenim, saputojiet ar otu un uzklājiet ziepju šķīdumu uz problemātisko vietu – burbuļu parādīšanās norāda uz gāzes noplūdi.

Propāns-butāns, tāpat kā oglekļa dioksīds, iedarbojas uz cilvēkiem un dzīvniekiem nevis indīgi, bet gan nosmakšanas veidā, kad skābekļa koncentrācija gaisā samazinās līdz 19%. Tas var izraisīt cilvēka veselības pasliktināšanos un nāvi. Propānam-butānam nav smaržas, tāpēc tā sastāvā tiek pievienoti odoranti, kas palīdz noteikt tā klātbūtni gaisā.

Drošības pasākumu neievērošana drošības pasākumu izraisa avārijas situāciju rašanos gāzes noplūdes un tās aizdegšanās dēļ. Ir iespējama arī gāzes izplūde un eksplozija, iznīcinot balonu.

Sadzīves gāzes balonu uzpildes noteikumi

Uzpildīšana tiek veikta speciāli aprīkotās stacijās, obligāti automātiski nosverot un atdalot gāzi ar dozatoru. Tas ļauj ar augstu precizitāti kontrolēt piepildījuma pakāpi.

Baloni netiek atļauti uzpildīšanai šādos gadījumos:

• bojāts ventilis vai vārsts;
• nav atlikušā spiediena;
• pārbaudes termiņš ir beidzies;
• uz virsmas ir defekti;
• marķējums un krāsojums neatbilst GOST.

Automašīnu gāzes uzpildes stacijās, kurām nav atsevišķas licences un atbilstoša aprīkojuma, mājsaimniecības balonu uzpildīšana ir aizliegta likumdošanas līmenī.

AGZS aprīkojums ir paredzēts tikai automašīnu baloniem, kas aprīkoti ar atdalītājiem (multivārstiem), kas nepieļauj pildījumu virs normas.

Mājsaimniecības gāzes balonu uzpildīšanai nepieciešams īpašs aprīkojums, kas atšķiras no parastās AGZS aprīkojuma.

Jāatceras: ja pie negatīvām temperatūrām balonu uzpilda ar propānu-butānu vairāk nekā par 85%, un pēc tam to ienes siltā telpā, iespējams sprādziens.

Pārvietojot, balonus pasargā no krišanas un triecieniem, neapgriež tos ar vākiem uz leju. Iekraušana un izkraušana no automašīnas tiek veikta, kad dzinējs ir izslēgts.

Apkures un karstā ūdens apgādes drošība, izmantojot balonu gāzi

Ja nav pieejama centralizētā gāzes apgāde, kā degvielu autonomām apkures sistēmām un ūdens sildītāju ierīcēm var izmantot sašķidrināto gāzi. Tā ir lētāka nekā elektroenerģija. Atšķirībā no malkas, ogles vai dīzeļdegvielas, tā nepiesārņo gaisu ar cietajiem sadegšanas produktiem, t.i., ir videi draudzīgāka.

Balonu vietā privātmājās var izmantot gāzes tvertnes ar tilpumu līdz 20000 litriem, ja nerodas problēmas ar to uzpildīšanu

Organizējot apkures un karstā ūdens apgādes sistēmu uz SUG, jāņem vērā SNiP 42-01-2002 prasības.

Papildus baloniem (50 l) tiek izmantots šāds aprīkojums:

• gāzes apkures katls;
• reduktori;
• noslēgarmatūra;
• gāzesvada komponenti;
• radiatori.

Katls var būt vienas vai divu kontūru, bet obligāti ar degli sašķidrinātai gāzei. Ja balonu gāze ir pagaidu risinājums un māju plānots pieslēgt centralizētajai gāzes apgādei, racionāli iegādāties katlu maģistrālajai gāzei un papildu aprīkojumu SUG. Divu kontūru katls nodrošinās vienlaikus gan karsto ūdeni, gan telpu apsildi.

Ir iespējama augstas efektivitātes kondensācijas katla uzstādīšana, kas aprīkots ar diviem siltummaiņiem siltumnesēja un karstā ūdens apgādes sildīšanai. Šādā katlā sadegot gāzei radītais ūdens tvaiks pārvēršas šķidrumā, kas ļauj iegūt papildu siltumenerģiju.

Katla jaudu izvēlas atkarībā no apsildāmās telpas platības un dod priekšroku modeļiem ar augstāku lietderības koeficientu (KPD).

Pie gāzes katliem pieslēdz vairākus gāzes balonus, kas palielina kopējo gāzes tilpumu un pagarina intervālu starp uzpildēm.

Vienlaikus tiek izmantoti vairāki ietilpīgākie 50 litru baloni, kas apvienoti vienā baterijā. Baloni tiek novietoti metāla, ventilējamos skapjos ārpusē mājas ziemeļu pusē, lai izvairītos no saules starojuma sildīšanas. Otrs variants – atsevišķa nedzīvojamā telpa.

Lai stipru salnu laikā spiediens sistēmā nekrītotos, skapji ir nepieciešams siltināt ar nedegošiem materiāliem, bet telpā nodrošināt minimālu apsildi.

Svarīgi nodrošināt, lai attālums no katla būtu vismaz 2 metri un iekārtai būtu brīva piekļuve apskatei. Blakus gāzes iekārtai nedrīkst būt notekūdeņu bedres, pagrabi, pazemes telpas, grāvji. Gāzifikācija pagraba un cokola telpās ir aizliegta.

Baloni tiek pieslēgti gāzes vadam caur gāzes reduktoru, kas ļauj regulēt gāzes spiedienu tās izņemšanas laikā. Tas var būt atsevišķs katram balonam vai kopīgs visiem.

Reduktora krāsai jāatbilst balona krāsai, proti, jābūt sarkanai (propāna-butānam). Nedrīkst pieļaut tā aizsērēšanu, pretējā gadījumā var paaugstināties spiediens un iekārta var sabojāties. Reizi nedēļā reduktors jāpārbauda, vai nav noplūdes un vai drošības vārsts darbojas.

Apvienojot balonus vienā baterijā, racionāli izmantot rampu spiediena stabilizācijai, kas sastāv no savienojuma moduļa, reduktora, filtra, vārsta, stabilizatora.

Gāzes vada izveidošanai izmanto tērauda caurules ar sieniņu biezumu vismaz 2 mm. Caurules posms, kas iet caur sienu, tiek ievietots aizsargājošā apvalkā. Apkures katla pieslēgšanai gāzes vadam var izmantot elastīgo savienojumu. Reduktors tiek pieslēgts gāzes vadam ar dūrīta šļūteni (gumijas auduma šļūteni).

Par to, kādu gāzes maisījumu vislabāk izmantot glabāšanai gāzes tvertnē, detalizēti ir rakstīts nākamajā rakstā, ar kuru mēs iesakām Jums iepazīties.

SNG ūdens sildīšanai

Caurplūdes ūdens sildītāji un uzkrājēja gāzes ūdens sildītāji (boileri), tāpat kā apkures katli, spēj darboties ar propāna-butāna maisījumu. Pāreja no maģistrālās gāzes uz sašķidrināto gāzi tiek veikta, nomainot degļa sprauslas. Tirdzniecībā ir pieejami modeļi, kurus ražotājs ir aprīkojis ar LPG komplektiem. Savienojums ar gāzes baloniem tiek veikts caur reduktoru.

Ūdens sildītājs tiek uzstādīts nedzīvojamā telpā ar ventilāciju un nosūcēju. Minimālais attālums no gāzes ūdens sildītāja līdz apkārtējiem priekšmetiem ir noteikts normatīvos, un tas ir jāievēro drošības nolūkos. Uzstādīšana vannas istabā ir aizliegta.

Ūdens sildītāju un katlu aprīkošana ar automātiskās kontroles un regulēšanas ierīcēm palielina to efektivitāti un drošību. Mūsdienu modeļiem ir aizsardzības sistēmas pret pārkaršanu un ieslēgšanu bez ūdens, liesmas kontrole. LED displejs parāda svarīgu informāciju, piemēram, ūdens temperatūru, kas nonāk krānos.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Gāzes balona drošības pārbaude, kalpošanas laiks un noraidīšana:

Gāzes spiediena krituma iemesli sistēmā pie -42°C un veidi, kā apkarot gāzes balonu apsalšanu:

Pēc saspiešanas ogļūdeņraža gāze atrodas balonā paaugstinātā spiedienā un spēj strauji izplesties, kad temperatūra paaugstinās.

Drošības noteikumu ievērošana un tādu gāzes balonu izmantošana, kas atbilst noteiktajiem standartiem, palīdz izvairīties no avārijas situācijām un efektīvi izmantot zilo degvielu ēdiena gatavošanai, telpu apkurei un karstā ūdens apgādei privātmājām.

Pastāstiet, kā Jūs lietojat balonu gāzi savā vasarnīcā vai lauku mājā. Lūdzu, atstājiet komentārus, uzdodiet jautājumus, publicējiet fotoattēlus zemāk esošajā bloka formā. Dalieties ar vērtīgu informāciju par raksta tēmu, ar kuru ir vērts dalīties ar vietnes apmeklētājiem.