Коэффициент избытка воздуха характеризует полноту сгорания газа.

G = Yд/Yт

G – коэффициент избытка воздуха.

Yд – действительный расход воздуха.

Yт – теоретический расход газа.

Теоретически на 1 м3 природного газа необходимо 10м3 воздуха и коэффициент избытка воздуха равен 1. Но действительный расход воздуха в горелках должен быть больше теоретического, вследствие несовершенства смешения горючего газа с кислородом. Чтобы обеспечить полноту сгорания газа коэффициент избытка воздуха должен быть в пределах G =1,05 –1,2 т.е. сжигание газа должно происходить с избытком воздуха 5% - 20%. Коэффициент избытка воздуха равен или меньше 1 - недожог, если коэффициент больше 1,2 – потери тепла, низкая жаропроизводительность.

При разработке горелочных устройств, а также в процессе их эксплуатации учитывают такой показатель сжигания горючего газа, как скорость распространения пламени, скорость истечения газовоздушной смеси. Скорость распространения пламени направлена в холодную газовоздушную смесь (в горелку), чтобы нагреть ее до температуры самовоспламенения. Скорость истечения газовоздушной смеси направлена из горелки. Пламя будет устойчивым, если эти скорости будут равны.

Явление, когда пламя проникает внутрь горелки, называется проскоком пламени, это происходит в тот момент, когда скорость распространения пламени больше скорости истечения газовоздушной смеси из горелки.

Причины возникновения проскока – малое давление газа (неисправность регулятора давления, возросло число потребителей, засорились газоход, сопло горелки), прогорели огневые насадки горелки.

Явление, при котором пламя находится на некотором удалении либо совсем отрывается от огневых отверстий горелки, называется отрывам пламени. Это происходит, когда скорость истечения газовоздушной смеси больше скорости распространения пламени.

Причины возникновения отрыва – повышение давления газа (неисправен регулятор), воздуха (чрезмерная тяга).

Опасность этих явлений: как правило, это приводит к погасанию факела и последующей загазованности помещений, топочных пространств.

 

ВЗРЫВ – это мгновенное сгорание газовоздушной смеси в замкнутом объеме.

Образующиеся при взрыве нагретые сжатые газы, расширяясь, могут привести к разрушению установки и помещения, в котором он произошел. Взрывы газовоздушных смесей могут происходить только при содержание газа в интервале между нижним и верхним пределами взрываемости.

Пределы взрываемости – это концентрация газа с воздухом в замкнутом объеме в диапазоне пределов воспламенения.

Скорость распространения пламени при горении для природного газа о,67 м/сек, для СУГ 0,86 м/сек. Скорость распространения пламени при взрыве возрастает до 1,5 – 3,5 км/сек.

Избыточное давление при взрыве смеси природного газа с воздухом достигает до 0,75 Мпа, а смеси СУГ с воздухом – до 0,88 Мпа. Строительные конструкции начинают разрушаться при давлении ударной волны, равном 0,035 Мпа.

Три условия для взрыва:

1. Замкнутый объем;

2. Содержание газа в воздухе в интервале между нижним и верхним пределами воспламенения газа;

3. Источник искры, огня, нагретое тело с минимальной температурой равной температуре самовоспламенения горючего газа.

 

Пределы взрываемости и давление взрывной волны для горючих газов.

 

Горючий газ	Пределы воспламеняемости в Смеси с воздухом    При стандартных условиях.	Пределы воспламеняемости В смеси с кислородом	Давление Взрывной волны	Концентрация Газа, при кторой Мах.давление взрывной волны
СН4	5% ------15%	5%------------61%	0,72МПа	9,8%
С3Н8	2,1%----------9,5%	2,1%----------55%	0,88МПа	4,1%
С4Н10	1,5%----------8,5%	1,5%-------------49%	0,88МПа	4,1%
С2Н2	2,3%------------82%	2,5%-----------89%	1,63 МПа
СО	12,5%-----------75%

 

                2.6. ОДОРИЗАЦИЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ.

 

Для того, чтобы своевременно обнаружить утечку газа на запах в него добавляют одорант.

Одорант – вещество с резким спецефическим запахом.

В качестве одоранта для природного газа и СУГ применяют этилмеркаптан С₂Н₅ S Н.

Этилмеркаптан обладает следующими свойствами:

плотность жидкой фазы 0,839 гр/см3, температура кипения 37 град, пределы воспламенения и взрываемости паров в воздухе 2,8 – 18,2% по объему, температура воспламенения 299град, относится ко 2 классу опасности (вещества высоко опасные), ПДК в воздухе рабочей зоны 1мг/м3, плотность паров 2,77 кг/м3.

Меркаптаны в малых концентрациях вызывают головную боль и тошноту. В больших концентрациях они действуют на центральную нервную систему, вызывая судороги, паралич и смерть от остановки дыхания. Меркаптаны с окислами металлов и щелочами образуют меркаптиды, пирофорные соединения серы с железом, которые при взаимодействии с воздухом самовозгораются. Если одорированный газ проходит через грунт, этилмеркаптан отфильтровывается (температура кипения 37 град, высокая плотность), газ теряет интенсивность запаха.

Одорирование природного газа не делает его токсичным.

Согласно ГОСТ 5542, ГОСТ 20448, ГОСТ 22387.5, ПБ 12-529 п.5.3.1, ПБ 12-609 п.6.11. одоризация нетоксичных горючих газов считается эффективной, если наличие газа в воздухе может быть обнаружено при концентрации его, равной 20% от НКПР для данного газа. Это значит, что одоризация природного газа, имеющего нижний предел взрываемости 5% от об., будет достаточной, если запах его будет хорошо ощутим в воздухе помещения при концентрации газа в нем 1% об. Сжиженные газы, имеющие более низкий предел взрываемости 1,5% об., должны ощущаться при наличии их в воздухе не более 0,3% об.

Интенсивность запаха (одоризация) должна обеспечиваться газотранспортной организацией (ООО «Волготрансгаз» ОАО «ГАЗПРОМ») в конечных точках газораспределительной сети (у потребителей) в пределах 3-4 балла п.5.3.1ПБ 12-529-03.

Интенсивность запаха газа должна контролироваться газораспределительными организациями п. 5.3.1 ПБ 12-529-03 (ОАО «Нижегордоблгаз» и др.) не реже 1 раза в месяц в соответствии с ГОСТ 22387.5 –77 «Газ для коммунально – бытового потребления. Методы определения интенсивности запаха газа».

Интенсивность запаха газа определяется методом органолептического анализа.

Запах одорированного газа должен ощущаться при содержании его в воздухе не более 20% от нижнего предела воспламенения данного газа.

 Испытатели в количестве не менее 3 человек (без признаков простудных заболеваний) под руководством руководителя должны оценить на запах 1% газовоздушную смесь для природного газа и 0,3% газовоздушную смесь для СУГ по пятибалльной шкале:

0 – запаха нет;

1 – запах очень слабый, неопределенный;

2 – запах слабый, но определенный;

3 – запах умеренный;

4 – запах сильный;

5– запах очень сильный.

Все испытатели заполняют бланки одновременно, без информации друг друга и передают руководителю.

Руководитель испытания оформляет акт испытания.

Запах считается достаточным, если средняя оценка интенсивности запаха не менее 3 баллов.

 

       2.7. СОСТАВ СУГ(сжиженного углеводородного газа).

 

Сжиженный углеводородный газ состоит из пропана (С₃Н₈) и бутана (С₄Н₁₀).

В зависимости от содержания основного компонента производятся следующие марки СУГ:

По ГОСТ 20448-90* ПТ – пропан технический;

                               СПБТ – смесь пропана и бутана технических;

                               БТ – бутан технический.

По ГОСТ 27578 – 87* ПА – пропан автомобильный;

                                 ПБА – пропан – бутан автомобильный.

По физико – химическим показателям сжиженные газы должны соответствовать требованиям, приведенным в таблице.

 

 

Наименование показателя	ПТ	СПБТ	БТ	ПА	ПБА	Метод испытания
1. Массовая доля компонентов,% -сумма метана, этана - пропан, не менее - бутан и бутилен, не более -                               не менее - сумма углеводородов С4 и выше - сумма непредельных углеводородов	Не нормир 75 не нормир не нормир - -	Не нормир Не нормир 60 - - -	Не нормир Не нормир - 60 - -	Не нормир 85+- 10 - - не нормир 6	Не нормир 50+- 10 - - не нормир 6	ГОСТ 10679
2. содержание жидкого остатка при +40 град,%, свободной воды и щелочи	-	-	-	отсутствие	отсутствие	ГОСТ27578
3. Объемная доля жидкого остатка при +20 град, %, не более	0,7	1,6	1,8	-	-	ГОСТ20448
4. Давление насыщенных паров, избыточное, Мпа, при теипературе: +45 град., не более	1,6	1,6	1,6	-	1,6	ГОСТ204448
4. Содержание свободной воды и щелочи.	Отсут.	Отсут.	отсут	-	-	ГОСТ20448
5. интенсивность запаха, баллы, не менее	3	3	3	-	-	ГОСТ 22387.5

 

В сосудах СУГ находится в двух фазном состоянии, в правильно заполненном сосуде по объему 85% жидкости и 15% пара.

Условия перехода пропана и бутана в жидкое состояние.

Температура, град. По Цельсию.	Р, при котором пропан переходит в ж.ф. Мпа	Р, при котором бутан переходит в ж.ф. Мпа
-20	0.270	0.045
-10	0.370	0.068
0	0.480	0.096
10	0.640	0.15
20	0.850	0.210
40	1.43	0.390
45	1.6	0.4

При атмосферном давлении пропан переходит в жидкость при (-42), бутан при (-0,5) градусов.

 

                        2.8. Физико – химические свойства паровой фазы СУГ.

1. Не ядовит.

2. Температура кипения при атмосферном давлении С₃Н₈ равна (-42 град.).

Температура кипения при атмосферном давлении С₄Н₁₀ равна (-0,5 град.).

   Температура кипения – это температура, при которой данный газ переходит из жидкого состояния в парообразное (газообразное).