¿Por qué los gases licuados y comprimidos se almacenan en cilindros? Tipos de tanques + reglas de operación

Debe admitir que el combustible azul es muy conveniente de usar y económico. Su popularidad fortalece la seguridad ambiental y la accesibilidad casi universal. Pero, ¿alguna vez se ha preguntado seriamente por qué los gases comprimidos están contenidos en cilindros especiales y cómo esto afecta su seguridad?

En nuestro artículo, encontrará respuestas detalladas y técnicamente correctas a estas preguntas. Describiremos la diferencia entre un medio gaseoso licuado y un análogo comprimido. Nos familiarizaremos con las características técnicas de los tanques de gas, con las reglas para el reabastecimiento de combustible y el transporte.

¿Por qué se comprimen los gases y cómo afecta esto a los cilindros?

En estado gaseoso, las sustancias no tienen una forma definida, a diferencia de los sólidos. Solo se pueden almacenar y transportar en contenedores sellados.

Pero debido a la baja densidad, incluso una masa insignificante de gas ocupa un gran volumen. Por ejemplo, transportar solo 26.9 kg de propano en su estado gaseoso habitual requeriría una enorme capacidad de aproximadamente 14,000 litros.

El propano y el butano son los gases más populares en el sector doméstico. Se obtienen en el curso de la refinación de petróleo o se extraen del petróleo durante su producción, por ejemplo, utilizando tecnología de fracking.

El problema se resuelve comprimiendo el gas aplicando presión externa. Como resultado, su densidad aumenta y el volumen disminuye. Después de la compresión, todos los mismos 26,9 kg de propano caben en un recipiente de 50 litros.

Cuando se comprimen, los gases como el propano, el butano, el amoníaco, el cloro y el dióxido de carbono pasan al estado líquido de agregación, por lo que se denominan licuados. El oxígeno, el argón y el metano permanecen en estado gaseoso y se denominan gases comprimidos.

Aquí debes aclarar que cualquier convertir gases en líquido por compresión, pero la fuerza de presión debería ser mayor, y la temperatura debería ser mucho más baja que la temperatura normal del aire.

Los recipientes convencionales no son adecuados para gases comprimidos y licuados. En un esfuerzo por expandirse, el gas lo destruirá rápidamente y se liberará, y esto ya está lleno de explosiones, incendios, envenenamiento y pérdidas financieras. Por lo tanto, se utilizan recipientes especiales bajo presión interna excesiva, mejor conocidos como cilindros de gas.

Características de diseño de cilindros de gas.

Los requisitos para el diseño de cilindros de gas, incluidas las dimensiones, el grosor de la pared, determinan las normas técnicas estatales. Cuanto mayor sea la presión aplicada para comprimir el gas, mayor será la capacidad.

Los depósitos de los recipientes para metano comprimido, utilizados como combustible para motores de combustión interna, no tienen costuras y consisten en depósitos metálicos y compuestos. Diseñado para presiones de hasta 245 kg / cm.².

El oxígeno y el argón se utilizan para soldar. Los cilindros para ellos están hechos de acuerdo con GOST 949-73. El material es acero al carbono o de aleación. Con un volumen de 20-50 litros, los recipientes de acero aleado con paredes de 6 mm de espesor pueden resistir presiones internas de hasta 19.6 MPa.

Según el estándar aceptado, están pintados con esmalte azul en el exterior y tienen una inscripción negra de "oxígeno" en la caja. Vasijas de argón - gris con una inscripción verde "argón puro".

Los cilindros de acero soldados para gas licuado de petróleo se fabrican de acuerdo con GOST y cumplen con los requisitos de seguridad establecidos.

El propano, el butano y sus mezclas están contenidos bajo una presión de 1.6 MPa en cilindros de acero soldados rojos. Dado que este gas tiene una gran demanda para aplicaciones domésticas e industriales, vale la pena considerar con más detalle las características de su almacenamiento y transporte, así como las reglas de seguridad al repostar cilindros.

El uso de propano-butano licuado

Propano-butano técnico (PBT), cómo se clasifica GOST R 52087-2018, pertenece a la categoría de gases de hidrocarburos licuados (GLP). Consíguelo al refinar petróleo. Un aumento relativamente pequeño de la presión es suficiente para transferir PBT a un estado líquido. No se requiere reducción de temperatura.

A temperatura normal del aire, una disminución de la presión conduce a la evaporación de PBT y su transición a la fase de vapor. Al llenar los cilindros, se forma un sistema de dos fases en ellos, que consiste simultáneamente en gas licuado y su vapor.

Esta propiedad es una ventaja sobre otros tipos de gases combustibles: almacenan y transportan la mezcla de propano-butano como un líquido en recipientes compactos; se usan inmediatamente como gas, sin transformaciones adicionales, lo que brinda mayor comodidad al consumidor.

El gas combustible licuado en cilindros se entrega a los consumidores en vehículos especializados con el cumplimiento obligatorio de las normas para el manejo de mercancías peligrosas.

En cilindros de un volumen idéntico de propano-butano licuado cabe casi 2 veces más que el metano comprimido. En términos de generación de calor, el PBT licuado también supera el metano comprimido con la misma cantidad volumétrica.

Al reducir el consumo de metal, los cilindros PBT tienen menos peso. Todo esto reduce el costo de transporte, reduce el número de entregas y hace que el uso de la mezcla de propano-butano para fines domésticos e industriales sea económicamente factible.

PBT tiene demanda en los asentamientos que no tienen acceso a los gasoductos principales. Para cocinar, calentar agua y refrigerantes en sistemas de calefacción, es utilizado por hogares privados, empresas de catering y comercio, granjas, centros de recreación.

Cilindros de mezcla de propano-butano

PBT está en cilindros a una presión que es decenas de veces menor que la requerida para el almacenamiento de gases comprimidos. Gracias a esto, la tecnología de producción se simplifica, el consumo de metal de los cilindros se reduce.Sin embargo, también están sujetos a requisitos estrictos.

Los cilindros de acero soldados con un volumen de 5, 12, 27, 50 litros, diseñados para una presión interna de hasta 1.6 MPa, están destinados a la mezcla de propano-butano.

También es posible su contenido en cilindros de material compuesto, diseñados para 2.0 MPa. El diseño, la forma y las dimensiones de cada parte del cilindro están determinados por las normas técnicas estatales.

Una alternativa a los cilindros de acero tradicionales son los cilindros compuestos más nuevos con una vida útil de 20 años y un intervalo de prueba de 5 años.

De acuerdo a GOST 15860-84, el elemento cilíndrico del cilindro (carcasa), su fondo y los anillos subyacentes están hechos de acero de alta resistencia. La superficie debe estar libre de grietas, sumideros y otros defectos que reduzcan el grosor de las paredes.

El fondo está hecho por estampación en caliente o en frío. Entre ellos, los elementos están conectados por soldadura. Los dispositivos de bloqueo están instalados en el cuello del cilindro. Para sellar completamente el compuesto, se utiliza plomo, litio o plomo rojo.

Las tapas de seguridad pueden ser de acero y hierro fundido con una conexión roscada o roscada. El requisito principal para ellos es la capacidad de proporcionar protección confiable para el dispositivo de bloqueo.

El cilindro ensamblado debe ser:

• duradero
• apretado
• Sin deformación.

El exterior del contenedor está pintado con esmalte rojo, resistente a la intemperie. El nombre del contenido "Propano" está escrito en esmalte blanco en el centro de la parte cilíndrica del cuerpo. El incumplimiento de la inscripción y la coloración con el estándar establecido es la razón del rechazo del cilindro.

Cada cilindro en el collar o cuello debe tener una placa de identificación que indique el fabricante, la fecha de fabricación y las pruebas, las especificaciones técnicas.

Por GOST R 55559-2013 El cilindro compuesto consta de una carcasa de sellado interno (revestimiento), sobre el cual se enrolla el material compuesto. Se permiten otras soluciones técnicas. El color del globo compuesto también es rojo.

El cilindro está equipado con válvulas de cierre y seguridad, incluidos dispositivos de seguridad contra el aumento de la presión y la temperatura, lo que aumenta su seguridad.

Al operar cilindros compuestos, se debe considerar el principio de operación de los dispositivos de seguridad. Cuando el cilindro se sobrellena o el gas se expande debido a un aumento de la temperatura, se saca su exceso. Esto puede conducir a un aumento en la concentración de gas en la habitación donde se encuentra el contenedor.

Para evitar el exceso de concentración de gas, un detector de fugas con una alarma sonora, que está montado en una pared de una cocina u otra habitación gasificada, ayudará

Antes de enviar los cilindros a la venta, los fabricantes realizan pruebas de aceptación. En el futuro, tanto los cilindros de acero como los compuestos deben someterse a un examen técnico cada 5 años.

Cada cilindro se entrega con un pasaporte, que indica sus características técnicas y el momento del examen técnico.

PBT propiedades y medidas de seguridad

Las propiedades físicas y químicas de los gases determinan no solo los requisitos para el diseño de los cilindros, sino también las medidas de seguridad durante su reabastecimiento, transporte y operación.

Un aumento en la temperatura exterior conduce a la expansión de la fracción líquida de propano-butano; por lo tanto, se permite que los cilindros se llenen hasta un máximo del 85% de su volumen. Por ejemplo, Botella de 50 litros, que teóricamente contiene 26,9 kg de propano-butano licuado, después de repostar, en realidad contiene aproximadamente 21 kg. El espacio libre se llena con la fase de vapor.

Los límites explosivos más bajos de propano y butano son respectivamente 2.3% y 1.9% del volumen de la habitación, lo que hace que sus mezclas de gas y aire sean extremadamente explosivas. Los consumidores y el personal de las estaciones de servicio de gas deben excluir la formación de concentraciones explosivas y fuentes de ignición de PBT.

Llenar el cilindro de GLP en más del 85% está lleno de explosiones e incendios, el riesgo es especialmente alto en el período otoño-invierno

Las mezclas de propano-butano son más pesadas que el aire e incluso con pequeñas fugas pueden acumularse en concentraciones peligrosas en sótanos y sótanos. De ahí la prohibición de la instalación de equipos de gas en dichos locales.

Frote el jabón de lavandería en un rallador, agregue agua, espuma con un cepillo y aplique una solución de jabón en el área del problema: la aparición de burbujas indica una fuga de gas.

El propano-butano, como el dióxido de carbono, ejerce sobre los humanos y los animales no un veneno sino un efecto sofocante al tiempo que reduce la concentración de oxígeno en el aire al 19%. Esto puede conducir a problemas de salud y muerte. PBT es inodoro, por lo que se introducen olores en la composición para ayudar a determinar su presencia en el aire.

Incumplimiento medidas de seguridad conduce a situaciones de emergencia debido a fugas de gas e ignición. También es posible la liberación y explosión de gas con la destrucción del cilindro.

Reglas para repostar cilindros de gas domésticos

El reabastecimiento de combustible se realiza en estaciones especialmente equipadas con pesaje automático obligatorio y corte de gas con un dispensador. Esto le permite controlar el grado de plenitud con alta precisión.

Los cilindros no pueden repostar en los siguientes casos:

• válvula o válvula defectuosa;
• sin presión residual;
• el período de la encuesta ha expirado;
• hay defectos en la superficie;
• El marcado y el color no cumplen con GOST.

En estaciones de servicio que no tienen una licencia separada y equipos relacionados, gasolinera prohibido por la ley

El equipo de la estación de llenado está destinado solo a cilindros de automóviles equipados con puntos de corte (multiválvulas), que no permiten el llenado por encima de la norma.

El repostaje de botellas de gas domésticas requiere un equipo especial que difiere del de las estaciones de servicio convencionales.

Debe recordarse: si, a temperaturas negativas, el tanque se llena con propano-butano en más del 85% y luego se lleva a una habitación cálida, puede ocurrir una explosión.

Al moverse, los cilindros están protegidos contra caídas y golpes, no baje las tapas. La carga y descarga del automóvil se realiza con el motor apagado.

Seguridad de calefacción y agua caliente sanitaria con gas envasado.

En ausencia de acceso a un suministro centralizado de gas, el gas licuado se puede utilizar como combustible para sistemas de calefacción autónomos y calentadores de agua. Es más barato que la electricidad. A diferencia de la leña, el carbón o el diésel no contaminan el aire con productos de combustión sólidos, es decir, son más ecológicos.

En lugar de cilindros en hogares privados, se pueden usar tanques de gas con un volumen de hasta 20,000 litros si no hay problemas con el reabastecimiento de combustible

Al organizar un sistema de calefacción y suministro de agua caliente para GLP, es necesario tener en cuenta los requisitos de SNiP 42-01-2002.

Además de los cilindros (50 l), se utiliza el siguiente equipo:

• caldera de gas;
• cajas de cambios;
• válvulas de cierre;
• componentes de gasoductos;
• radiadores

La caldera puede ser de circuito simple o doble, pero siempre con un quemador para gas licuado. Si el gas en botella es una solución temporal y se planea conectar la casa a un suministro centralizado de gas, es racional comprar una caldera para gas principal y equipos adicionales para GLP. Una caldera de doble circuito proporcionará agua caliente sanitaria y calefacción.

Es posible instalar una caldera de condensación altamente eficiente equipada con dos intercambiadores de calor para calentar el refrigerante y el suministro de agua caliente. En tal caldera, el vapor de agua generado durante la combustión de gas se convierte en líquido, lo que permite generar energía térmica adicional.

La potencia de la caldera se selecciona en función del área de la sala climatizada y se da preferencia a los modelos con mayor eficiencia.

Varios cilindros de gas están conectados a calderas de gas, lo que aumenta el volumen total de gas y extiende el intervalo entre el reabastecimiento de combustible.

Al mismo tiempo, se utilizan varios de los cilindros de 50 litros más potentes, combinados en una sola batería. Los cilindros se colocan en armarios metálicos ventilados en la calle en el lado norte de la casa, para evitar el calentamiento por radiación solar. Otra opción es un local no residencial separado.

Para que en las heladas severas la presión en el sistema no disminuya, los gabinetes deben aislarse con materiales no combustibles y la habitación debe mantenerse al mínimo.

Es importante asegurarse de que la distancia desde la caldera sea de al menos 2 metros y que el equipo tenga libre acceso para su inspección. No debe haber pozos de drenaje, bodegas, sótanos, zanjas cerca de equipos de gas. La gasificación de sótanos y sótanos está prohibida.

Los cilindros están conectados a la tubería de gas a través de reductor de gas, que le permite ajustar la presión del gas durante su selección. Puede ser separado para cada cilindro o común a todos.

El color de la caja de cambios debe coincidir con el color del cilindro, es decir, ser rojo (para propano-butano). No debe permitirse que se obstruya, de lo contrario, la presión puede aumentar y el equipo no funciona correctamente. Una vez a la semana, se verifica la gravedad de la caja de cambios y la válvula de seguridad.

Al combinar cilindros en una sola batería, es racional usar una rampa de estabilización de presión que consista en un módulo de conexión, un reductor, un filtro, una válvula, un estabilizador

Para crear una tubería de gas, se utilizan tuberías de acero con paredes de al menos 2 mm de espesor. La sección del tubo que pasa a través de la pared se coloca en una funda protectora. Se puede usar una conexión flexible para conectar la caldera a la tubería de gas. El reductor está conectado a la tubería de gas utilizando una manguera diurítica (manga de tela de caucho).

Está escrito en detalle sobre qué mezcla de gas se usa mejor para almacenar en un tanque de gas en el siguiente artículoque le recomendamos que lea.

GLP para calentar agua

Columnas de flujo y calentadores de agua de gas de almacenamiento (las calderas), como las calderas de calefacción, pueden trabajar con propano-butano. La transferencia del gas principal al gas licuado también se lleva a cabo reemplazando las boquillas del quemador. A la venta hay modelos equipados con juegos de fabricante para GLP. La conexión a los cilindros de gas se realiza a través de un reductor.

La columna se instala en una habitación no residencial con ventilación y campana extractora. La distancia mínima desde la columna de gas a los objetos circundantes está determinada por las regulaciones y debe observarse por razones de seguridad. La instalación en el baño está prohibida.

Equipar las columnas de agua y las calderas con dispositivos de control y ajuste automáticos aumenta su eficiencia y seguridad. Los modelos modernos tienen sistemas de protección contra el sobrecalentamiento y contra el encendido sin agua, y controlan la presencia de llamas. Pantalla LED, muestra información importante, por ejemplo, la temperatura del agua que ingresa a los grifos.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Comprobación de la seguridad del cilindro de gas, vida útil y rechazo:

Las razones de la caída de presión de gas en el sistema a -42 ° C y las formas de combatir la congelación de los cilindros de gas:

Después de la compresión, el gas de hidrocarburo está en el cilindro a presión elevada y es capaz de expandirse bruscamente al aumentar la temperatura.

El cumplimiento de las normas de seguridad y el uso de cilindros de gas que cumplen con los estándares establecidos ayuda a evitar emergencias y a utilizar eficientemente el combustible azul para cocinar, calentar espacios y suministrar agua caliente a las casas privadas.

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