Dlaczego skroplone i sprężone gazy są przechowywane w butlach? Rodzaje zbiorników + zasady działania

Trzeba przyznać, że niebieskie paliwo jest bardzo wygodne w użyciu i niedrogie. Jego popularność wzmacnia bezpieczeństwo środowiska i niemal powszechną dostępność. Ale czy kiedykolwiek zastanawiałeś się poważnie, dlaczego sprężone gazy są zawarte w specjalnych butlach i jak wpływa to na twoje bezpieczeństwo?

W naszym artykule znajdziesz szczegółowe, technicznie uzasadnione odpowiedzi na te pytania. Opiszemy różnicę między skroplonym medium gazowym a sprężonym analogiem. Zapoznamy się z cechami technicznymi zbiorników gazu, zasadami tankowania i transportu.

Dlaczego gazy są sprężane i jak wpływa to na butle?

W stanie gazowym substancje nie mają określonego kształtu, w przeciwieństwie do ciał stałych. Można je przechowywać i transportować wyłącznie w szczelnych pojemnikach.

Ale z powodu niskiej gęstości nawet niewielka masa gazu zajmuje dużą objętość. Na przykład transport zaledwie 26,9 kg propanu w jego zwykłym stanie gazowym wymagałby ogromnej pojemności około 14 000 litrów.

Propan i butan są najpopularniejszymi gazami w sektorze gospodarstw domowych. Są one uzyskiwane w trakcie rafinacji ropy naftowej lub wydobywane z ropy podczas jej produkcji, na przykład przy użyciu technologii szczelinowania.

Problem rozwiązuje się przez sprężenie gazu poprzez zastosowanie ciśnienia zewnętrznego. W rezultacie jego gęstość wzrasta, a objętość maleje. Po sprasowaniu wszystkie te same 26,9 kg propanu mieszczą się w naczyniu o pojemności 50 litrów.

Po sprężeniu gazy, takie jak propan, butan, amoniak, chlor, dwutlenek węgla przechodzą w ciekły stan agregacji, dlatego nazywane są skroplonymi. Tlen, argon, metan pozostają w stanie gazowym i nazywane są sprężonymi gazami.

Tutaj musisz to wyjaśnić zamień gazy w ciecz przez sprężanie, ale siła nacisku powinna być wyższa, a temperatura powinna być znacznie niższa niż normalna temperatura powietrza.

Konwencjonalne pojemniki nie są odpowiednie do gazów sprężonych i skroplonych. Próbując się rozwijać, gaz szybko go zniszczy i uwolni, a to już jest pełne wybuchów, pożarów, zatrucia i strat finansowych. Dlatego specjalne zbiorniki są używane pod nadmiernym ciśnieniem wewnętrznym, lepiej znanym jako butle gazowe.

Cechy konstrukcyjne butli gazowych

Wymagania dotyczące projektowania butli gazowych, w tym wymiary, grubość ścianek, określają stanowe standardy techniczne. Im wyższe ciśnienie stosowane do sprężania gazu, tym silniejsza powinna być wydajność.

Zbiorniki na sprężony metan, stosowane jako paliwo do silników spalinowych, nie mają szwów i składają się z metalowych i kompozytowych powłok. Zaprojektowany dla ciśnień do 245 kg / cm².

Tlen i argon są używane do spawania. Cylindry dla nich są wykonane zgodnie z GOST 949-73. Materiał to stal węglowa lub stopowa. Zbiorniki wykonane ze stali stopowej o ściankach o grubości 6 mm o pojemności 20-50 litrów są w stanie wytrzymać ciśnienie wewnętrzne do 19,6 MPa.

Zgodnie z przyjętym standardem są one pomalowane na zewnątrz niebieską emalią i mają czarny napis „tlenowy” na obudowie. Naczynia argonowe - szare z zielonym napisem „czysty argon”.

Spawane stalowe butle na skroplony gaz ropopochodny są produkowane zgodnie z GOST i spełniają ustalone wymagania bezpieczeństwa

Propan, butan i ich mieszaniny są zawarte pod ciśnieniem 1,6 MPa w stalowych butlach spawanych na czerwono. Ponieważ gaz ten jest szeroko poszukiwany w zastosowaniach domowych i przemysłowych, warto bardziej szczegółowo rozważyć cechy jego przechowywania i transportu, a także zasady bezpieczeństwa podczas tankowania butli.

Zastosowanie skroplonego propanu-butanu

Techniczny propan-butan (PBT), jak jest sklasyfikowany GOST R 52087-2018, należy do kategorii skroplonych gazów węglowodorowych (LPG). Zdobądź go podczas rafinacji oleju. Stosunkowo niewielki wzrost ciśnienia jest wystarczający, aby przenieść PBT do stanu ciekłego. Redukcja temperatury nie jest wymagana.

W normalnej temperaturze powietrza spadek ciśnienia prowadzi do odparowania PBT i przejścia do fazy gazowej. Podczas napełniania butli powstaje w nich układ dwufazowy, składający się jednocześnie ze skroplonego gazu i jego pary.

Ta właściwość ma przewagę nad innymi rodzajami gazów opałowych: przechowują i transportują mieszaninę propan-butan w postaci płynnej w zwartych pojemnikach; są natychmiast stosowane jako gaz, bez dodatkowych przekształceń, co zapewnia dodatkową wygodę konsumentowi.

Gaz płynny w butlach jest dostarczany konsumentom w specjalistycznych pojazdach z obowiązkowym przestrzeganiem zasad postępowania z towarami niebezpiecznymi

W butlach o identycznej objętości skroplonego propanu-butanu mieści się prawie 2 razy więcej niż sprężony metan. Pod względem wytwarzania ciepła skroplony PBT przewyższa również sprężony metan o tej samej objętości.

Zmniejszając zużycie metalu, cylindry PBT mają mniejszy ciężar. Wszystko to obniża koszty transportu, zmniejsza liczbę dostaw i sprawia, że ​​stosowanie mieszanki propan-butan do celów domowych i przemysłowych jest ekonomicznie wykonalne.

PBT jest poszukiwany w osadach, które nie mają dostępu do głównych gazociągów. Do gotowania, podgrzewania wody i chłodziwa w systemach grzewczych jest używany przez prywatne gospodarstwa domowe, przedsiębiorstwa gastronomiczne i handlowe, gospodarstwa rolne, ośrodki wypoczynkowe.

Butle z mieszaniną propanu i butanu

PBT znajduje się w butlach pod ciśnieniem dziesięciokrotnie niższym niż wymagane do magazynowania sprężonych gazów. Dzięki temu technologia produkcji jest uproszczona, zużycie metalu cylindrów jest zmniejszone.Niemniej jednak podlegają one również rygorystycznym wymogom.

Spawane stalowe butle o pojemności 5, 12, 27, 50 litrów, zaprojektowane na ciśnienie wewnętrzne do 1,6 MPa, są przeznaczone do mieszanki propan-butan.

Możliwa jest również ich zawartość w butlach wykonanych z materiału kompozytowego, zaprojektowanych dla 2,0 MPa. Konstrukcja, kształt i wymiary każdej części cylindra są określone przez stanowe standardy techniczne.

Alternatywą dla tradycyjnych stalowych butli są nowsze butle kompozytowe o żywotności 20 lat i 5-letnim odstępie między testami.

Według GOST 15860-84, cylindryczny element cylindra (płaszcza), jego dolny i dolny pierścień są wykonane z gatunków stali o wysokiej wytrzymałości. Powierzchnia powinna być wolna od pęknięć, zlewów i innych wad, które zmniejszają grubość ścian.

Dno jest wykonane przez tłoczenie na gorąco lub na zimno. Między sobą elementy są połączone za pomocą spawania. Urządzenia blokujące są zainstalowane w szyjce cylindra. Aby całkowicie uszczelnić związek, stosuje się ołów ołowiowy lub czerwony ołów.

Kołpaki bezpieczeństwa mogą być stalowe i żeliwne z gwintowanym lub gwintowanym połączeniem. Głównym wymaganiem dla nich jest zdolność do zapewnienia niezawodnej ochrony urządzenia blokującego.

Zmontowany cylinder powinien być:

• trwałe;
• ciasno;
• bez deformacji.

Na zewnątrz pojemnik jest pomalowany czerwoną emalią, odporną na warunki atmosferyczne. Nazwa zawartości „propan” jest zapisana białą emalią pośrodku cylindrycznej części ciała. Niezgodność napisu i koloru z ustalonym standardem jest przyczyną odrzucenia butli.

Każdy cylinder na kołnierzu lub szyjce musi mieć tabliczkę znamionową wskazującą producenta, datę produkcji i badania, specyfikacje techniczne

Przez GOST R 55559-2013 cylinder kompozytowy składa się z wewnętrznej powłoki uszczelniającej (wkładki), na którą nawinięty jest materiał kompozytowy. Inne rozwiązania techniczne są dozwolone. Kolor balonu kompozytowego jest również czerwony.

Cylinder jest wyposażony w zawory odcinające i bezpieczeństwa, w tym urządzenia zabezpieczające przed wzrostem ciśnienia i temperatury, co zwiększa jego bezpieczeństwo.

Podczas obsługi butli kompozytowych należy wziąć pod uwagę zasadę działania urządzeń bezpieczeństwa. Gdy butla jest przepełniona lub gaz rozszerza się z powodu wzrostu temperatury, jego nadmiar jest wydobywany. Może to prowadzić do wzrostu stężenia gazu w pomieszczeniu, w którym znajduje się pojemnik.

Aby zapobiec nadmiernemu stężeniu gazu, pomoże wykrywacz wycieku z dźwiękowym alarmem, który jest zamontowany na ścianie w kuchni lub innym zgazowanym pomieszczeniu

Przed wysłaniem butli na sprzedaż producenci przeprowadzają testy akceptacyjne. W przyszłości butle stalowe i kompozytowe muszą być poddawane badaniom technicznym co 5 lat.

Każda butla jest dostarczana z paszportem, który wskazuje jej charakterystykę techniczną i termin badania technicznego.

Właściwości PBT i środki bezpieczeństwa

Właściwości fizyczne i chemiczne gazów określają nie tylko wymagania dotyczące projektowania butli, ale także środki bezpieczeństwa podczas ich tankowania, transportu i eksploatacji.

Wzrost temperatury zewnętrznej prowadzi do rozszerzania się frakcji ciekłej propanu-butanu, dlatego cylindry mogą napełniać się maksymalnie do 85% ich objętości. Na przykład 50 litrowa butelka, teoretycznie zawierający 26,9 kg skroplonego propanu-butanu, po zatankowaniu faktycznie zawiera około 21 kg. Wolna przestrzeń jest wypełniona fazą pary.

Dolne granice wybuchowości propanu i butanu wynoszą odpowiednio 2,3% i 1,9% objętości pomieszczenia, co powoduje, że ich mieszanki gazowo-powietrzne są wyjątkowo wybuchowe. Konsumenci i personel stacji paliwowych powinni wykluczyć tworzenie się stężeń wybuchowych i źródeł zapłonu PBT.

Napełnienie butli LPG o ponad 85% jest obarczone wybuchem i pożarem, ryzyko jest szczególnie wysokie w okresie jesienno-zimowym

Mieszaniny propan-butan są cięższe od powietrza i nawet przy niewielkich przeciekach mogą gromadzić się w niebezpiecznych stężeniach w piwnicach i piwnicach. Stąd zakaz instalacji urządzeń gazowych w takich obiektach.

Pocieraj mydło do prania na tarce, dodaj wodę, pianę za pomocą pędzla i nałóż roztwór mydła na obszar problemu - pojawienie się bąbelków wskazuje na wyciek gazu.

Propan-butan, podobnie jak dwutlenek węgla, wywiera na ludzi i zwierzęta nie truciznę, ale efekt duszący, jednocześnie zmniejszając stężenie tlenu w powietrzu do 19%. Może to prowadzić do złego stanu zdrowia i śmierci. PBT jest bezwonny, więc do kompozycji wprowadza się środki zapachowe, aby pomóc określić jego obecność w powietrzu.

Niezgodność środki bezpieczeństwa prowadzi do sytuacji awaryjnych z powodu wycieku gazu i zapłonu. Możliwe jest również uwolnienie i wybuch gazu wraz ze zniszczeniem cylindra.

Zasady tankowania domowych butli gazowych

Tankowanie odbywa się na specjalnie wyposażonych stacjach z obowiązkowym automatycznym ważeniem i odcięciem gazu za pomocą dozownika. Pozwala to kontrolować stopień wypełnienia z dużą dokładnością.

Butle nie mogą tankować w następujących przypadkach:

• wadliwy zawór lub zawór;
• brak ciśnienia resztkowego;
• okres badania upłynął;
• na powierzchni występują wady;
• znakowanie i kolorowanie nie są zgodne z GOST.

Na stacjach benzynowych, które nie mają oddzielnej licencji i powiązanego sprzętu, stacja benzynowa zabronione przez prawo.

Wyposażenie stacji paliw przeznaczone jest wyłącznie do cylindrów samochodowych wyposażonych w odcięcia (wielozawory), które nie pozwalają na napełnianie powyżej normy.

Tankowanie domowych butli z gazem wymaga specjalnego wyposażenia, które różni się od konwencjonalnych stacji benzynowych

Należy pamiętać: jeśli w ujemnych temperaturach zbiornik zostanie napełniony propanem-butanem o ponad 85%, a następnie przeniesiony do ciepłego pomieszczenia, może dojść do wybuchu.

Podczas ruchu cylindry są chronione przed upadkami i uderzeniami, nie należy zakręcać nakrętek. Załadunek i rozładunek z samochodu odbywa się przy wyłączonym silniku.

Bezpieczeństwo ogrzewania i ciepłej wody użytkowej na gazie w butlach

W przypadku braku dostępu do scentralizowanego zaopatrzenia w gaz skroplony gaz może być wykorzystywany jako paliwo do autonomicznych systemów grzewczych i podgrzewaczy wody. Jest tańszy niż prąd. W przeciwieństwie do drewna opałowego, węgiel lub olej napędowy nie zanieczyszczają powietrza stałymi produktami spalania, czyli są bardziej przyjazne dla środowiska.

Zamiast butli w prywatnych gospodarstwach domowych można użyć zbiorników z gazem o pojemności do 20 000 litrów, jeśli nie ma problemów z tankowaniem

Organizując system ogrzewania i dostarczanie ciepłej wody na LPG, należy wziąć pod uwagę wymagania SNiP 42-01-2002.

Oprócz butli (50 l) stosuje się następujące wyposażenie:

• kocioł gazowy;
• skrzynie biegów;
• zawory odcinające;
• elementy gazociągu;
• grzejniki

Kocioł może być jedno lub podwójny, ale zawsze z palnikiem na skroplony gaz. Jeśli gaz w butlach jest rozwiązaniem tymczasowym, a dom planuje się podłączyć do scentralizowanego źródła gazu, rozsądnie jest kupić kocioł na gaz główny i dodatkowe wyposażenie na LPG. Dwuprzewodowy kocioł zapewni zarówno ciepłą wodę użytkową, jak i ogrzewanie pomieszczeń.

Możliwe jest zainstalowanie wysokowydajnego kotła kondensacyjnego wyposażonego w dwa wymienniki ciepła do podgrzewania chłodziwa i doprowadzania ciepłej wody. W takim kotle para wodna wytwarzana podczas spalania gazu jest przekształcana w ciecz, co pozwala na wytwarzanie dodatkowej energii cieplnej.

Moc kotła dobierana jest na podstawie powierzchni ogrzewanego pomieszczenia, a pierwszeństwo mają modele o wyższej wydajności.

Kilka butli gazowych jest podłączonych do kotłów gazowych, co zwiększa całkowitą objętość gazu i wydłuża odstęp między tankowaniem

Jednocześnie stosuje się kilka najbardziej pojemnych 50-litrowych cylindrów połączonych w jedną baterię. Butle są umieszczone w metalowych, wentylowanych szafkach na ulicy po północnej stronie domu, aby uniknąć nagrzewania przez promieniowanie słoneczne. Inną opcją są oddzielne lokale niemieszkalne.

Aby podczas silnych mrozów ciśnienie w systemie nie spadło, szafki muszą być izolowane niepalnymi materiałami, a pomieszczenie musi być utrzymywane na minimalnym poziomie.

Ważne jest, aby upewnić się, że odległość od kotła wynosi co najmniej 2 metry i że sprzęt ma swobodny dostęp do kontroli. W pobliżu urządzeń gazowych nie powinno być wykopów, piwnic, piwnic, rowów. Gazyfikacja piwnic i piwnic jest zabroniona.

Butle są podłączone do gazociągu przez reduktor gazu, który pozwala dostosować ciśnienie gazu podczas jego wyboru. Może być osobny dla każdego cylindra lub wspólny dla wszystkich.

Kolor skrzyni biegów musi pasować do koloru cylindra, to znaczy być czerwony (dla propanu-butanu). Nie wolno dopuścić do zatkania, ponieważ może to spowodować wzrost ciśnienia i awarię sprzętu. Raz w tygodniu skrzynia biegów jest sprawdzana pod kątem grawitacji i zaworu bezpieczeństwa.

Łącząc cylindry w jedną baterię, racjonalne jest stosowanie rampy stabilizującej ciśnienie składającej się z modułu łączącego, reduktora, filtra, zaworu, stabilizatora

Aby utworzyć gazociąg, stosuje się rury stalowe o ścianach o grubości co najmniej 2 mm. Sekcja rurowa, która przechodzi przez ścianę, jest umieszczona w futerale ochronnym. Elastyczne połączenie można wykorzystać do podłączenia kotła do gazociągu. Reduktor jest podłączony do gazociągu za pomocą węża dyurytycznego (tuleja z gumy).

Jest szczegółowo napisane o tym, która mieszanina gazu najlepiej nadaje się do przechowywania w zbiorniku gazu w następnym artykulez którymi zalecamy się zapoznać.

LPG do podgrzewania wody

Kolumny przepływu i gazowe podgrzewacze wody (kotły), podobnie jak kotły grzewcze, mogą pracować na propanie-butanie. Przenoszenie gazu głównego z skroplonego odbywa się również poprzez wymianę dysz palnika. W sprzedaży dostępne są modele wyposażone w zestawy producentów LPG. Podłączenie do butli gazowych odbywa się za pomocą reduktora.

Kolumna jest zainstalowana w pomieszczeniu niemieszkalnym z wentylacją i wyciągiem. Minimalna odległość od kolumny gazu do otaczających obiektów jest określona przepisami i musi być przestrzegana ze względów bezpieczeństwa. Montaż w łazience jest zabroniony.

Wyposażenie słupów wodnych i kotłów w automatyczne urządzenia sterujące i regulacyjne zwiększa ich wydajność i bezpieczeństwo. Nowoczesne modele mają systemy ochrony przed przegrzaniem i włączeniem bez wody oraz kontrolują obecność płomienia. Wyświetlacz LED wyświetla ważne informacje, na przykład temperaturę wody wpływającej do kranów.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Sprawdzanie butli z gazem pod kątem bezpieczeństwa, żywotności i odrzucenia:

Przyczyny spadku ciśnienia gazu w układzie w temperaturze -42 ° C i sposoby zwalczania zamarzania butli gazowych:

Po sprężeniu gaz węglowodorowy znajduje się w cylindrze pod podwyższonym ciśnieniem i może gwałtownie się rozszerzać wraz ze wzrostem temperatury.

Zgodność z zasadami bezpieczeństwa i stosowanie butli gazowych, które spełniają ustalone normy, pomagają unikać sytuacji awaryjnych i skutecznie wykorzystują niebieskie paliwo do gotowania, ogrzewania pomieszczeń i zaopatrzenia w ciepłą wodę w domach prywatnych.

Powiedz nam, jak korzystać z gazu w butlach na wsi lub w wiejskim domu. Proszę zostawiać komentarze, zadawać pytania, zamieszczać zdjęcia w poniższym formularzu.Podziel się cennymi informacjami na temat artykułu, który warto udostępnić odwiedzającym witrynę.