Dlaczego gazy skroplone i sprężone przechowuje się w butlach? Rodzaje kontenerów + zasady eksploatacji

Zgadzam się, niebieskie paliwo jest bardzo wygodne w użyciu i niedrogie.Jego popularność wzmacnia bezpieczeństwo ekologiczne i niemal powszechna dostępność. Ale czy kiedykolwiek poważnie zastanawiałeś się, dlaczego sprężone gazy znajdują się w specjalnych butlach i jak wpływa to na Twoje bezpieczeństwo?

W prezentowanym przez nas artykule znajdziesz szczegółowe, technicznie uzasadnione odpowiedzi na te pytania. Powiemy Ci, jaka jest różnica pomiędzy skroplonym ośrodkiem gazowym a jego sprężonym odpowiednikiem. Zapoznamy Cię z właściwościami technicznymi pojemników z gazem, zasadami ich napełniania i transportu.

Dlaczego gazy są sprężane i jaki ma to wpływ na cylindry?

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

Ale ze względu na niską gęstość nawet niewielka ilość gazu w masie zajmuje dużą objętość. Przykładowo, aby przetransportować zaledwie 26,9 kg propanu w jego zwykłej postaci gazowej, potrzebny będzie ogromny kontener o pojemności około 14 000 litrów.

Propan i butan to najpopularniejsze gazy w sektorze krajowym. Pozyskuje się je podczas rafinacji ropy naftowej lub wyodrębnia się z ropy podczas jej produkcji, np. stosując technologię szczelinowania

Problem rozwiązuje się poprzez sprężenie gazu poprzez przyłożenie ciśnienia zewnętrznego. W rezultacie zwiększa się jego gęstość i zmniejsza się objętość. Po sprężeniu w 50-litrowym naczyniu mieści się te same 26,9 kg propanu.

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

Tutaj musimy wyjaśnić, że każdy zamieniać gazy w ciecz przez ściskanie, ale siła nacisku powinna być większa, a temperatura powinna być znacznie niższa niż normalna temperatura powietrza.

W przypadku gazów sprężonych i skroplonych zwykłe pojemniki nie są odpowiednie. Próbując się rozszerzyć, gaz szybko go zniszczy i uwolni, a to już jest obarczone eksplozjami, pożarami, zatruciami i stratami finansowymi. Dlatego stosuje się specjalne zbiorniki pod nadmiernym ciśnieniem wewnętrznym, lepiej znane jako butle z gazem.

Cechy konstrukcyjne butli gazowych

Wymagania dotyczące projektowania butli gazowych, w tym wymiary i grubość ścianki, określają państwowe normy techniczne. Im większe ciśnienie stosuje się do sprężania gazu, tym mocniejszy musi być pojemnik.

Korpusy zbiorników na sprężony metan, stosowany jako paliwo do silników spalinowych, nie posiadają szwów i składają się z płaszczy metalowych i kompozytowych. Zaprojektowany na nacisk do 245 kg/cm².

Do prac spawalniczych wykorzystuje się tlen i argon. Cylindry do nich produkowane są wg GOST 949-73. Materiałem jest stal węglowa lub stopowa. Mając pojemność 20-50 litrów, naczynia wykonane ze stali stopowej o ściankach o grubości 6 mm są w stanie wytrzymać ciśnienie wewnętrzne do 19,6 MPa.

Zgodnie z przyjętą normą są one pomalowane od zewnątrz niebieską emalią, a na korpusie mają czarny napis „oxygen”. Zbiorniki na argon są w kolorze szarym z zielonym napisem „czysty argon”.

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

Propan, butan i ich mieszaniny znajdują się pod ciśnieniem 1,6 MPa w butlach stalowych spawanych na czerwono. Ponieważ gaz ten cieszy się dużym zainteresowaniem do zastosowań komunalnych i przemysłowych, warto bardziej szczegółowo rozważyć cechy jego przechowywania i transportu, a także zasady bezpieczeństwa podczas napełniania butli.

Zastosowanie skroplonego propanu-butanu

Propan-butan techniczny (PBT), jak się go klasyfikuje GOST R 52087-2018, należy do kategorii skroplonych gazów węglowodorowych (LPG). Otrzymuje się go w procesie rafinacji ropy naftowej. Wystarczy stosunkowo niewielki wzrost ciśnienia, aby PBT przeszedł w stan ciekły. Nie jest wymagane obniżenie temperatury.

W normalnej temperaturze powietrza spadek ciśnienia prowadzi do odparowania PBT i jego przejścia w fazę gazową. Po napełnieniu butli powstaje układ dwufazowy, składający się jednocześnie ze skroplonego gazu i jego par.

Ta właściwość stanowi przewagę nad innymi rodzajami gazów palnych: mieszanina propan-butan jest przechowywana i transportowana w postaci płynnej, w kompaktowych pojemnikach; Wykorzystuje się je natychmiastowo jak gaz, bez dodatkowych przeróbek, co zapewnia konsumentowi dodatkową wygodę.

Skroplone paliwo gazowe w butlach dostarczane jest do odbiorców pojazdami specjalistycznymi z obowiązkowym przestrzeganiem zasad postępowania z towarami niebezpiecznymi

Butle o tej samej objętości skroplonego propanu-butanu mogą pomieścić prawie 2 razy więcej niż sprężony metan. Pod względem wydzielania ciepła skroplony PBT jest również lepszy od sprężonego metanu w tej samej ilości objętościowej.

Ze względu na zmniejszenie zużycia metalu butle PBT mają mniejszą wagę. Wszystko to zmniejsza koszty transportu, zmniejsza liczbę dostaw i sprawia, że ​​wykorzystanie mieszaniny propan-butan do celów domowych i przemysłowych staje się ekonomicznie wykonalne.

PBT jest poszukiwany w miejscowościach, które nie mają dostępu do głównych gazociągów. Do gotowania, podgrzewania wody i chłodziwa w systemach grzewczych wykorzystywany jest w prywatnych gospodarstwach domowych, przedsiębiorstwach gastronomicznych i handlowych, gospodarstwach rolnych i ośrodkach wypoczynkowych.

Butle na mieszaninę propan-butan

PBT jest przechowywany w butlach pod ciśnieniem dziesięciokrotnie mniejszym niż wymagane do przechowywania sprężonych gazów. Dzięki temu technologia produkcji jest uproszczona i zmniejsza się zużycie metalu w cylindrach. Jednak i one podlegają rygorystycznym wymaganiom.

Do mieszaniny propan-butan projektuje się butle stalowe spawane o pojemności 5, 12, 27, 50 litrów, przeznaczone na ciśnienie wewnętrzne do 1,6 MPa.

Możliwe jest również umieszczenie ich w butlach wykonanych z materiału kompozytowego zaprojektowanych na ciśnienie 2,0 MPa. Konstrukcja, kształt i wymiary każdej części cylindra są określone przez państwowe standardy techniczne.

Alternatywą dla tradycyjnych butli stalowych są nowsze butle wykonane z materiałów kompozytowych o żywotności 20 lat i okresie testowym 5 lat.

Według GOST 15860-84, cylindryczny element cylindra (płaszcz), jego dno i pierścienie oporowe wykonane są ze stali o wysokiej wytrzymałości. Powierzchnia musi być wolna od pęknięć, ubytków i innych wad zmniejszających grubość ściany.

Spód wykonany jest metodą tłoczenia na gorąco lub na zimno. Elementy łączone są ze sobą poprzez spawanie.Urządzenia blokujące są instalowane w szyjce cylindra. Aby całkowicie uszczelnić połączenie, stosuje się przewód litowy lub czerwony.

Nasadki zabezpieczające mogą być stalowe lub żeliwne z połączeniami gwintowanymi lub bezgwintowymi. Głównym wymaganiem dla nich jest możliwość zapewnienia niezawodnej ochrony urządzenia blokującego.

Zmontowany cylinder powinien posiadać:

• wytrzymały;
• zapieczętowany;
• bez deformacji.

Zewnętrzna część pojemnika jest pomalowana czerwoną emalią, która jest odporna na warunki atmosferyczne. Nazwa zawartości „Propan” jest napisana białą emalią pośrodku cylindrycznej części korpusu. Niezachowanie ustalonej normy w zakresie napisu i kolorystyki jest powodem odrzucenia butli.

Każda butla na kołnierzu lub szyjce musi mieć tabliczkę znamionową wskazującą producenta, datę produkcji i testowania, parametry techniczne

Przez GOST R 55559-2013 Butla kompozytowa składa się z wewnętrznej powłoki uszczelniającej (wkładki), na którą nawinięty jest materiał kompozytowy. Dopuszczalne są także inne rozwiązania techniczne. Kolor cylindra kompozytowego jest również czerwony.

Butla wyposażona jest w zawory odcinające i bezpieczeństwa, w tym urządzenia zabezpieczające przed wzrostem ciśnienia i temperatury, co zwiększa jej bezpieczeństwo.

Przy stosowaniu butli kompozytowych należy uwzględnić zasadę działania urządzeń zabezpieczających. W przypadku przepełnienia butli lub rozprężenia gazu pod wpływem podwyższonej temperatury, jego nadmiar jest odprowadzany na zewnątrz. Może to prowadzić do wzrostu stężenia gazu w pomieszczeniu, w którym znajduje się butla.

Detektor nieszczelności z alarmem dźwiękowym, który montowany jest na ścianie w kuchni lub innym zagazowanym pomieszczeniu, pomoże zapobiec nadmiernemu stężeniu gazu.

Przed wysłaniem butli do sprzedaży producenci przeprowadzają testy akceptacyjne. W przyszłości zarówno butle stalowe, jak i kompozytowe będą musiały przechodzić przeglądy techniczne co 5 lat.

Do każdej butli dołączony jest paszport, który wskazuje jej parametry techniczne i termin badania technicznego.

Właściwości PBT i środki bezpieczeństwa

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

Wzrost temperatury zewnętrznej powoduje ekspansję ciekłej frakcji propanu-butanu, dlatego butle można napełnić maksymalnie do 85% ich objętości. Np, Butla o pojemności 50 litrów, teoretycznie zawierający 26,9 kg skroplonego propanu-butanu, po zatankowaniu faktycznie zawiera około 21 kg. Wolną przestrzeń wypełnia faza gazowa.

Dolna granica wybuchowości propanu i butanu wynosi odpowiednio 2,3% i 1,9% objętości pomieszczenia, co sprawia, że ​​ich mieszaniny gaz-powietrze są wyjątkowo wybuchowe. Konsumenci i personel stacji benzynowych muszą zapobiegać tworzeniu się stężeń wybuchowych i źródeł zapłonu PBT.

Napełnienie butli LPG powyżej 85% obarczone jest eksplozją i pożarem, ryzyko jest szczególnie duże w okresie jesienno-zimowym

Mieszanki propan-butan są cięższe od powietrza i nawet przy niewielkich nieszczelnościach mogą gromadzić się w piwnicach i piwnicach w niebezpiecznych stężeniach. Stąd zakaz instalowania w takich pomieszczeniach urządzeń gazowych.

Zetrzeć mydło do prania, dodać wodę, spienić pędzlem i nałożyć roztwór mydła na problematyczny obszar - pojawienie się bąbelków wskazuje na wyciek gazu.

Propan-butan, podobnie jak dwutlenek węgla, nie działa trująco, lecz dusząco na ludzi i zwierzęta, gdy stężenie tlenu w powietrzu spadnie do 19%. Może to prowadzić do pogorszenia się zdrowia ludzkiego i śmierci. PBT jest bezwonny, dlatego do kompozycji dodaje się substancje zapachowe, które pomagają wykryć jego obecność w powietrzu.

Niezgodność Środki bezpieczeństwa prowadzi do sytuacji awaryjnych w wyniku wycieku gazu i zapłonu. Możliwe jest również uwolnienie i eksplozja gazu ze zniszczeniem butli.

Zasady napełniania butli z gazem domowym

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

Butli nie wolno napełniać w następujących przypadkach:

• uszkodzony zawór lub zawór;
• nie ma ciśnienia resztkowego;
• upłynął okres kontroli;
• na powierzchni występują wady;
• znakowanie i kolorowanie nie są zgodne z GOST.

Na stacjach benzynowych, które nie posiadają odrębnego zezwolenia i odpowiedniego wyposażenia, napełnianie butli domowych zabronione przez prawo.

Wyposażenie stacji benzynowej przeznaczone jest wyłącznie do butli samochodowych wyposażonych w zawory odcinające (wielozawory), które nie pozwalają na napełnienie powyżej normy.

Napełnianie domowych butli z gazem wymaga specjalnego wyposażenia, różniącego się od tego, które wykorzystuje się na konwencjonalnej stacji benzynowej.

Należy pamiętać: jeśli w ujemnych temperaturach butlę z propanem-butanem napełnisz w ponad 85%, a następnie przeniesiesz ją do ciepłego pomieszczenia, możliwa jest eksplozja.

Podczas przenoszenia butle są chronione przed upadkami i uderzeniami i nie są odwrócone do góry nogami za pomocą kołpaków.Załadunek i rozładunek z pojazdu odbywa się przy wyłączonym silniku.

Bezpieczeństwo ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę gazem w butlach

W przypadku braku dostępu do scentralizowanego zaopatrzenia w gaz, gaz skroplony można wykorzystać jako paliwo do autonomicznych systemów grzewczych i urządzeń do podgrzewania wody. Jest tańszy niż prąd. W przeciwieństwie do drewna opałowego, węgla czy oleju napędowego nie zanieczyszcza powietrza stałymi produktami spalania, czyli jest bardziej przyjazny dla środowiska.

Zamiast butli w prywatnych gospodarstwach domowych można zastosować zbiorniki na gaz o pojemności do 20 000 litrów, jeśli nie ma problemów z ich napełnieniem

Organizując system ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę za pomocą LPG, należy wziąć pod uwagę wymagania SNiP 42-01-2002.

Oprócz butli (50 l) stosuje się następujący sprzęt:

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

Kocioł może być jedno- lub dwuprzewodowy, ale musi posiadać palnik na gaz skroplony. Jeżeli gaz w butlach jest rozwiązaniem tymczasowym i planowane jest podłączenie domu do centralnej sieci gazowej, racjonalnym rozwiązaniem jest zakup kotła na gaz główny i dodatkowego osprzętu na LPG. Kocioł dwuprzewodowy zapewni zarówno ciepłą wodę użytkową, jak i ogrzewanie pomieszczeń.

Istnieje możliwość zainstalowania wysokosprawnego kotła kondensacyjnego wyposażonego w dwa wymienniki ciepła do podgrzewania chłodziwa i dostarczania ciepłej wody. W takim kotle para wodna powstająca podczas spalania gazu zamieniana jest w ciecz, co pozwala na uzyskanie dodatkowej energii cieplnej.

Moc kotła dobierana jest na podstawie powierzchni ogrzewanego pomieszczenia i preferowane są modele o wyższej wydajności.

Do bojlerów gazowych podłączonych jest kilka butli gazowych, co zwiększa całkowitą objętość gazu i wydłuża okresy między tankowaniami

Jednocześnie zastosowano 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 się przez promieniowanie słoneczne. Inną opcją jest wydzielenie lokalu niemieszkalnego.

Aby zapobiec spadkowi ciśnienia w systemie podczas silnych mrozów, szafy należy zaizolować materiałami niepalnymi, a pomieszczenie musi być zapewnione minimalne ogrzewanie.

Ważne jest, aby odległość od kotła wynosiła co najmniej 2 metry i aby był swobodny dostęp do sprzętu w celu kontroli. W pobliżu urządzeń gazowych nie powinny znajdować się otwory spustowe, piwnice, piwnice ani rowy. Zabrania się zgazowania piwnic i piwnic.

Butle są podłączone do gazociągu poprzez reduktor gazu, co pozwala na regulację ciśnienia gazu w trakcie jego doboru. Może być oddzielny dla każdego cylindra lub wspólny dla wszystkich.

Kolor reduktora musi odpowiadać kolorowi butli, czyli być czerwony (w przypadku propanu-butanu). Nie może się zatkać, w przeciwnym razie ciśnienie może wzrosnąć, a sprzęt może ulec awarii. Raz w tygodniu skrzynia biegów jest sprawdzana pod kątem przepływu grawitacyjnego i działania zaworu bezpieczeństwa.

Przy łączeniu butli w jedną baterię racjonalne jest zastosowanie rampy stabilizacji ciśnienia, składającej się z modułu przyłączeniowego, reduktora, filtra, zaworu, stabilizatora

Do stworzenia gazociągu stosuje się rury stalowe o grubości ścianek nie mniejszej niż 2 mm. Odcinek rury przechodzący przez ścianę umieszczony jest w obudowie ochronnej.Do podłączenia do gazociągu kotła grzewczego można zastosować przyłącze elastyczne. Reduktor podłącza się do gazociągu za pomocą węża durite (tuleja gumowo-tkanina).

Jest szczegółowo napisane, jaką mieszaninę gazów najlepiej zastosować do przechowywania w zbiorniku gazu w następnym artykule, z którym zalecamy się zapoznać.

LPG do podgrzewania wody

Kolumny przepływowe i akumulacyjne gazowe podgrzewacze wody (kotły), podobnie jak kotły grzewcze, mogą działać na propan-butanie. Konwersja z gazu głównego na gaz skroplony odbywa się również poprzez wymianę dysz palników. W sprzedaży dostępne są modele, które dostarczane są przez producenta z zestawami do instalacji LPG. Podłączenie do butli gazowych odbywa się poprzez reduktor.

Kolumna jest instalowana w pomieszczeniu niemieszkalnym z okapem wentylacyjnym i wyciągowym. Minimalna odległość gazowego podgrzewacza wody od otaczających ją obiektów jest określona przepisami i należy ją zachować ze względów bezpieczeństwa. Montaż w łazience jest zabroniony.

Wyposażenie dystrybutorów wody i bojlerów w automatyczne urządzenia sterujące i regulacyjne zwiększa ich efektywność i bezpieczeństwo. Nowoczesne modele posiadają systemy zabezpieczające przed przegrzaniem i włączeniem bez wody oraz kontrolę obecności płomienia. Wyświetlacz LED wyświetla ważne informacje, takie jak temperatura wody wpływającej do kranów.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Sprawdzanie butli gazowej pod kątem bezpieczeństwa, żywotności i odrzucania:

Przyczyny spadku ciśnienia gazu w instalacji przy -42°C i sposoby przeciwdziałania zamarzaniu butli gazowych:

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

Przestrzeganie zasad bezpieczeństwa i stosowanie butli gazowych spełniających ustalone normy pozwala uniknąć sytuacji awaryjnych i efektywnie wykorzystać błękitne paliwo do gotowania, ogrzewania pomieszczeń i zaopatrzenia w ciepłą wodę domów prywatnych.

Opowiedz nam o tym, jak korzystasz z gazu w butlach na swojej daczy lub wiejskim domu. Proszę o pozostawienie komentarzy, zadawanie pytań, zamieszczanie zdjęć w formularzu blokowym poniżej. Podziel się cennymi informacjami na temat artykułu, którymi warto podzielić się z osobami odwiedzającymi witrynę.