VIII. Снабжение потребителей сжиженными углеводородными газами.

Свойства СУГ. Основные особенности. Объемное сжатие и расширение. Температура воспламенения. Пределы взрываемости СУГ в воздухе.

СУГ называются углеводороды и их смеси, которые при определенной температуре и атмосферном давлении окружающего воздуха находятся в газообразном состоянии, а при относительно небольшом повышении давлении(без снижения температуры) переходят в жидкость.

Основные источники получения СУГ - газоконденсатные месторождения, попутные газы при добыче нефти.

В процессе транспортирования газа находящегося в сжиженном состоянии-75% от общего объема емкости, 25%-пары этих газов. В случае если процентная составляющая бутана (С₄Н₁₀)от 60% и выше. Если по соотношению пропана(С3Н8) больше чем бутана, общий объем жидкой фазы-85%, оставшиеся 15%-пары.

При транспортировке и хранении СУГ используют преимущественно жидкую фазу, а при сжигании газообразную.

Свойства: СУГ обуславливают конструктивные особенности оборудования в котором транспортируются хранятся и используются эти газы:

-высокая плотность газов (св-во паровой фазы)

- невысокие температуры воспламенения в зависимости от состава газа

-низкая теплоемкость СУГ паровой фазы

-низкие пределы взрывоопасности паровой фазы в воздухе

-возможность образования конденсата если давление повышено, а температура падает

-высокая теплота сгорания паровой фазы(непостоянна, зависит от сост газа и t окр среды)

-значительное объемное сжатие и расширение(св-во жидкой фазы)коэф объемного расширения пропана в 16 раз выше расширения воды

-малая плотность (св-во жидкой фазы)

-СУГ токсичны

Технические условия которыми должны отвечать СУГ, поставляемые в качестве технического топлива должны отвечать требованиям ГОСТ. Согласно этим нормам СУГ выпускают следующих марок:

-пропан технический - состоит из пропана и пропилена С₃Н₆

-бутан технический - состоит из бутана и бутилена С₄Н₈

-смеси зимняя (СПБТЗ) и летняя (СПБТЛ)

В зимней смеси пропан не меньше 60% от СУГ т.к. температура испарения пропана ниже температуры испарения бутана. В СПБТЛ бутан достигает 60%

Под упругостью насыщенных паров понимают давление, при котором жидкость находится в равновесии и паром этой жидкости при данной температуре.

Теплота испарения - это теплота затраченная на превращение 1кг жидкости при температуре кипения в сухой насыщенный пар.

Теплота сгорания - это количество теплоты выделяемое при полном сгорании 1м³ СУГ в стехиометрическом соотношении Lп=Lт; К=1(коэф избытка воздуха).

Температура воспламенения - это мин температура до которой необходимо нагреть газовоздушную смесь для того чтобы начался процесс горения (пропан 466град; бутан 405град. при норм условиях)

Жаропроизводительность - это температура продуктов сгорания в стехиометрическом соотношении. (пропан 2300град; бутан 2080град)

Пределы взрываемости газа в воздухе-характерной особенностью взрывания является быстрота распространения пламени, во много раз превышающая обычную скорость горения.

Нижний предел взрываемости - это такое минимальное содержание газа в смеси(% от объема) которого уже достаточно для распространения пламени.

Верхний предел взрываемости газа - это такое максимальное содержание горючего газа в смеси, при котором пламя еще в ней распространяется.

Метан: 5-15%(мин-макс).

Пропан:2,3-9,5%(мин-макс).

Бутан:1,9-8,4%(мин-макс).

Хранение и транспортировка СУГ, резервуарные устройства для хранения СУГ.

С газобензиновых или нефтеперерабатывающих заводов газ в жидком виде доставляется на газонаполнительные станции, в которых осуществляется прием СУГ в резервуары, а также наполнение баллонов и автоцистерн.В автотранспортерах газ доставляется к резервуарным установкам промышленных предприятий, а в баллонах-бытовым потребителям.

Для транспортировки газа на большие расстояния используют Ж/Д цистерны, которые имеют высокую прочность. Чем больше в смеси пропана, тем в резервуарах возможно более высокое давление паров, при увеличении бутана в смеси это давление снижается, поэтому при транспортировке СУГ с максимальным содержанием пропана цистерны рассчитывают на рабочее давление 2,5Мпа; при максимальном содержании бутана- рабочее давление 0,8Мпа. Методы перемещения СУГ:

Наибольшее распространение на газонаполнительных станциях получил насосно-компрессорный способ.

Существует ряд методов перемещения СУГ из Ж/Д и авто-цистерн в стационарные емкости и наоборот.

Особенности перемещения напрямую зависят от их физических свойств, поскольку СУГ являются кипящими жидкостями с малыми значениями удельного веса и теплоты парообразования, применяются различные методы перемещения и оборудования.

Естественный метод перемещения СУГ происходит за счет разности уровня перекачиваемой среды СУГ:

Жидкая фаза при давлении выше давления насыщения

перемещается по трубопроводу, заполняя все сечения и

если давление в трубе становится ниже давления

насыщения, то часть жидкой фазы переходит в газообразную

фазу, которая испаряется. Поэтому метод естественного

перемещения газа применяется редко.

Наибольшее распространение получило перемещение

СУГ с помощью насосов. Насосы необходимо выбирать

учитывая вскипание жидкости на всасывающей линии. Порядок включения насосов в работу и их установку производят с учетом свойств газа и особенности образования паров.

Схема перемещения СУГ насосом и эжектором:

В данной схеме эжекторами оборудованы сосуды из

которых перекачивается газ в другую емкость. Далее

по ходу движения газа они применяются в случае

необходимости повышения давления сжиженной фазы

газа и придают этой фазе определенную скорость

движения по трубопроводу. В случае возникновения

эффекта вскипания в схеме используется сепаратор

позволяющий отделить газообразную фазу от жидкой.

После сепаратора устанавливается насос, перекачивающий

и помогающий транспортировать жидкую фазу СУГ.

Резервуарные установки для хранения СУГ. Для хранения СУГ у потребителя используются стационарные резервуары. Установки газоснабжения с 2 и более резервуарами называют резервуарными. Они бывают подземными и надземными.

Надземные применяют для газоснабжения предприятий промышленного и с\х назначения.

Подземные используют для газоснабжения коммунально-бытовых потребителей.

В состав резервуарной установки входят:

1. Резервуары

2. Трубопроводы обвязки резервуаров по жидкой и паровой фазе

3. Запорно-регулирующая арматура

4. Регулятор давления

5. ПЗК и ПСК

6. Показывающие манометры, установленные до регулятора давления газа

7. Устройство для контроля уровня в резервуарах и испарителях

Площадки резервуарный установок огражадются забором высотой не менее 1,6м из несгораемых материалов. Расстояние от крайней стенки резервуара до забора не менее 1м.

Схема установка подземных резервуаров с 2 емкостями и испарительной установкой:

Газобаллонные установки, газонаполнительные пункты.

К баллонам относятся простейшие сосуды вместительностью до 120л. Предназначенные для хранения или перевозки СУГ (при рабочей температуре стенки от -40 до +45)

Данные требования распространяются на баллоны вместимостью 5,12,27,50л

Требования стандартизированы ГОСТами.

Различают следующие типы газобаллонных установок:

1. Индивидуальные с 1 баллоном до 50л или двумя вместимостью 27л каждый. Для установки внутри помещения(кухня)

2. Индивидуальные с 2 баллонами вместимостью до 50л общ емкости. Устанавливаются на улице в специальном металлическом шкафу.

3. Групповые, вместимостью до 50л(общ) устанавливаются в отапливаемом помещении.

4. Индивидуальные баллонные установки предназначенные для снабжения газом отдаленных квартир-шкафная наружная, вместимостью до 50л и подачи газовой паровой фазы газопотребляющего агрегата.

5. Внутриквартирные баллоны для 2х горелочной плиты 5л, для 3х горелочной 27л, для 4х горелочной 50л.

Требования:

При подземном размещении резервуарных установок они устанавливаются в грунте, на который засыпают крупнозернистый песок, основание котлована утепляют щебнем. В случае, если присутствуют высокогрунтовые воды, вокруг групповой установки делают дренажные трубопроводы.

Расстояние между отдельными резервуарами должно быть равно половине диаметра большого смежного резервуара.

Регазификация СУГ. Естественное и искусственное испарение газа. Смеси летняя и зимняя.

Регазификация – процесс перехода жидкой фазы СУГ в газообразную и наоборот.

В летнее время, когда расход газа уменьшается и температуры окр. среды положительны, применяется естественная регазификация без использования каких-либо дополнительных средств нагрева жидкой фазы.

В зимнее время температуры отрицательны. При расположении групповых баллонов вне помещения используется искусственная регазификация. Групповые резервуарные установки с искусственным испарением имеют следующие преимущества:

1. Их испарительная способность не зависит от количества жидкости в резервуаре;

2. Теплота сгорания паровой фазы остается неизменной;

3. Не требуется извлечение тяжелых остатков (жидкого бутана);

4. Обеспечивает полное сгорание бутановой фракции;

Испарители бывают прямого и непрямого действия. Более широкое применение получили испарители непрямого действия, в связи с более высоким КПД работы установки.

Проточный малогабаритный испаритель СУГ непрямого действия.

СУГ из подземного резервуара поступает в испаритель через нижний входной патрубок, практически полностью заполняя его корпус. При соприкосновении со змеевиком, по которому циркулирует горячая вода, подаваемая сверху вниз с температурой до +80°С ; жидкая фаза нагревается и происходит процесс интенсивного его испарения.