§ 16. Газообразное топливо

В топливном балансе страны газообразное топливо занимает существенное место. С каждым годом его по­требление возрастает we только в промышленности, но и в сельском хозяйстве. Газообразное топливо имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с другими ви­дами топлива: оно широко распространено, дешево, име­ются его большие запасы, легко осуществляется дозиров­ка и регулировка с воздухом. Многие газы обладают вы­сокой тепловой ценностью. При сгорании они развивают высокую температуру, полностью сгорают с небольшим коэффициентом избытка воздуха, не содержат коррорионно-агрессивных веществ. Газообразное топливо очень удобно в использовании: в помещениях сохраняется чис­тота, так как при его сгорании не выделяются копоть и смолы, не остается золы, а продукты сгорания почти не содержат веществ, вредных для окружающей живой при­роды. Хранение газообразного топлива централизованно, что удобно для потребления: не нужны индивидуальные складские помещения, специальные хранилища. Исполь­зование газовых магистралей особенно важно для тех районов, где нет запасов твердого и жидкого топлива.

Основной недостаток многих видов газообразного топлива — их высокая взрывоопасность (природные га­зы, водород, метан). Легкая утечка горючих газов через мельчайшие неплотности требует внимания и осторож­ности при использовании. Те газы, в состав которых входит окись углерода, сильно ядовиты (генераторный, светильный, доменный). Однако соблюдение правил техни­ческой и противопожарной безопасности, а также выпол­нение рекомендуемых мер, делает эксплуатацию газовых установок надежной и безопасной.

Все виды газообразного топлива по теплоте сгорания делят на три группы: 1) низкокалорийные газы (генера­торный, смешанный, доменный, рудничный и др.), выде­ляющие до 10000 кДж/м (до 2500 ккал/м³); 2) среднекалорийные (водяной, светильный, коксовый и др.), при их " сгорании выделяется 10 000—20 000 кДж/м³ (2500—5000 ккал/м³); 3) высококалорийные — более 20000 кДж/м³ (5000 ккал/м³), к их числу относятся раз­личные природные газы газовых месторождений, нефтя­ные или попутные газы, добываемые вместе с нефтью из нефтяных скважин, сжиженные газы, а также раз­личные крекинговые и другие газы, получаемые при переработке нефти.

Газообразное топливо может быть естественным и ис­кусственным. К естественным относятся легкие газооб­разные углеводороды, улавливаемые при добыче нефти, и природные газы чисто газовых месторождений. По соста­ву и тепловой ценности природные газы различных мес­торождений отличаются незначительно. Их главная со­ставная часть (92—99%) — метан СН₄, что и обусловли­вает высокую взрывоопасность. Природный газ — самое дешевое топливо, что делает его чрезвычайно перспек­тивным для использования во многих отраслях народного хозяйства. С каждым годом он находит все более широ­кое применение и в сельском хозяйстве для обеспечения различных технологических и бытовых нужд.

Искусственные горючие газы получают при перера­ботке твердых и жидких топлив (процессы сухой пере­гонки, коксования, полукоксования и др.). Наиболее распространены светильный, коксовый, водяной, смешанный, крекинговый. По тепловой ценности искусственные газы бывают как низко-, так и высококалорийными. Их ис­пользуют как топливо, а также часто смешивают с при­родным для снижения взрывоопасности. Смешивание проводят на специальных станциях, а к потребителю уже поступает готовый двойной или тройной газ. Однако не­обходимо помнить, что газ, поступающей к потребителю, все равно взрывоопасен, а часто и ядовит (если в нем со­держится окись углерода) и поэтому требует осторож­ного обращения с ним.

Природный и сжиженный газы широко применяют в теплосиловых установках для отопления теплиц, живот­новодческих комплексов, сушильных агрегатов и т. д. Сгорание горючих газов, смешанных с воздухом, осуще­ствляется в газовой горелке с очень небольшим коэф­фициентом избытка воздуха (α—l,05-l,08). Основное различие между конструкциями горелок заключается в способе смешения газа с воздухом (принудительное под давлением, простое струйное или диффузионное) По принципу действия горелки подразделяют на смеситель­ные, инжекционные и диффузионные.

Смесительные горелки обычно обеспечивают высокую подачу (до 900 м³/ч) Воздух принудительно подается в воздушную камеру и смешивается с газом, поступающим по трубопроводу под небольшим давлением. В диффузи­онных горелках воздух поступает к месту выхода газа из горелки, их подача — до 16—18 м³/ч. В инжекционные горелки воздух подсасывается за счет энергии струи поступаемого под давлением газа

Котельные установки подсоединяют к магистральным газопроводам среднего или низкого давления при помощи газорегулирующего оборудования, предназна­ченного для снижения давления до заданного и поддер­жания его на постоянном уровне независимо от расхода газа.