Per què s'emmagatzemen els gasos liquats i comprimits en cilindres? Tipus de contenidors + normes de funcionament
D'acord, el combustible blau és molt còmode d'utilitzar i barat.La seva popularitat es veu reforçada per la seguretat ambiental i la disponibilitat gairebé universal. Però has pensat mai seriosament per què els gasos comprimits estan continguts en cilindres especials i com això afecta la teva seguretat?
A l'article que presentem trobareu respostes detallades i tècnicament sòlides a aquestes preguntes. Us explicarem la diferència entre un medi gasós liquat i el seu homòleg comprimit. Us presentarem les característiques tècniques dels contenidors de gas, les normes per omplir-los i transportar-los.
El contingut de l'article:
- Per què es comprimeixen els gasos i com afecta això als cilindres?
- Característiques del disseny de les bombones de gas
- Aplicació de propà-butà liquat
- Cilindres per a la mescla propà-butà
- Propietats PBT i mesures de seguretat
- Normes per omplir les bombones de gas domèstiques
- Seguretat de la calefacció i el subministrament d'aigua calenta mitjançant gas embotellat
- GLP per escalfar aigua
- Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Per què es comprimeixen els gasos i com afecta això als cilindres?
En estat gasós, les substàncies no tenen una forma específica, a diferència dels sòlids. Només es poden emmagatzemar i transportar en contenidors tancats.
Però a causa de la baixa densitat, fins i tot una petita quantitat de gas en massa ocupa un gran volum. Per exemple, per transportar només 26,9 kg de propà en el seu estat gasós habitual, caldrà un contenidor enorme amb un volum d'uns 14.000 litres.
El problema es resol comprimint el gas aplicant pressió externa. Com a resultat, la seva densitat augmenta i el seu volum disminueix. Després de la compressió, els mateixos 26,9 kg de propà caben en un recipient de 50 litres.
Quan es comprimeixen, gasos com el propà, el butà, l'amoníac, el clor i el diòxid de carboni es transformen en un estat agregat líquid, per això s'anomenen liquats. L'oxigen, l'argó, el metà romanen en estat gasós i s'anomenen gasos comprimits.
Aquí hem d'aclarir que qualsevol convertir els gasos en líquids per compressió, però la força de pressió hauria de ser més alta i la temperatura hauria de ser significativament inferior a la temperatura normal de l'aire.
Per als gasos comprimits i liquats, els contenidors normals no són adequats. Esforçant-se per expandir-se, el gas el destruirà ràpidament i s'alliberarà, i això ja està ple d'explosions, incendis, intoxicació i pèrdues econòmiques. Per tant, s'utilitzen recipients especials sota pressió interna excessiva, més coneguts com a bombones de gas.
Característiques del disseny de les bombones de gas
Els requisits per al disseny de cilindres de gas, incloses les dimensions i el gruix de la paret, estan determinats per les normes tècniques estatals. Com més pressió s'apliqui per comprimir el gas, més fort ha de ser el recipient.
Els cossos dels vaixells de metà comprimit, utilitzats com a combustible per als motors de combustió interna, no tenen costures i estan formats per carcassa metàl·lica i composta. Dissenyat per a pressió de fins a 245 kg/cm2.
L'oxigen i l'argó s'utilitzen per a treballs de soldadura. Els cilindres per a ells es fabriquen segons GOST 949-73. El material és acer al carboni o aliatge. Amb un volum de 20-50 litres, els recipients d'acer aliat amb parets de 6 mm de gruix són capaços de suportar una pressió interna de fins a 19,6 MPa.
Segons la norma acceptada, estan pintats amb esmalt blau a l'exterior i tenen una inscripció negra "oxigen" al cos. Els vaixells per a argó són de color gris amb una inscripció verda "argó pur".
El propà, el butà i les seves mescles estan continguts sota una pressió d'1,6 MPa en cilindres d'acer soldat vermell. Com que aquest gas té una gran demanda per a ús municipal i industrial, val la pena considerar amb més detall les característiques del seu emmagatzematge i transport, així com les normes de seguretat a l'hora d'omplir les bombones.
Aplicació de propà-butà liquat
Propà-butà tècnic (PBT), com es classifica GOST R 52087-2018, pertany a la categoria de gasos d'hidrocarburs liquats (GLP). S'obté de la refinació del petroli. Un augment relativament petit de pressió és suficient perquè el PBT es transformi en estat líquid. No cal reduir la temperatura.
A temperatures normals de l'aire, una disminució de la pressió condueix a l'evaporació del PBT i la seva transició a la fase de vapor. Quan s'omplen els cilindres, es forma un sistema bifàsic, format simultàniament per gas liquat i el seu vapor.
Aquesta propietat és un avantatge respecte a altres tipus de gasos combustibles: la mescla propà-butà s'emmagatzema i transporta com a líquid, en contenidors compactes; S'utilitzen immediatament com a gas, sense transformacions addicionals, la qual cosa proporciona una comoditat addicional al consumidor.
Els cilindres del mateix volum de propà-butà liquat poden contenir gairebé 2 vegades més que el metà comprimit. Pel que fa a l'alliberament de calor, el PBT liquat també és superior al metà comprimit a la mateixa quantitat volumètrica.
A causa de la reducció del consum de metall, els cilindres PBT tenen menys pes. Tot això redueix el cost del transport, redueix el nombre de lliuraments i fa que l'ús de la mescla propà-butà per a finalitats domèstiques i industrials sigui econòmicament factible.
El PBT té una demanda en assentaments que no tenen accés als gasoductes principals. Per cuinar, escalfar aigua i refrigerants en sistemes de calefacció, s'utilitza per llars particulars, empreses de restauració i comerç, granges i centres recreatius.
Cilindres per a la mescla propà-butà
El PBT s'emmagatzema en cilindres a una pressió desenes de vegades menor que la necessària per emmagatzemar gasos comprimits. Gràcies a això, es simplifica la tecnologia de producció i es redueix el consum de metall dels cilindres. Tanmateix, també estan subjectes a requisits estrictes.
Per a la barreja propà-butà, es dissenyen cilindres d'acer soldats amb un volum de 5, 12, 27, 50 litres, dissenyats per a una pressió interna de fins a 1,6 MPa.
També és possible contenir-los en cilindres de material compost dissenyats per a 2,0 MPa. El disseny, la forma i les dimensions de cada part del cilindre estan determinats per normes tècniques estatals.
D'acord amb GOST 15860-84, l'element cilíndric del cilindre (carcassa), la seva part inferior i els anells de suport estan fets de graus d'acer d'alta resistència. La superfície ha d'estar lliure d'esquerdes, cavitats i altres defectes que redueixin el gruix de la paret.
La part inferior està feta per estampació en calent o en fred. Els elements es connecten entre si mitjançant soldadura.Els dispositius de bloqueig s'instal·len al coll del cilindre. Per segellar completament la connexió, s'utilitza litarg de plom o plom vermell.
Els taps de seguretat poden ser d'acer o de ferro colat amb connexions roscades o sense rosca. El principal requisit per a ells és la capacitat de proporcionar una protecció fiable per al dispositiu de bloqueig.
El cilindre muntat ha de tenir:
- durador;
- segellat;
- sense deformació.
L'exterior del recipient està pintat amb esmalt vermell, que és resistent a la intempèrie. El nom del contingut "Propà" està escrit en esmalt blanc al centre de la part cilíndrica del cos. L'incompliment de la norma establerta en la inscripció i la coloració és motiu de rebuig del cilindre.
Per GOST R 55559-2013 Un cilindre compost consisteix en una carcassa de segellat interna (revestiment) sobre la qual s'enrotlla un material compost. També es permeten altres solucions tècniques. El color del cilindre compost també és vermell.
El cilindre està equipat amb vàlvules de tancament i seguretat, incloent dispositius de seguretat contra augments de pressió i temperatura, la qual cosa augmenta la seva seguretat.
Quan s'utilitzen cilindres compostos, cal tenir en compte el principi de funcionament dels dispositius de seguretat. Quan el cilindre es desborda o el gas s'expandeix a causa de l'augment de la temperatura, el seu excés es descarrega a l'exterior. Això pot provocar un augment de la concentració de gas a l'habitació on es troba el cilindre.
Abans d'enviar cilindres a la venda, els fabricants realitzen proves d'acceptació. En el futur, tant els cilindres d'acer com els compostos s'han de sotmetre a una inspecció tècnica cada 5 anys.
Cada cilindre es subministra amb un passaport, que indica les seves característiques tècniques i el moment de l'examen tècnic.
Propietats PBT i mesures de seguretat
Les propietats físiques i químiques dels gasos determinen no només els requisits per al disseny dels cilindres, sinó també les mesures de seguretat durant el seu avituallament, transport i funcionament.
Un augment de la temperatura exterior comporta l'expansió de la fracció líquida de propà-butà, de manera que es permet omplir les bombones fins a un màxim del 85% del seu volum. Per exemple, Cilindre de 50 litres, que teòricament conté 26,9 kg de propà-butà liquat, després de repostar en conté en realitat uns 21 kg. L'espai lliure s'omple amb la fase de vapor.
Els límits d'explosió inferiors del propà i el butà són el 2,3% i l'1,9% del volum de l'habitació, respectivament, la qual cosa fa que les seves mescles de gas-aire siguin extremadament explosives. Els consumidors i el personal de les estacions de servei de gas han d'evitar la formació de concentracions explosives i fonts d'ignició de PBT.
Les mescles de propà-butà són més pesades que l'aire i fins i tot amb petites fuites es poden acumular als soterranis i soterranis en concentracions perilloses. D'aquí la prohibició d'instal·lar equips de gas en aquests locals.
El propà-butà, com el diòxid de carboni, no té un efecte verinós, sinó asfixiant en humans i animals quan la concentració d'oxigen a l'aire disminueix al 19%. Això pot provocar un deteriorament de la salut humana i la mort. El PBT és inodor, de manera que s'afegeixen odorants a la composició per ajudar a detectar-ne la presència a l'aire.
Incompliment mesures de seguretat condueix a situacions d'emergència per fuites de gas i ignició. També és possible l'alliberament i l'explosió de gas amb destrucció del cilindre.
Normes per omplir les bombones de gas domèstiques
L'aprovisionament es realitza en estacions especialment equipades amb pesatge automàtic obligatori i tall de gas amb un dispensador. Això us permet controlar el grau de plenitud amb alta precisió.
Els cilindres no es poden omplir en els casos següents:
- vàlvula o vàlvula defectuosa;
- no hi ha pressió residual;
- el període d'inspecció ha expirat;
- hi ha defectes a la superfície;
- el marcatge i la coloració no compleixen amb GOST.
A les estacions de servei de gasolina d'automòbils que no tenen una llicència independent i l'equip adequat, omplint cilindres domèstics prohibit per la llei.
L'equip de gasolinera està pensat només per a cilindres d'automòbil equipats amb vàlvules de tall (multivàlvules) que no permeten omplir per sobre de la norma.
Cal recordar: si a temperatures sota zero omples una bombona de propà-butà més del 85% i després la portes a una habitació càlida, és possible una explosió.
Quan es mouen, els cilindres estan protegits de caigudes i impactes i no es capgiran amb els seus taps.La càrrega i descàrrega del vehicle es realitza amb el motor apagat.
Seguretat de la calefacció i el subministrament d'aigua calenta mitjançant gas embotellat
En absència d'accés a un subministrament centralitzat de gas, el gas liquat es pot utilitzar com a combustible per a sistemes de calefacció autònoms i dispositius de calefacció d'aigua. És més barat que l'electricitat. A diferència de la llenya, el carbó o el gasoil, no contamina l'aire amb productes sòlids de combustió, és a dir, és més respectuós amb el medi ambient.
Quan s'organitza un sistema de calefacció i subministrament d'aigua calenta amb GLP, cal tenir en compte els requisits de SNiP 42-01-2002.
A més dels cilindres (50 l), s'utilitzen els següents equips:
- una caldera de gas;
- caixes de canvis;
- vàlvules de tancament;
- components del gasoducte;
- radiadors.
La caldera pot ser de circuit simple o doble, però ha de tenir un cremador per a gas liquat. Si el gas embotellat és una solució temporal i es preveu que la casa estigui connectada a un subministrament centralitzat de gas, és racional comprar una caldera per al gas principal i equips addicionals per a GLP. Una caldera de doble circuit proporcionarà aigua calenta sanitària i calefacció.
És possible instal·lar una caldera de condensació altament eficient equipada amb dos intercanviadors de calor per escalfar el refrigerant i el subministrament d'aigua calenta. En aquesta caldera, el vapor d'aigua generat durant la combustió del gas es converteix en líquid, cosa que permet obtenir energia tèrmica addicional.
La potència de la caldera es selecciona en funció de l'àrea de l'habitació climatitzada i es dóna preferència als models amb més eficiència.
Al mateix temps, s'utilitzen diversos dels cilindres de 50 litres més amplis, combinats en una sola bateria. Els cilindres es col·loquen en armaris metàl·lics ventilats al carrer del costat nord de la casa per evitar l'escalfament per radiació solar. Una altra opció és un local no residencial independent.
Per evitar que la pressió del sistema caigui durant les gelades severes, els armaris s'han d'aïllar amb materials no inflamables i s'ha de proporcionar una calefacció mínima a l'habitació.
És important assegurar-se que la distància de la caldera sigui d'almenys 2 metres i que hi hagi accés lliure a l'equip per a la seva inspecció. No hi hauria d'haver forats de desguàs, cellers, soterranis o sèquies prop dels equips de gas. Es prohibeix la gasificació de soterranis i soterranis.
Els cilindres estan connectats al gasoducte a través reductor de gas, que permet regular la pressió del gas durant la seva selecció. Pot ser independent per a cada cilindre o comú per a tots.
El color del reductor ha de coincidir amb el color del cilindre, és a dir, ser vermell (per propà-butà). No s'ha d'obstruir, en cas contrari la pressió pot augmentar i l'equip pot fallar. Un cop a la setmana, la caixa de canvis es revisa pel flux de gravetat i la funcionalitat de la vàlvula de seguretat.
Per crear un gasoducte, s'utilitzen canonades d'acer amb parets de no menys de 2 mm de gruix. El tram de canonada que travessa la paret es col·loca en una funda protectora.Es pot utilitzar una connexió flexible per connectar-se a la canonada de gas d'una caldera de calefacció. El reductor es connecta a la canonada de gas mitjançant una mànega de durita (maniga de teixit de goma).
S'escriu amb detall sobre quina barreja de gas és millor utilitzar per emmagatzemar-la en un dipòsit de gas en el següent article, que us recomanem que us familiaritzeu.
GLP per escalfar aigua
Columnes de flux i Escalfadors d'aigua de gas d'emmagatzematge (calderes), com les calderes de calefacció, poden funcionar amb propà-butà. La conversió de gas principal a gas liquat també es realitza mitjançant la substitució de broquets del cremador. Hi ha models disponibles per a la venda que són subministrats pel fabricant amb kits per a GLP. La connexió a les bombones de gas es realitza mitjançant un reductor.
La columna s'instal·la en una zona no residencial amb ventilació i campana d'escapament. La distància mínima entre l'escalfador d'aigua de gas i els objectes circumdants està determinada per la normativa i s'ha de respectar per motius de seguretat. Està prohibida la instal·lació al bany.
Equipar els dispensadors d'aigua i les calderes amb dispositius de control i ajust automàtic augmenta la seva eficiència i seguretat. Els models moderns disposen de sistemes de protecció contra el sobreescalfament i l'encesa sense aigua, i control de la presència de flama. La pantalla LED mostra informació important, com ara la temperatura de l'aigua que entra a les aixetes.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Comprovació de la seguretat, la vida útil i el rebuig del cilindre de gas:
Motius de la caiguda de la pressió del gas al sistema a -42 °C i maneres de combatre la congelació de les bombones de gas:
Després de la compressió, el gas hidrocarbur es troba en un cilindre a pressió elevada i és capaç d'expansió ràpida a mesura que augmenta la temperatura.
El compliment de les normes de seguretat i l'ús de bombones de gas que compleixin els estàndards establerts ajuda a evitar situacions d'emergència i a utilitzar de manera eficaç el combustible blau per cuinar, escalfar espais i subministrar aigua calenta a les cases particulars.
Expliqueu-nos com feu servir el gas embotellat a la vostra casa rural o casa de camp. Si us plau, deixeu comentaris, feu preguntes, publiqueu fotos al formulari de bloc següent. Compartiu informació valuosa sobre el tema de l'article que val la pena compartir amb els visitants del lloc.
