День добрый дорогие посетители нашего сайта. А вы знали, что в качестве топлива для газовых систем может использоваться разный газ – метан, пропан, бутан или изобутан.Использование природного газа (или метана) осуществляется в системах централизованного газоснабжения, использование пропана и бутана – в автономных системах.
Природный газ – это метан, имеющий формулу СН 4 и являющийся бесцветным газом. Природный газ метан не имеет запаха, поэтому для того, чтобы человек мог самостоятельно обнаружить утечку газа и принять необходимые меры, в состав метана добавляют примеси с характерным запахом.
Критическая температура метана равна -82,5 о С (это температура, при которой возможен переход природного газа в жидкое состояние при дальнейших манипуляциях с давлением метана). А температура кипения метана составляет -161,5 о С – это температура при которой природный (натуральный) газ точно переходит в жидкое состояние из газообразного.
Пропан – это газ из группы алканов (углеводородов, ряд которых описывается формулой С n Н 2n+2), имеющий формулу С 3 Н 8 . Как и в случае с метаном, газ пропан не имеет цвета и запаха, однако, как и метан, этот газ при высоких концентрациях способен нанести вред самочувствию и здоровью человека, а при определенных концентрациях метана и пропана возможен взрыв.
Поэтому производство пропана, как и метана, сопровождается добавлением реагентов с характерным запахом. Температура кипения пропана равна -43 о С. Если с понижением температуры может быть сжижен метан, то пропан можно сжижать более дешевыми способами – через компрессию (повышение давления).
Бутан – это так же газ из группы алканов, имеющий формулу С 4 Н 10 , бесцветный, как пропан или метан, и не имеющий запаха. Как и в другой газ, метан или пропан, производство бутана сопровождается применением реагентов с запахом. Что радикально отличает от перечисленных алканов этот газ – это температура кипения бутана, равная -0,5 о С. Что накладывает определенные ограничения на его применение в качестве топлива. Другие газы – это пропан и метан – без проблем использующиеся при минусовых температурах в качестве топлива, дополняют бутан в составе горючих газов. Так, в качестве компонентов сжиженного углеводородного газа используются пропан и бутан (или изобутан).
Разница в физических свойствах газов накладывает следующие ограничения на применение бутана и пропана по отдельности:
Сжиженный бутан не может использоваться в качестве топлива при отрицательных температурах (так как отопление помещений должно происходить при помощи доставки в газовый котел бутана в газообразном состоянии)
- Пропан не может использоваться при высокой температуре (пропан в условиях жаркого климата чрезмерно расширяется и оказывает повышенное давление на стенки емкости, в которой хранится).
ГОСТ 20448-90 «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления» запрещает самостоятельное использование бутана или пропана в системах газификации, а также устанавливает ограничения на то, как бутан или пропан (в процентном соотношении) могут быть использованы в смеси – содержание первого не должно превышать 60%. В зимнее время пропан в смеси для севера России допускается в количестве не менее 75% от общего объема смеси газов.
На сегодня все, дорогие читатели, наша команда ГазЭкоСеть желает Вам хорошего дня и прекрасного настроения.
Система теплоснабжения обеспечивает жилые, административные, производственные здания и помещения горячей водой, газом, теплом и электричеством. В составе такой системы задействован комплекс газоиспользующего оборудования, для работы которого необходим достаточный объем топлива.
На данный момент в качестве хранимого топлива для систем автономного газоснабжения, не связанных с магистральной линией подачи газа, широко распространены сжиженный углеводородный газ (СУГ) и сжиженный природный газ (СПГ). В маркировке на английском языке LPG (liquefied petroleum gas) и LNG (liquefied natural gas) соответственно.
СПГ - это смесь газов, образовавшихся в глубоких слоях Земли при анаэробном разложении органических соединений. Добыча производится из пластов и из нефтяных месторождений, где газ может быть побочным продуктом нефти. В некоторых случаях могут попадаться газогидраты - кристаллическая форма природного газа.
СУГ - это тоже смесь газов, но полученная из попутного нефтяного газа или из конденсатной фракции природного газа за счет разделения с помощью абсорбционно-газофракционирующей установки.
СУГ и СПГ могут быть взаимозаменяемыми. Сжиженный углеводородный газ может выступать как основным видом топлива, так и резервным в системе газоснабжения на сжиженном природном газе.
Оба газа схожи между собой по нескольким параметрам:
- сфера применения: тепло- и газоснабжение;
- способность к испарению: хранение и транспортировка газа производится в жидкой фазе, которая при соблюдении определенной температуры преобразуется в газообразное состояние;
- экологичность: при сжигании не происходит выброса соединений серы в атмосферу, отсутствует сажа и зола;
- малая токсичность.
В чистом виде оба газа не имеют ярко выраженного запаха, поэтому для своевременного обнаружения вещества в воздухе в газ примешиваются одоранты - этантиол, смесь природных меркаптанов и др.
Отличия сжиженных газов СУГ и СПГ
Имея схожую структуру, параметры и физико-химические свойства, оба газа отличаются между собой, что дает возможность подобрать оптимальное топливо для технологической линии систем газоснабжения объекта.
| Показатель | Сжиженный углеводородный газ СУГ |
Сжиженный природный газ СПГ |
|---|---|---|
| Состав | Основные вещества: пропан и бутан, содержание не менее 95% Дополнительные вещества: пентан, метан, этан, этилен, пропилен, бутилен |
Основное вещество: метан, содержание 85-95% Дополнительные вещества: этан, пропан, бутан, азот, сероводород, меркаптановая сера |
| Способ хранения | или газгольдеры | криоцистерны, в которых поддерживается пониженная температура |
| Для выработки 1 Гкал необходимо сжечь нормального топлива | 99,84 кг* | 104,48 кг* |
| Критическая температура, свыше которой невозможно сжижение газа | 96,84°C (пропан) | -82,5°C (метан) |
| Плотность газовой фазы при 0°C | 0,7168 кг/м 3 | 2,0037 кг/м 3 |
| Плотность жидкой фазы при 0°C | 416 кг/м 3 | 528 кг/м 3 |
| Удельная теплота сгорания | 45,58 МДж/кг | 43,56 МДж/кг |
| Концентрация газа, необходимая для воспламенения | концентрация паров пропана от 2,3 до 9,5 %, нормального бутана от 1,8 до 9,1 % (объемных) | от 4,4 % до 17 % (объемных) |
| * Значение приведено условно, т.к. точность расчета напрямую зависит от состава применяемого на объекте газа | ||
Исходя из данных в таблице выше, ключевым и наиболее важным различием является температура хранения. СУГ хранится в газгольдерах под давлением при температуре, близкой к температуре окружающей среды. Недостаточное испарение жидкой фазы может наблюдаться в районе Крайнего Севера, где температура воздуха может быть ниже -60°С. Для улучшения процесса регазификации в таких регионах устанавливают жидкостного или электрического типа.
Условия хранения СПГ же кардинально отличаются. Сжиженный природный газ допускается хранить только в изотермических резервуарах с полной герметизацией (криоцистернах), изготовленных из материалов, стойких к температурам хранения продукта. Внутри емкости постоянно должна поддерживаться низкая температура около -163°С.
Существуют условия, без которых повседневная жизнь человека не будет считаться полноценно комфортной.
Прежде всего, это различные системы жизнедеятельности, к которым относятся отопление и источник горячей воды в помещениях.
Первые конструкции, которые позволяли эффективно отапливать внутренние пространства зданий, появились еще во времена Древнеримской империи.
Изначально для этого процесса использовалось твердое топливо (дрова, уголь и так далее), но развитие цивилизации привело к возможности использования для подобных целей электричество, жидкое топливо, энергию солнца, природный газ.
История развития газовых котлов
Первое серийное производство газового оборудования для нагрева воды было налажено в начале 20-го века в Германии.
Производителем стала компания «Юнкерс», которая также применила в своем продукте инновационную на то время технологию – блок автоматического управления всей системой.
Первый отечественный серийный газовый котел появился только в 1947-ом году. Модель выпускалась под названием «Конорд».
В мировой практике развитие отопительного и водонагревательного оборудования зависело от доступности тех или иных ресурсов.
Например, в СССР производили преимущественно газовые котлы, так как топливо для них было и остается очень доступным.
В Европе больше ценили модели, работающие за счет электричества.
В США хорошо продавалась продукция, которая работает на дизельном топливе, а в последнее время и на солнечной энергии.
Разновидности и типы газовых котлов
Газовое оборудование делится по своему функционалу и месту установки. В первом случае котлы можно разделить:
На одноконтурные.
На двухконтурные.
Во втором:
На настенный тип монтажа.
На напольный вариант эксплуатации.
Каждый из этих типов обладает собственными особенностями, которые следует учитывать при выборе необходимой модели.
Одноконтурные газовые котлы
Главная особенность этого варианта в том, что его предназначение заключается только в работе в системе отопления помещений. Если владелец модели желает использовать установленное оборудование еще и в качестве источника горячей воды в доме, то ему придется пойти на дополнительные финансовые растраты – потребуется купить специальный бойлер, который можно подключить к данному газовому котлу.
Двухконтурные газовые котлы
Подобное оборудование, кроме того, что работает в системе отопления, дополнительно является источником горячей воды. Естественно, что двухконтурный котел стоит дороже, чем одноконтурный вариант, но практически всегда дешевле тандема, состоящего из бойлера и модели с одним контуром.
Тем не менее, стоит отметить у двухконтурного котла ряд недостатков:
Чем больше количество потребителей горячей воды, тем менее эффективно такой оборудование (рекомендуется рассчитывать на трех человек максимум, которые потребляют подогретую жидкость из котла). Следовательно, в других ситуациях все равно потребуется установка бойлера или другого водонагревательного оборудования, что приведет к дополнительным финансовым растратам.
Чем дальше находится точка потребления воды, тем дольше потребуется ждать достижения приемлемой температуры жидкости. Обычно специалисты не рекомендуют размещать потребительские краны на расстоянии, более чем 7 метров трубы от котла. Превышение этого придела приведет к достаточно длительному ожиданию, а также напрасному расходу воды, которую придется сливать.
В отличие от одноконтурных, двухконтурные котлы позволяют осуществить возможность подключать в одну полноценную систему сразу несколько моделей оборудования, что иногда бывает очень удобно и эффективн
Настенные газовые котлы
Главные преимущества подобного варианта:
Относительная простота монтажных работ.
Компактные габариты, что позволяет экономить на свободном пространстве при установке настенного котла.
Главный минус – меньшая мощность, а значит, и производительность такого варианта, по сравнению с напольным оборудованием. Следовательно, такой котел станет эффективным в обычных квартирах или в небольших частных домах, тогда как в более серьезных вариантах такой тип не подойдет.
Настенный вариант размещения оборудования накладывает определенные требования к его весу. Поэтому подобное оборудование изготавливается из облегченных материалов, которые не всегда способны выдержать длительную эксплуатацию. Это еще один недостаток настенных котлов – профилактический ремонт и обслуживание потребуется выполнять чаще, нежели аналогичные процессы с напольной модель
Напольные газовые котлы
Напольный вариант газового котельного оборудования считается более надежным и долговечным. Один из важнейших плюсов этого типа – более высокая мощность, позволяющая отапливать достаточно большие частные домовладения или несколько квартир одновременно.
Минусы напольных газовых котлов:
Повышенный вес оборудования, так как основными материалами, использованными при их создании, являются сталь или чугун.
Большие габариты моделей. Свободного места для этого оборудования нужно достаточно много, так как для его функционирования очень часто требуется установка дополнительных элементов, например, насосов, кранов, бойлера и так далее.
Два основных недостатка способствуют усложнению процесса монтажных работ и практически всегда требуют отдельного помещения для установки напольного котла, особенно если учесть тот факт, что подобные модели издают достаточно много шума при работе.
Отличия котлов разного типа
Газовые котлы различаются также по типу горелки и способу отвода продуктов горения.
Горелки бывают:
Атмосферные. Естественная подача воздуха, необходимая для работы пламени. Требует присутствия хорошей вентиляции в помещениях. Характеризуются наличием открытой камеры сгорания.
Вентиляторные, или как их ещё называют - турбинные.Принудительная подача воздуха. Характеризуются закрытой камерой сгорания и наличием автоматики. К минусам подобных систем можно отнести повышенный уровень шума и необходимость подсоединения к электрической сети (для работы встроенных вентиляторов).
Диффузионно-кинетические. Нечто среднее между двумя первыми типами, когда воздух подается в камеру сгорания определенными порциями. Достаточно редкий вариант в бытовом оборудовании – обычно используется в промышленных условиях.
Комбинированные. Позволяют использовать несколько типов топлива (газ, дрова или мазут) без смены горелки. Универсальность системы привела к появлению ряда недостатков: более низкий КПД, высокая стоимость, сложность конструкции, которая увеличивает время и затраты на профилактические и ремонтные работы.
По типу отвода продуктов горения газовые котлы делятся:
На модели с естественной тягой. Продукты горения газовых котлов легче воздуха, поэтому этот факт и используется в оборудовании с естественной тягой. Для эксплуатации подобных моделей необходимо наличие специального дымохода с хорошей вытяжкой воздуха. Обычно такие котлы ставят в частных домах, где можно отдельно построить стояк для отвода газов.
На оборудование с принудительным отводом газов. В этих моделях установлены вентиляторы, которые принудительно избавляют котлы от продуктов сгорания. Требуют подключения к электрической сети. Обычно такие газовые котлы устанавливаются в квартирах.
Преимущества и недостатки газовых котлов по сравнению с котлами на другом топливе
Главные преимущества газовых котлов:
Топливо (природный газ) стоит дешевле, нежели использование электричества, дров, угля или мазута для аналогичного процесса.
Коэффициент полезного действия газовых котлов выше, чем аналогичный параметр у аналогов.
Основные недостатки:
Более высокая стоимость монтажных работ. Владельцу газового котла потребуется собрать дополнительные документы и получить разрешение от Газтехнадзора. Естественно, это требует траты времени и дополнительных денег.
Для обеспечения безопасности работы газового оборудования потребуется установка дополнительных систем и конструкций. Это, прежде всего, монтаж дымохода и газовой сигнализации.
Требует наличия газовой магистрали в большинстве случаев. Оборудование, работающее на баллонном газе, экономически невыгодное.
Что ещё необходимо знать при установке котлов
Газовые котлы считаются наиболее распространенным типом систем индивидуального отопления в частных владениях граждан нашей страны.
Современные газовые котлы управляются электронными платами, которые имеют множество датчиков для защиты от аварийных ситуаций.
Также платы управляют различными клапанами, турбинами, контролируют температуру и осуществляют автоподжиг газа.
Но они имеют недостаток - чувствительность к перепадам и скачкам напряжения.
Защитить плату от поломки и последующего ремонта поможет установка стабилизатора напряжения или реле контроля напряжения.
Стабилизатор поддерживает напряжение на постоянном уровне, сглаживая его, а реле контроля - отключает напряжение, если произошёл скачок.
Природным газом сегодня называется газообразное несжатое вещество, которое добывается специальным оборудованием из недр земли. Перемещается газ по трубам. Чаще всего традиционный природный газ представлен метаном. Данный вид топлива во время добычи и доставки потребителю не меняет своего физического состояния. Закачивается он в специальные газовые хранилища. Перемещение его к потребителям, как уже сказано, осуществляется по специальным газовым трубам.
Но есть еще один газ - сжиженный, который еще называется Liquefied Natural Gas, а сокращенно LNG . Под сжиженным газом следует понимать: компримированный природный газ, углеводородные газы, которые под высоким давлением охлаждаются, а также разновидность природного газа. Но со сути сжиженный газ - это природный газ, который охладили до температуры минус сто шестьдесят два градуса, чтобы транспортировать и хранить в жидком виде. Стоит отметить, что такой газ хранится только в изотермических резервуарах, поскольку основной его составляющей все же является метан, для которого критическая температура равна минус восьмидесяти трем. При регазификации, то есть возвращении его в обычное парообразное состояние, можно получить из одного кубометра такого газа, шестьсот кубометров природного газа (фото 1).
Сжиженный газ, как и природный газ, применяется для газификации промышленных объектов, населенных пунктов, получения промышленного холода, тепловой энергии и электричества. В транспорте применяется в качестве топлива, а в химической промышленности в качестве сырья. На мировых рынках широкое использование такого газа обусловлено, прежде всего, его дешевизной. Также он считается самым безопасным и экологически чистым видом топлива (фото 2).
В энергетической сфере крупные проекты сегодня реализует компания Аэнерджи . Она занимается внедрением в промышленность, транспорт и энергетическую сферу современных технологий. Это динамично развивающаяся компания, которая также занимается изготовлением и разработкой собственной буровой техники, сбытом сжиженного газа. К слову, у сжиженного газа много преимуществ. Для его транспортировки не нужно прокладывать дорогостоящие магистральные трубопроводы, совершенно исключены утечки газа, и в использовании он экологически чище (фото 3).
Помимо газа на тепловых электростанциях и в вагонах-рефрижераторах еще можно использовать холод LNG. По химсоставу LNG - это смесь таких газов, как бутан, пропан, этан и метан с тяжелыми углеводородами и примесями сероводорода, углекислого газа, воды, комплексных соединений серы, азотных соединений серы. Перед сжижением все примеси удаляются. Основным компонентом такого газа остается метан. Проектами по сбыту и производству сжиженного газа занимается компания А-energy . В сфере ее деятельности также переоборудование транспорта под использование сжиженного газа. К слову, собственники транспорта уже давно поняли, что использовать сжиженных газ в качестве топлива дешевле и выгоднее (фото 4).
Итак, главное отличие сжиженного газа от природного в том, что он сильно охлаждается и требует дополнительной переработки, перед тем как будет доставлен потребителю. Но для транспортировки не нужны трубы. Кроме того, такой газ перед потреблением нужно извлечь из баллона или регазицировать, а вот природный газ нужно только распределить и подать в трубы. Плотность сжиженного газа составляет примерно четыреста семьдесят килограммов на метр кубический. То есть, от воздуха он легче на треть. Плотность его меньше, чем у воды, поэтому в случае разлива газ останется на поверхности (фото 5).
