|
Будучи универсальнее твердого и жидкого топлив, сжиженный газ во многих отношениях является идеальным видом коммунально-бытового топлива, которое делает потребителя независимым от таких монопольных поставщиков энергии, как газовые и электрические компании. Чистота продуктов сгорания, простота конструкций горелок и аппаратуры, легкость контроля и вывода уходящих газов; возможность поставки в баллонах различной вместимости позволяют применять сжиженный газ в отдаленных районах, а также при наличии одиночного газоиспользующего оборудования или сезонном отоплении жилищ и т.п. Однако при использовании сжиженного газа в коммунально-бытовых целях имеются и некоторые неудобства. Прежде всего это необходимость их хранения в резервуарах высокого давления, что усложняет устройство емкостей для сжиженного газа и их размещение; размещение емкостей со сжиженным газом под землей или на некотором удалении от зданий; ограничения на количество баллонов, которые допустимо хранить и использовать в одном помещении. Не менее сложная проблема - непостоянство состава сжиженного газа. Содержание пропана и бутана меняется в широких пределах. Все это влияет на характеристики горения, размеры пламени и его стабильность, а также на тепловую мощность горелок, особенно при использовании широко распространенных в бытовых и коммунальных приборах и печах горелок типа Бунзена. При переводе горелок с чистого пропана на бутан для обеспечения количественного и качественного смешения с первичным воздухом необходимо повышение давления бутана. Если не требуется менять тепловую мощность, давление бутана надо снижать. Не представляет особого труда разработка газоиспользующего оборудования, достаточно удовлетворительно работающего на различных по составу газовых смесях. Однако для того чтобы это же оборудование хорошо работало на чистых углеводородах (пропане или бутане), требуются определенные ограничения по оптимальному составу смеси сжиженного газа, на которой оно рассчитывается и разрабатывается. Для того чтобы потребитель был уверен в том, что приобретаемое им газоиспользующее оборудование будет одинаково хорошо работать в широком диапазоне смесей сжиженного газа, которые могут быть предложены в реальных условиях, производитель обязан испытать это оборудование при работе как на эталонном, так и на предельном сжиженном газе по допускаемому содержанию в нем пропана и бутана. Под эталонным сжиженным газом понимается регламентируемый действующим стандартом постоянный состав газа, на который рассчитывается и разрабатывается газоиспользующее оборудование. Испытание работоспособности такого оборудования на предельном газе проводится с целью проверки надежности зажигания и устойчивости пламени. Еще одна проблема, возникающая при использовании сжиженного газа, особенно в походах и передвижных домиках, - разнообразие оборудования. Очень часто оказываются невзаимозаменяемыми не только клапаны и регуляторы давлений, но и баллоны применяемые в разных странах. Однако нет сомнения в том, что такое положение не останется неизмененным. Национальные стандарты в настоящее время существуют почти во всех странах, где сжиженный газ применяют в качестве бытового топлива, а международные стандарты также постоянно совершенствуются. Сжиженный газ - удобное, практически безвредное и хорошо управляемое (особенно при приготовлении пищи) топливо. Хотя природный газ в настоящее время занимает господствующее положение, не всегда экономически целесообразно снабжать им всех без исключения потребителей, поскольку строительство протяженных отводов оправдано лишь при достаточно крупных масштабах потребления. По этой причине как в Европе и в США, так и в нашей стране большое число населенных пунктов не имеет связи с магистральными газопроводами. В них организуют снабжение сжиженным газом в баллонах или по трубопроводу местного значения. Сжиженный газ используют на многих сельскохозяйственных фермах, в отелях и частных домах, которые удалены от районов с развитой сетью газопроводов или являются слишком незначительными потребителями. В быту сжиженный газ используют для приготовления пищи, отопления помещений, подогрева воды, уничтожения бытовых отходов и пр. Использование сжиженного газа для домашнего приготовления пищи. Бытовые кухонные плиты и плитки, работающие на сжиженном газе, по размерам и производительности, мало чем отличаются от аналогичного оборудования, работающего на природном газе. Современные кухни оборудуют системами автоматического розжига с помощью специальных пилотных или электрических (искровых или с нитью накаливания) запальных горелок. Иногда применяют системы регулирования температуры нагрева кухонной посуды, которые работают по принципу контактных датчиков, соприкасающихся с дном посуды при установке их на конфорку. При использовании этой системы газ отсекается с помощью электрического соленоидного клапана в тот момент, когда температура достигает заданной величины, а пилотная горелка срабатывает на зажигание, как только терморегулятор при падении температуры дает команду на открытие газового клапана. Все плиты следует оборудовать запально-защитными устройствами. Часто применяют часовые механизмы, управляющие действием отдельных клапанов, которые устанавливают на основном питательном газопроводе. С помощью этих механизмов может быть замедлено включение плит или отсрочено зажигания горелок. Их используют также для поддержания "медленного огня", умеренного кипения в конце процесса варки пищи или постепенного перехода от варки к сохранению пищи в горячем состоянии. Портативные плиты, работающие на сжиженном газе и предназначенные для туристических и передвижных домиков, редко оснащают перечисленным оборудованием. Обычно их зажигают спичкой или зажигалкой и регулируют вручную. Горелки, используемые в бытовых газовых приборах, являются, как
правило, атмосферными, т.е. газ под давлением вытекает из газового
сопла и смешивается с первичным воздухом в трубе Вентури. Образующаяся
первичная смесь сгорает в атмосферном (вторичном) воздухе, как только
она вытечет из газовых отверстий рассекателя горелки. Горелки,
работающие по этому принципу, имеют достаточно широкий диапазон
регулирования тепловой мощности. В больших кухонных плитах, газовых
грилях, жаровнях, барбекю требуется плавное регулирование, что
осуществляется, как правило, с помощью спаренной горелки, которая
состоит из основной горелки, имеющей тепловую мощность по периферии до
6280 кДж/ч, и вспомогательной горелки, расположенной в центре конфорки.
С ее помощью можно убавить огонь до тепловой мощности менее 272 кДж/ч. В последнее время все большее применение находят самоочищающиеся плиты, не только электрические, но и газовые, на внутренней поверхности стенок которых наносится слой катализатора, способствующего окислению жира и сажи. На ряду с электрическими запально-защитными устройствами и терморегуляторами могут применятся запальные устройства, которые питаются от батареи или при работе которых используется пьезоэлектрический эффект. В последнем случае при открытии крана на плите под давлением потока газа пьезокристал воспроизводит искру. Возможно применение запальных устройств, в которых осуществляется самогенерация электрического тока в специальном нагреваемой пилотной горелкой термоэлементе, воздействующем на соленоид отсечного клапана. Сблокированная запально-защитная система отсекает газ при погасании пилотной горелки. Терморегулятор косвенного действия, устанавливаемый на печи, работает от контрольной пилотной горелки, обеспечивает открытие газового клапана и зажигание основного потока газа. В этом случае достигается плавная и точная регулировка рабочей температуры. Возможно, что использование сблокированной запально-защитной системы излишне, так как большая часть приборов для приготовления пищи, работающих на сжиженном газе, исключительно проста по конструкции и, как правило, управляется и регулируется вручную. Использование сжиженного газа для отопления. Сжиженный газ получил широкое распространение, как топливо, используемое для отопления как производственных, так и жилых помещений. Это обусловлено рядом неоспоримых преимуществ таких как: экономичность; комфортность; безопасность; экологически чистота; автономность; быстрая окупаемость оборудования и т.д. Роль сжиженного газа в отоплении настолько велика, что этой области его применения мы решили посвятить отдельный раздел - веб-проект "Энергосберегающие системы отопления". Здесь Вы сможете ознакомится с наиболее перспективными и эффективными видами отопления и отопительного оборудования, узнать принцип работы, технические характеристики различных видов отопительного оборудования, прочитать комментарии и советы специалистов, получить ответы на интересующие Вас вопросы... …И многое другое на нашей веб-сайте, посвященному комфортному экономичному отоплению с использованием сжиженного газа. Газовые холодильники Все бытовые газовые холодильники работают по принципу абсорбционного охлаждения. Компрессорные холодильники более эффективны, чем газовые, поэтому применение газовых холодильников ограничивается районами, где исключительно дорога электроэнергия (или нет возможности ее подвода), или особыми условиями, среди которых наиболее существенны бесшумность работы и отсутствие подвижных деталей. Однако сжиженный газ достаточно широко используется в бытовой холодильной аппаратуре. Рабочей жидкостью в газовых холодильниках является водный раствор аммиака. Газовый холодильник работает по замкнутому циклу и состоит из четырех основных частей: испарителя; абсорбера; генератора и конденсатора. Систему заполняют 30 % -ным водным раствором аммиака в атмосфере водорода под давлением до 2026,5 кПа и запаивают. Если генератор нагреть газовым пламенем, то аммиак закипает, а "тощий" раствор увлекается потоком пузырьков в абсорбер. Пары аммиака возгоняются в конденсаторе, толкая перед собой некоторое количество водорода и поднимая давление до 2837 кПа. В конденсаторе пары аммиака конденсируются, отдавая тепло окружающему воздуху, а жидкость перетекает в расположенный внутри холодильника испаритель. В нем аммиак испаряется, поглощая тепло из внутреннего пространства холодильной камеры. Непрерывный переток осуществляется благодаря постепенному возрастанию плотности газа. Первоначально в газовой фазе находится только водород, аммиачноводородная смесь течет в абсорбер под действием силы тяжести. Здесь аммиак рекомбинирует с "тощим" раствором, выделяя в ходе процесса некоторое количество тепла, которое рассеивается через ребра на воздушной стороне теплообменника. Насыщенный раствор аммиака стекает под действием силы тяжести из абсорбера в регенератор, тем самым замыкая цикл. С точки зрения экономии, предпочтительнее использование газовых холодильников поскольку содержащаяся в сжиженном газе энергия практически эквивалентна энергии в исходном продукте (0,98), а в электричестве содержится лишь третья часть от энергии первичного топлива, кроме того газовые холодильники обходятся значительно дешевле электрических, если учитывать продажную стоимость и затраты на эксплуатацию. Системы воздушного кондиционирования Системы воздушного кондиционирования, полностью работающие на сжиженном газе, встречаются крайне редко. В основном, эти системы работают по принципу абсорбционного цикла, такому же, как и газовые холодильники. Однако если в домашних газовых холодильниках и замораживателях рабочей жидкостью является водный раствор аммиака, то в воздушных кондиционерах, к водно-аммиачному контуру может пристраиваться контур, работающий с хладагентом в виде водного раствора бромистого лития. В этой системе используется также принцип "газлифтного насоса" для подачи концентрированного раствора в абсорбер. Для охлаждения конденсатора могут быть использованы как вода так и воздух. Использование сжиженного газа для прочих бытовых нужд. В остальных областях бытового сектора потребление сжиженного газа
относительно невелико. Работающие на сжиженном газу мусоросжигатели
используются там, где нет централизованного сбора отходов или где из-за
опасности загрязнения окружающей среды отходы нельзя сжигать на костре.
Такие бездымные не пахнущие мусоросжигатели применяют также в больницах
и госпиталях, на бойнях для ликвидации антисанитарных или нежелательных
вредных отходов. Бытовые газовые баллоны и вспомогательное оборудование. Большое количество сжиженного газа пропан-бутан продается в бытовых
баллонах для бытовых, туристических и других целей. Оборудование,
используемое для этих целей, существенно отличается от промышленного,
не только размерами, но и конструкцией. Бытовые баллоны под сжиженный газ. Вместимость бытовых баллонов под сжиженный газ колеблется от 100 мл. (баллончики разового использования) до 50 л. (наиболее широко используемый бытовой баллон многократного использования). В Украине, согласно стандартам, в употреблении находятся бытовые баллоны вместимостью: 5 л.; 27 л.; и 50 л. Баллоны под сжиженный газ изготавливают в строгом соответствии с
техническими условиями на сталь. Это гарантирует достижение всех
необходимых эксплуатационных характеристик. В Украине баллоны
изготавливают в соответствии с ГОСТ - 15860 - 93, на верхней
сферической части каждого баллона должны быть выбиты и отчетливо видны
следующие данные: Запрещается эксплуатировать баллоны, на которых выбиты не все данные. Баллоны под сжиженный газ состоят из цилиндрической части с продольным сварным швом, верхнего нижнего (донного) колпаков, привариваемых круговым швом. Колпаки имеют тороидальную, эллипсоидною или сферическую форму. Толщина стенок баллонов в среднем должна составлять 3 - 4 мм. Материал - сталь с содержанием углерода 0,2 % и пределом прочности на растяжение 448,2 МПа. Весьма ответственные операции при изготовлении баллонов - термическая обработка швов; удаление шлака и окалины посредством пескоструйной продувки или кислотного травления; цинкование и последующая окраска. Швы свариваются автогеном или электросваркой с обдувкой баллона воздухом. После сварки пескоструйная обработка поверхности и зачистка, что способствует повышению качества цинкования. Баллоны можно использовать индивидуально (один баллон обслуживает несколько газопотребляющих агрегатов) или батарейно (два или несколько баллонов подсоединяют к общему коллектору-гребенку для обеспечения большего расхода сжиженного газа на коммунально-бытовые нужды. Переаттестация баллонов. Все баллоны регулярно должны проходить технический осмотр (переаттестацию) в соответствии с "Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением", предусматривающий:
Баллон, поступивший на газонаполнительную станцию для повторного наполнения, необходимо внимательно осмотреть для выявления серьезных дефектов, признаков неправильного обращения и следов огня. При обнаружении ряда неисправностей баллон отправляют на переаттестацию. Дополнительно по истечению 5-ти лет эксплуатации каждый баллон обязательно должен пройти переаттестацию. Дата переаттестации должна быть обязательно выбита на верхней сферической части каждого баллона. Манжеты и опорные кольца. Для защиты баллонов от механических повреждений весьма часто применяют ободья, кольца и колпаки. Опорные круговые кольца в сочетании с ободами приваренными к верхней части баллонов, позволяют перевозить их в вертикальном положении. Колпак, навинчиваемый на вентиль, предохраняет последний от загрязнения, коррозии, ударов. Его используют повсеместно. Колпаки могут быть стальными или пластмассовыми они имеют в нижней части резьбу и наворачиваются на вентиль. Регуляторы давления и приборы контроля за расходом газа. Повышенное давление сжатых газов, находящихся в баллоне, перед подачей их на бытовые газосжигающие приборы должно быть снижено практически до атмосферного. Эта операция осуществляется с помощью регулятора давления (редуктора). Все без исключения баллоны оборудованы вентилем или клапаном которые должны обеспечить умеренный отбор газовой и быструю заливку жидкой фаз сжиженного газа. Регуляторы давления. Редуктор типа "РДГ" Редуктор типа "Балтика" Устройство редукторов практически универсально, но все же существует достаточное число не взаимозаменяемых баллонных вентилей и редукторов. Поэтому в нашей стране, соответствующими стандартами приняты к использованию два типа редукторов "Балтика" и "РДГ" (см. рисунок выше). Это обусловлено тем, что в баллонах используемых на Украине в качестве запорной арматуры используется либо вентиль, на который накручивается редуктор типа "РДГ", либо клапан - в этом случае используется редуктор типа "Балтика". Принцип, использующийся в регуляторах давления всех типов, заключается в следующем. Чувствительная нагруженная диафрагма под действием, с одной стороны, избыточного давления газовой фазы, а, с другой стороны - пружины открывает или закрывает впускное отверстие клапана. Диафрагма подпирается пружиной, регулирующей давление. Таким образом, редуктор может настраиваться на закрытие при любом давлении. Будучи отрегулированным на определенное выходное давление, такой редуктор будет выдерживать его независимо от колебаний входного давления и изменения отбора газа. Вентили для баллонов под сжиженный газ. Во избежании утечки газов на баллонах должны предусматриваться либо игольчатые или шаровые запорные вентили, ввинчиваемые в верхнюю бобышку баллона, либо клапаны. Последние весьма компактны, не выступают за пределы ниш и гнезд, предусмотренных на баллоне, гарантируют закрытие баллона при отсутствии на нем редуктора, но для наполнения баллона с таким клапаном требуется специальный переходник. Манометры. Манометры, установленные на баллонах или редукторах, позволяют следить за расходом газа. Они необходимы при проверке системы на плотность, контроле за работой клапанов безопасности или освобождении баллонов для проведения испытания. Манометры для измерения давления обычно бывают анероидного типа, т.е. работают от металлической гармониковой мембраны, колеблющейся при изменении мембраны. Рукава. Рукава, соединяющие баллоны с газовой сетью и газоиспользующим оборудованием, могут выполнятся из синтетической резины в соответствии с действующими стандартами. Идеальный вариант - использование двухслойных усиленных рукавов с внутренним слоем из нитрила, который хорошо противостоит старению, а синтетическая резина при воздействии огня обугливается только снаружи и не плавится. При подсоединении баллонов к такому оборудованию, как кухонные
плиты, водонагреватели и отопительные устройства применяют рукава
низкого давления диаметром 8 мм. Их подсоединяют к стандартным
штуцерам, имеющимся соответственно у редуктора и газопотребляющего
прибора. Для надежности подсоединения на обеих концах рукавов имеются
зажимные хомуты. Техника безопасности при работе с баллонами. Требования к технике безопасности при работе с баллонами со сжиженным газом регламентируются "Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением". Газовые приборы с баллонами должны соединятся по наикратчайшему
пути, и рукава должны быть сплошными, хорошо защищенными и доступными.
Как показывает практика, соблюдение элементарных правил и требований
может гарантировать полную безопасность при использовании баллонов со
сжиженным газом. При их использовании необходимо придерживаться
следующих основных правил: |
|
|