Газовые сети города

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Сжиженные газы

2. Газораспределительные сети в городах и газораспределительные пункты

3. Устройство наружных газопроводов

4. Устройство подземных газопроводов

5. Устройство внутридомовых газопроводов

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ.

Природные газы, добываемые из недр земли, представляют со

бой смесь, состоящую из горючих газов, балластных газов и примесей.

Горючие газы состоят из метана (СН4), предельных углеводородов (СnН2n+2) и непредельных углеводородов (CnH2n). В сумме предельные и непредельные углеводороды называются тяжелыми углеводородами (ТУ). Водород (Н2) и оксид углерода (СО) в природных газах отсутствуют.

Балластные газы состоят из азота — N2, углекислого газа - СО2 и кислорода — О2.

Примеси, входящие в состав природных газов, состоят в основном из водяных паров (Н2О), сероводорода (H2S) и пыли.

Рассмотрим свойства горючих газов.

Метан (СН4) — горючий газ без цвета, запаха и вкуса. Не токсичен, но при большой концентрации в воздухе вызывает удушье. Низшая теплота сгорания Q = 35840 кДж/м3, плотность ρ=0,717 кг/м3, молекулярная масса µ= 16 кг/кг — моль.

К тяжелым углеводородным газам, имеющим формулу СnН2n+2, относятся: этан (С2Н6), пропан (С3Н8), бутан (С4Н10). Все эти газы, как и метан, не имеют цвета, запаха и вкуса, не токсичны. Их физические свойства зависят от величины молекулярной массы (µ).

Чем больше µ, тем выше плотность тяжелых углеводородов (ρ), больше теплотворная способность (Q), больше требуется воздуха для сжигания 1 м3 тяжелых углеводородов.

К непредельным тяжелым углеводородным газам (С2Н2n+2) относятся: этилен (С2Н4), пропилен (С3Н6), бутилен (С4Н8). Их свойства также изменяются с увеличением µ, как и у тяжелых углеводородов.

Балластные газы.

1. Азот (N2) — инертный газ, без цвета, запаха и вкуса. На долю азота в воздухе приходится 79%.

До температур 1400 °С азот не реагирует с воздухом, а при более высоких температурах образует оксиды азота, которые сказывают более вредное воздействие на человека, чем оксид углерода. Предельно допустимая норма оксидов азота в атмосферном воздухе 0,085 мг/м3.

2.Диоксид углерода (СО2) является инертным газом со слегка кисловатым запахом и вкусом.

3.Кислород (О2) — входит в состав атмосферного воздуха в виде второй составляющей в количестве 21%. Во всех процессах горения кислород играет роль окислителя. Содержание кислорода в природном газе не допускается более 1%, исходя из соображений взрывобезопасности и защиты газового оборудования от коррозии.

Примеси. В виде примесей природный газ в основном содержит водяные пары, сероводород и пыль.

Концентрация водяных паров (Н2О) в природном газе, подаваемом бытовым и промышленным потребителям, не должна превышать 500 — 1000 г на 100 м3 природного газа.

Сероводород Н2 — бесцветный газ, имеющий запах испорченных яиц, является ядом и оказывает раздражающее действие на дыхательные пути и глаза.

Предельно допустимая концентрация H2S в воздухе помещений равна 0,1 мг/л. H2S — коррозионно-агрессивный газ.

Содержание H2S в природном газе после очистки на газовых промыслах не должно превышать 2 г на 100 м3 природного газа.

Содержание пыли не должно превышать 0,1 г на 100 м3 природного газа.

1. СЖИЖЕННЫЕ ГАЗЫ

Сжиженные газы, состоящие в основном из пропана (С3Н8) и бутана (С4Н10), получают на газобензиновых и нефтеперерабатывающих заводах. Сжиженный газ широко используют для газоснабжения сельской местности и районов, не подключенных к магистральным газопроводам. Хранятся жидкие газы в баллонах и емкостях, а перевозятся в цистернах.

Мелкие потребители (одно- и двухэтажные жилые строения, дачи) имеют для хранения жидкого газа баллоны, емкостью до 501 л каждый.

Крупные потребители (3 — 4-этажные жилые дома, столовые, рестораны; коммунальные предприятия, оздоровительные лагеря дома отдыха) имеют для хранения жидкого газа емкости объемом 2,2 и 4 м3, которые устанавливаются ниже уровня земли. Запас жидкого газа в баллонах и емкостях должен обеспечивать нормальное газоснабжение потребителей в течение 7 — 10 дней.

В емкостях и баллонах жидкий газ всегда представляет собой двухфазную систему. В верхней зоне емкости или баллона находится паровая фаза пропан-бутановой смеси, а в нижней зоне жидкая фракция, которая испаряется по мере отбора потребителями паровой фазы. Паровая фракция всегда представляет собой насыщенную смесь из С3Н8 и С4Н10. Упругость указанных газов (Рг) зависит от температуры наружного воздуха (для баллонов) или температуры грунта (для подземных емкостей). В табл. 1 показана зависимость упругости паров пропана и бутана от температуры.

Таблица 1

В баллонах и емкостях (2,2 и 4 м3) упругость паровой фазы или фактическое рабочее давление должно быть не менее 0,035 МПа при плотности пропана ρ = 2 кг/м3, а для бутана ρ = 2,7 кг/м3. Для воздуха при нулевой температуре ρ = 1,29 кг/м3. Это значит, что при утечке паровой фазы жидкого газа из баллона будет наблюдаться явление газослива.

Сжиженные газы должны содержать H2S не более 5 г на 100 м3 паровой фазы, а запах их должен ощущаться при содержании паров H2S в воздухе в размере 0,5%.

Воспламенение газов. Воспламенение газов может происходить только в том случае, если их содержание в газовоздушной смеси находится в определенных пределах, которые называются пределами воспламеняемости или взрываемости.

Существуют верхний и нижний пределы воспламеняемости. Например, для метана нижний предел равен ~5% содержания его в газовоздушной смеси, а верхний ~ 15%. Вне этих пределов метановоздушные смеси не горят и не взрываются.При чрезмерно малом содержании горючего газа в газовоздушной смеси, например, метана менее ~5% теплоты от запального устройства оказывается недостаточно для доведения соседних слоев газовоздушной смеси до температуры воспламенения. В данном случае смесь оказывается «бедной». Она слишком разбавлена балластными компонентами (азотом и кислородом) и вообще не способна к воспламенению. Аналогичное явление происходит в газовоздушной смеси, когда имеется избыточное количество метана (более 15%). Здесь газовоздушная смесь получается «богатой», и для ее нормального воспламенения не хватает О2, который является окислителем. В табл. 2 показаны пределы воспламеняемости отдельных горючих газов.

Таблица 2

Явления взрыва газов могут возникнуть при нарушении правил розжига переведенных на газ котлов, при негерметичных задвижках газовой аппаратуры и вышедшей из строя защитной автоматики. При этом толка и газоходы котлов могут заполниться взрывоопасной смесью. Если в такую газоопасную среду попадает источник воспламенения, то происходит взрыв.

При взрыве всего объема газовоздушной смеси масса ее тут же превращается в продукты сгорания. Последние, восприняв теплоту реакции взрыва, мгновенно расширяются и оказывают динамическое давление на стенки топки и газоходов. Максимальное давление, возникающее при взрыве смеси природного газа с воздухом, находится в пределах 0,44 — 0,75 МПа. Взрывная волна возникает в топке и распространяется по газоходам практически мгновенно, со скоростью примерно 1 км/с.

 Скачать реферат