De ce gazele lichefiate și comprimate sunt depozitate în butelii? Tipuri de recipiente + reguli de exploatare

Sunteți de acord, combustibilul albastru este foarte ușor de utilizat și nu costă mult. Popularitatea sa este consolidată de siguranța ecologică și de accesibilitatea aproape universală. Dar v-ați gândit vreodată cu seriozitate de ce gazele comprimate sunt ținute în butelii speciale și cum afectează acest lucru siguranța dumneavoastră?

În articolul prezentat de noi veți găsi răspunsuri detaliate, justificate tehnic la aceste întrebări. Vă vom spune care este diferența dintre mediul gazos lichefiat și cel comprimat. Vă vom familiariza cu caracteristicile tehnice ale recipientelor pentru gaz, cu regulile de umplere și transport ale acestora.

De ce se comprimă gazele și cum afectează acest lucru buteliile?

În stare gazoasă, substanțele nu au o formă definită, spre deosebire de solide. Acestea pot fi depozitate și transportate doar în recipiente etanșe.

Dar din cauza densității scăzute, chiar și o cantitate mică de gaz după masă ocupă un volum mare. De exemplu, pentru a transporta doar 26,9 kg de propan în starea sa gazoasă obișnuită, ar fi necesar un recipient imens cu un volum de aproximativ 14.000 de litri.

Propanul și butanul sunt cele mai solicitate gaze în domeniul comunal-menajer. Ele se obțin în timpul rafinării petrolului sau se separă din petrol în timpul extracției, de exemplu, prin tehnologia de fracturare hidraulică (fracking).

Problema se rezolvă prin comprimarea gazului prin aplicarea unei presiuni externe. Ca urmare, densitatea acestuia crește, iar volumul scade. După comprimare, aceiași 26,9 kg de propan încap într-un recipient cu volumul de 50 de litri.

La comprimare, gaze precum propanul, butanul, amoniacul, clorul, dioxidul de carbon trec în stare lichidă, de aceea se numesc lichefiate. Oxigenul, argonul, metanul rămân în stare gazoasă și se numesc gaze comprimate.

Aici trebuie făcută o precizare: orice gaze pot fi transformate în lichid prin comprimare, dar forța de presiune trebuie să fie mai mare, iar temperatura – semnificativ mai mică decât temperatura normală a aerului.

Pentru gazele comprimate și lichefiate, ambalajele obișnuite nu sunt potrivite. În încercarea de a se expanda, gazul le va distruge rapid și va scăpa „la libertate”, iar acest lucru poate duce la explozii, incendii, intoxicații și pierderi financiare. De aceea, se utilizează recipiente speciale sub presiune internă excesivă, mai cunoscute sub numele de butelii de gaz.

Caracteristici constructive ale buteliilor de gaz

Cerințele privind construcția buteliilor de gaz, inclusiv dimensiunile și grosimea pereților, sunt stabilite de standardele tehnice de stat. Cu cât presiunea aplicată pentru comprimarea gazului este mai mare, cu atât mai rezistent trebuie să fie recipientul.

Corpurile recipientelor pentru metan comprimat, utilizat drept combustibil pentru motoarele cu ardere internă, nu au cusături și constau din învelișuri metalice și compozite. Sunt proiectate pentru o presiune de până la 245 kg/cm².

Oxigenul și argonul sunt utilizate pentru lucrări de sudare. Buteliile pentru acestea sunt fabricate conform GOST 949-73. Materialul este oțel carbon sau oțel aliat. Având un volum de 20-50 de litri, recipientele din oțel aliat cu pereți de 6 mm grosime pot suporta o presiune internă de până la 19,6 MPa.

Conform standardului adoptat, acestea sunt vopsite în exterior cu smalț albastru și au pe corp inscripția neagră „oxigen”. Recipientele pentru argon sunt gri, cu inscripția verde „argon pur”.

Buteliile sudate din oțel pentru gazul de hidrocarburi lichefiat sunt fabricate conform GOST și îndeplinesc cerințele de siguranță stabilite

Propanul, butanul și amestecurile lor sunt păstrate sub o presiune de 1,6 MPa în butelii sudate din oțel de culoare roșie. Deoarece acest gaz este larg solicitat pentru uz casnic, comunal și industrial, merită să examinăm mai în detaliu particularitățile stocării și transportului său, precum și regulile de siguranță la umplerea buteliilor.

Utilizarea propan-butanului lichefiat

Propan-butanul tehnic (PBT), așa cum îl clasifică GOST R 52087-2018, se încadrează în categoria gazelor de hidrocarburi lichefiate (GHL). Se obține prin procesarea petrolului. Pentru trecerea PBT în stare lichidă, este suficientă o creștere relativ mică a presiunii. Nu este necesară scăderea temperaturii.

La temperatura normală a aerului, scăderea presiunii duce la evaporarea PBT și trecerea acestuia în faza de vapori. La umplerea buteliilor, în ele se formează un sistem bifazic, format simultan din gaz lichefiat și vaporii săi.

Această proprietate este un avantaj față de alte tipuri de gaze combustibile: amestecul propan-butan este stocat și transportat ca lichid, în recipiente compacte; este utilizat imediat ca gaz, fără transformări suplimentare, ceea ce oferă comodități suplimentare consumatorului.

Gazele lichefiate de combustibil în butelii sunt livrate consumatorilor cu autovehicule specializate, cu respectarea obligatorie a normelor de manipulare a mărfurilor periculoase.

În buteliile de același volum, gazele lichefiate propan-butan intră de aproape 2 ori mai mult decât metanul comprimat. În ceea ce privește degajarea de căldură, GPL lichefiat depășește, de asemenea, metanul comprimat la același volum.

Datorită reducerii consumului de metal, buteliile pentru GPL au o greutate mai mică. Toate acestea fac transportul mai ieftin, reduc numărul de livrări și fac utilizarea amestecului propan-butan în scopuri comunale, casnice și industriale justificată din punct de vedere economic.

GPL este solicitat în localitățile care nu au acces la gazoductele magistrale. Pentru prepararea alimentelor, încălzirea apei și a agenților termici în sistemele de încălzire, acesta este utilizat de gospodăriile private, întreprinderile de alimentație publică și comerț, ferme, baze de agrement.

Butelii pentru amestecul propan-butan

GPL se află în butelii la o presiune de zeci de ori mai mică decât cea necesară pentru gazele comprimate. Datorită acestui fapt, tehnologia de producție se simplifică, consumul de metal al buteliilor se reduce. Cu toate acestea, și acestora li se impun cerințe stricte.

Pentru amestecul propan-butan sunt destinate butelii din oțel sudate cu volume de 5, 12, 27, 50 de litri, proiectate pentru o presiune internă de până la 1,6 MPa.

De asemenea, este posibilă păstrarea lor în butelii din material compozit, proiectate pentru 2,0 MPa. Construcția, forma și dimensiunile fiecărei piese a buteliei sunt stabilite de standardele tehnice de stat.

O alternativă la buteliile tradiționale din oțel au devenit buteliile mai noi din materiale compozite, cu o durată de viață de 20 de ani și o periodicitate a testelor de 5 ani.

Conform GOST 15860-84, elementul cilindric al buteliei (corpul), fundul acestuia și inelele de suport sunt fabricate din mărci de oțel de înaltă rezistență. Suprafața trebuie să fie fără fisuri, pori și alte defecte care reduc grosimea pereților.

Fundul se fabrică prin ștanțare la cald sau la rece. Elementele se îmbină între ele prin sudare. Dispozitivele de închidere se instalează în gâtul buteliei. Pentru etanșarea completă a îmbinării se utilizează oxid de plumb sau miniu.

Capacele de protecție pot fi din oțel și fontă, cu conexiune filetată sau nefiletată. Principala cerință față de acestea este capacitatea de a asigura o protecție fiabilă a dispozitivului de închidere.

La ansamblu, butelia trebuie să fie:

• rezistentă;
• etanșă;
• fără deformații.

La exterior, butelia se vopsește cu email roșu, rezistent la intemperii. Denumirea conținutului „Propan” se scrie cu email alb în centrul părții cilindrice a corpului. Neconcordanța inscripției și a culorii cu standardul stabilit constituie un motiv de respingere a buteliei.

Fiecare butelie pe guler sau pe gât trebuie să aibă o plăcuță cu informații privind producătorul, data fabricației și a testelor, caracteristicile tehnice.

Conform GOST R 55559-2013, butelia compozită constă dintr-un înveliș interior de etanșare (liner), peste care este înfășurat material compozit. Sunt permise și alte soluții tehnice. Culoarea buteliei compozite este, de asemenea, roșie.

Butelia este dotată cu armături de închidere și siguranță, inclusiv dispozitive de siguranță împotriva creșterii presiunii și a temperaturii, ceea ce îi sporește siguranța.

La exploatarea buteliilor compozite trebuie să se țină cont de principiul de funcționare al dispozitivelor de siguranță. La umplerea excesivă a buteliei sau la dilatarea gazului din cauza creșterii temperaturii, surplusul este evacuat în exterior. Aceasta poate duce la creșterea concentrației de gaz în încăperea în care este amplasată butelia.

Pentru a preveni depășirea concentrației de gaz, un detector de scurgeri cu alarmă sonoră, care se montează pe perete în bucătărie sau în altă încăpere alimentată cu gaz, poate ajuta.

Înainte de a fi trimise spre vânzare, buteliile sunt supuse de către producători unor teste de recepție și predare. Ulterior, atât buteliile din oțel, cât și cele compozite trebuie să fie supuse unei verificări tehnice la fiecare 5 ani.

Fiecare butelie este însoțită de un pașaport, în care sunt specificate caracteristicile sale tehnice și termenele pentru efectuarea verificării tehnice.

Proprietățile amestecului propan-butan și măsuri de siguranță

Proprietățile fizice și chimice ale gazelor determină nu numai cerințele privind construcția buteliilor, ci și măsurile de siguranță la umplerea, transportul și exploatarea acestora.

Creșterea temperaturii exterioare duce la dilatarea fracției lichide a propan-butanului, de aceea buteliile pot fi umplute cel mult la 85% din volumul lor. De exemplu, o butelie de 50 de litri, care teoretic poate conține 26,9 kg de propan-butan lichefiat, după umplere conține de fapt aproximativ 21 kg. Spațiul liber este umplut cu fază de vapori.

Limitele inferioare de explozie ale propanului și butanului sunt de 2,3% și, respectiv, 1,9% din volumul încăperii, ceea ce face ca amestecurile lor cu aerul să fie extrem de explozive. Consumatorii și personalul stațiilor de umplere cu gaz trebuie să excludă formarea de concentrații explozive și de surse de aprindere ale GPL.

Umplerea buteliei cu GPL la peste 85% poate duce la explozie și incendiu, riscul fiind deosebit de ridicat în perioada toamnă-iarnă.

Amestecurile de propan-butan sunt mai grele decât aerul și, chiar și la scurgeri mici, se pot acumula în subsoluri și la parter în concentrații periculoase. De aici provine interdicția de a instala echipamente cu gaz în astfel de încăperi.

Radeți săpunul de rufe pe răzătoare, adăugați apă, spumați cu o pensulă și aplicați soluția de săpun pe zona problematică – apariția bulelor indică o scurgere de gaz.

Propan-butanul, ca și dioxidul de carbon, exercită asupra oamenilor și animalelor nu o acțiune toxică, ci sufocantă, atunci când concentrația de oxigen din aer scade la 19%. Aceasta poate duce la deteriorarea sănătății umane și la deces. PBT-ul nu are miros, de aceea în compoziție se introduc odoranți care ajută la detectarea prezenței sale în aer.

Nerespectarea măsurilor de siguranță duce la apariția situațiilor de urgență din cauza scurgerii de gaz și a aprinderii acestuia. De asemenea, este posibilă eliberarea și explozia gazului cu distrugerea buteliei.

Reguli de umplere a buteliilor de gaz menajere

Alimentarea se realizează la stații special amenajate, cu cântărire automată obligatorie și întreruperea gazului printr-un dozator. Aceasta permite controlul gradului de umplere cu o precizie ridicată.

Buteliile nu sunt admise la umplere în următoarele cazuri:

• ventilul sau supapa defecte;
• nu există presiune reziduală;
• termenul de inspecție a expirat;
• există defecte pe suprafață;
• marcajul și culoarea nu corespund cu GOST.

La stațiile de alimentare cu gaz pentru automobile, care nu au o licență separată și echipamentul corespunzător, alimentarea buteliilor menajere este interzisă la nivel legislativ.

Echipamentul stațiilor de alimentare GPL este destinat doar buteliilor auto, echipate cu dispozitive de decuplare (multivalve), care nu permit umplerea peste normă.

Pentru umplerea buteliilor de gaz menajere este necesar un echipament special, care diferă de dotarea unei stații GPL obișnuite.

Trebuie reținut: dacă la temperaturi negative se umple butelia cu propan-butan mai mult de 85%, iar apoi se aduce într-o încăpere caldă, este posibilă o explozie.

La transport, buteliile sunt protejate de căderi și lovituri, nu se răstoarnă cu capacele în jos. Încărcarea și descărcarea din autovehicul se efectuează cu motorul oprit.

Siguranța încălzirii și a apei calde menajere pe gaz din butelii

În lipsa accesului la alimentarea centralizată cu gaze, ca combustibil pentru sistemele autonome de încălzire și aparatele de încălzire a apei se poate utiliza gaz lichefiat. Acesta este mai ieftin decât energia electrică. Spre deosebire de lemne, cărbune sau motorină, nu poluează aerul cu produse solide de ardere, fiind astfel mai ecologic.

În locul buteliilor, în locuințele private se pot utiliza gazometre cu volum de până la 20.000 de litri, dacă nu apar probleme cu umplerea lor.

La organizarea sistemului de încălzire și alimentare cu apă caldă menajeră pe bază de GPL, trebuie respectate cerințele SNiP 42-01-2002.

În afară de butelii (50 l), se utilizează următorul echipament:

• centrală termică pe gaz;
• regulatoare de presiune;
• armături de închidere;
• componente ale conductei de gaz;
• radiatoare.

Cazanul poate fi cu un singur circuit sau cu două circuite, dar obligatoriu cu arzător pentru gaz lichefiat. Dacă gazul din butelii este o soluție temporară și casa urmează să fie conectată la alimentarea centralizată cu gaz, este rațional să achiziționați un cazan pentru gaz natural și echipament suplimentar pentru GPL. Un cazan cu două circuite va asigura simultan atât apă caldă menajeră, cât și încălzirea încăperilor.

Este posibilă instalarea unui cazan cu condensare de înaltă eficiență, echipat cu două schimbătoare de căldură pentru încălzirea agentului termic și a apei calde menajere. Într-un astfel de cazan, vaporii de apă formați în timpul arderii gazului se transformă în lichid, ceea ce permite obținerea de energie termică suplimentară.

Puterea cazanului se alege în funcție de suprafața încăperii încălzite și se preferă modelele cu un randament mai ridicat.

La cazanele pe gaz se conectează mai multe butelii de gaz, ceea ce mărește volumul total de gaz și prelungește intervalul dintre realimentări.

Se utilizează simultan câteva dintre cele mai încăpătoare butelii de 50 de litri, unite într-o singură baterie. Buteliile se amplasează în dulapuri metalice ventilate, afară, pe partea de nord a casei, pentru a evita încălzirea de radiația solară. O altă variantă – o încăpere nerezidențială separată.

Pentru ca la înghețuri puternice presiunea din sistem să nu scadă, dulapurile trebuie izolate cu materiale neinflamabile, iar în încăpere trebuie asigurată o încălzire minimă.

Este important să vă asigurați că distanța față de cazan este de cel puțin 2 metri și că există acces liber la echipament pentru inspecție. Lângă echipamentul pe gaz nu trebuie să existe gropi de scurgere, pivnițe, subsoluri, șanțuri. Gazificarea încăperilor de subsol și demisol este interzisă.

Buteliile se conectează la conducta de gaz prin intermediul unui reductor de gaz, care permite reglarea presiunii gazului la extragere. Acesta poate fi separat pentru fiecare butelie sau comun pentru toate.

Culoarea reductorului trebuie să corespundă culorii buteliei, adică să fie roșie (pentru propan-butan). Nu trebuie să se permită înfundarea acestuia, altfel presiunea poate crește și echipamentul se poate defecta. O dată pe săptămână, reductorul se verifică pentru prezența scurgerilor și funcționarea supapei de siguranță.

La unirea buteliilor într-o singură baterie, este rațional să utilizați o rampă pentru stabilizarea presiunii, formată dintr-un modul de conectare, reductor, filtru, supapă, stabilizator.

Pentru realizarea conductei de gaz se utilizează țevi de oțel cu pereți de grosime de cel puțin 2 mm. Porțiunea de țeavă care trece prin perete se plasează într-un manșon de protecție. Pentru conectarea cazanului de încălzire la conducta de gaz se poate utiliza o racordare flexibilă. Reductorul se conectează la conducta de gaz cu ajutorul unui furtun din cauciuc textil (furtun din material textil-cauciuc).

Despre ce amestec de gaz este cel mai bine de utilizat pentru stocarea în rezervorul de gaz, este scris în detaliu în articolul următor, pe care vă recomandăm să-l consultați.

GPL pentru încălzirea apei

Încălzitoarele de apă instantanee și încălzitoarele de apă cu acumulare pe gaz (boilerele), la fel ca și cazanele de încălzire, pot funcționa pe bază de propan-butan. Trecerea de la gazul natural la gazul lichefiat se realizează și prin înlocuirea duzelor arzătorului. Sunt disponibile modele echipate de producător cu seturi pentru GPL. Racordarea la buteliile de gaz se face printr-un reductor.

Încălzitorul de apă se instalează într-o încăpere nerezidențială cu ventilație și hotă. Distanța minimă de la încălzitorul de apă pe gaz până la obiectele din jur este stabilită prin norme și trebuie respectată din motive de siguranță. Instalarea în baie este interzisă.

Dotarea încălzitoarelor de apă și cazanelor cu aparate de control și reglare automate le crește eficiența și siguranța. Modelele moderne au sisteme de protecție împotriva supraîncălzirii și pornirii fără apă, precum și controlul prezenței flăcării. Un afișaj LED afișează informații importante, de exemplu temperatura apei care ajunge la robinete.

Concluzii și material video util pe această temă

Verificarea buteliei de gaz pentru siguranță, durata de viață și eliminarea celor neconforme:

Cauzele scăderii presiunii gazului în sistem la -42°C și metodele de combatere a înghețării buteliilor de gaz:

După comprimare, gazul de hidrocarburi se află în butelie la o presiune ridicată și este capabil de o expansiune bruscă la creșterea temperaturii.

Respectarea normelor de siguranță și utilizarea buteliilor de gaz care îndeplinesc standardele stabilite ajută la evitarea situațiilor de urgență și la utilizarea eficientă a combustibilului albastru pentru gătit, încălzirea locuințelor și alimentarea cu apă caldă a caselor particulare.

Povestiți-ne cum utilizați gazul din butelii la cabană sau în casa de la țară. Vă rugăm să lăsați comentarii, să puneți întrebări, să publicați fotografii în formularul de bloc de mai jos. Împărtășiți informații valoroase pe tema articolului, care merită împărtășite cu vizitatorii site-ului.