Гордюхин А.И. Газовые сети и установки

Введение

Настоящие строительные нормы и правила содержат технические требования, обязательные при проектировании и строительстве новых и реконструируемых газораспределительных систем, предназначенных для обеспечения природным и сжиженным углеводородными газами потребителей, использующих газ в качестве топлива, а также внутренних газопроводов, и устанавливают требования к их безопасности и эксплуатационным характеристикам. В соответствии с СНиП 10-01 основными особенностями настоящих норм и правил являются: приоритетность требований, направленных на обеспечение надежной и безопасной эксплуатации систем газораспределения; защита охраняемых законом прав и интересов потребителей строительной продукции путем регламентирования эксплуатационных характеристик систем газораспределения; расширение возможностей применения современных эффективных технологий, новых материалов и оборудования для строительства новых и восстановления изношенных систем газораспределения; гармонизация с зарубежными нормативными документами. Конкретные рекомендации, выполнение которых обеспечивает соблюдение требований настоящих строительных норм и правил, приводятся в сводах правил: СП 42-101 “Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб”; СП 42-102 “Проектирование и строительство газопроводов из металлических труб”; СП 42-103 “Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов”. СНиП 42-01-2002 согласован Госгортехнадзором России, ГУГПС МЧС России и другими заинтересованными организациями и представлен на утверждение в Госстрой России акционерным обществом “Полимергаз”. В разработке настоящих строительных норм и правил приняли участие: Вольнов Ю.Н., Габелая Р.Д., Гашилов В.М., Голик В.Г., Гусева Н.Б., Зайцев К.И., Кайгородов Г.К., Линев В.П., Маевский М.А., Недлин М.С., Пальчиков С.А., Платонов О.В., Рождественский В.В., СафроноваИ.П., Сессии И.В., Сорокин А.А., Удовенко В.Е, Царьков В.Н., Чирчинская Г.Л., Шишов Н.А., Шурайц А.Л.

Ъ

Гордюхин А.И. Газовые сети и установки

страниц: 384
Содержание книги:

Предисловие
Глава I. История развития газовой промышленности в СССР и общие сведения о горючих газах
3. Основные физико-химические характеристики природных и сжиженных газов
5. Область применения газов
Глава II. Горелки для сжигания газов
1. Общие понятия о процессе сжигания газов и их особенности
2. Способы сжигания газов
3. Технические требования к газовым горелкам
4. Классификация газовых горелок
5. Диффузионные горелки
6. Инжекционные горелки
7. Горелки с принудительной подачей воздуха
8. Комбинированные газовые горелки
9. Расчет инжекционных горелок низкого давления
Глава III. Трубы и арматура для газопроводов
1. Общие сведения о трубах
2. Стальные трубы
3. Полиэтиленовые трубы
4. Запорная арматура
6. Компенсаторы
Глава IV. Наружные газопроводы и сооружения на них
1. Трассировка газопроводов
2. Условия прокладки газопроводов
4. Контрольные проводники 3. Основные элементы домовых газопроводов 4. Газопроводы коммунальных и промышленных предприятий
Глава VI. Газорегуляторные пункты и установки 2. Типы регуляторов
3. Пропускная способность регуляторов
5. Газорегуляторные пункты
Глава VII. Приборы и установки для сжигания газа
1. Бытовые газовые приборы 2. Приборы и установки предприятий общественного питания и пищевой промышленности
3. Отопительные котлы
4. Промышленные печи и установки
Глава VIII. Дымоходы от газовых установок и вентиляция помещений
!. Назначение и требования к дымоходам
2. Расчет дымоходов
3. Вентиляция помещений
1. Системы газоснабжения природным газом
3. Системы распределения природного газа в сельской местности
4. Схемы газовых сетей
Глава X. Расчетные расходы газа
1. Общие сведения
2. Нормы газопотребления и годовой расход газа
3. Режим газопотребления
4. Расчетный часовой расход газа и коэффициент часового максимума
Глава XI. Гидравлический расчет газовых сетей
1. Расчетные формулы
2. Расчетные таблицы и номограммы
4. Выбор расчетной схемы сетей
6. Расчетная схема отдачи газа из сети и расчетные нагрузки
7. Определение диаметров труб участков сети
8. Расчет разветвленных сетей
9. Расчет кольцевых (замкнутых) сетей
10. Расчет кольцевых сетей по методу интерполяций
11. Использование вычислительных и аналоговых.машин для расчета газовых сетей
Глава XII. Проектирование и расчет наружных газопроводов и регуляторов давления
1. Исходные данные для проектирования
2. Характеристика планировки и застройки города
3. Определение расчетных расходов газа
4. Выбор схемы распределения газа и гидравлический расчет газопроводов высокого и среднего давления
1. Проектирование и расчет ответвлений и дворовых газопроводов
Глава XIV. Проектирование газооборудования котельных и предприятий
1. Состав проекта
2. Расчетная часть проекта
3. Определение расхода газа и подбор горелок
5. Вентиляция котельных и цехов с газопотребляющими установками
6. Газопроводы котельных и предприятий
7. Газорегуляторные установки
8. Предохранительные устройства при газооборудовании котлов и печей
Глава XV. Покрытие неравномерностей газопотребления и хранение газа
3. Покрытие часовых неравномерностей
1. Системы снабжения сжиженным газом
2. Газонаполнительные станции
3. Системы распределения сжиженного газа
4. Испарительные установки сжиженного газа
Глава XVII. Защита газопроводов от коррозии
1. Общие понятия о коррозии
2. Коррозия блуждающими токами
4. Электрические измерения на газопроводах
5. Электрические методы защиты
6. Проектирование защиты газопровода
Список литературы

 

Введение: |2 ||Классификация вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) |3 ||промышленности: | ||Общая характеристика ВЭР промышленных предприятий: |4 ||ВЭР электростанций: |6 ||Использование ВЭР в промышленности: |7 ||Показатели использования ВЭР: |8 ||Расчёт ВЭР на экономическую эффективность: |9 ||Заключение: |11 ||Список используемой литературы: |11 | Классификация вторичных энергетических ресурсов промышленности. ВЭР промышленности делятся на три основные группы: – горючие, – тепловые, – избыточного давления. Горючие (топливные) ВЭР – химическая энергия отходов технологическихпроцессов химической и термохимической переработки сырья, а именно это: –побочные горючие газы плавильных печей (доменный газ, колошниковый, шахтныхпечей и вагранок, конверторный и т.д.), – горючие отходы процессов химической итермохимической переработки углеродистого сырья (синтез, отходыэлектродного производства, горючие газы при получении исходного сырья дляпластмасс, каучука и т.д.), – твёрдые и жидкие топливные отходы, неиспользуемые (не пригодные) для дальнейшего технологической переработки, – отходы деревообработки, щелока целлюлозно-бумажного производства. Горючие ВЭР используются в основном как топливо и немного (5%) на нетопливные нужды (преимущественно в качестве сырья). Тепловые ВЭР – это тепло отходящих газов при сжигании топлива, тепловоды или воздуха, использованных для охлаждения технологических агрегатов иустановок, теплоотходов производства, например, горячих металлургическихшлаков. Одним из весьма перспективных направлений использования тепла слабонагретых вод является применение так называемых тепловых насосов,работающих по тому же принципу, что и компрессорный агрегат в домашнемхолодильнике. Тепловой насос отбирает тепло от сбросной воды и аккумулируеттепловую энергию при температуре около 90 °С, иными словами, эта энергиястановится пригодной для использования в системах отопления и вентиляции. Следует отметить, что пока ещё большое количество тепловой энергиитеряется при так называемом “сбросе” промышленных сточных вод, имеющихтемпературу 40 – 60 °С и более, при отводе дымовых газов с температурой 200– 300 °С, а также в вентиляционных системах промышленных и общественныхзданий, животноводческих комплексов (температура удаляемого из этихпомещений воздуха не менее 20 ч 25 °С). Особенно значительны объемы тепловых вторичных ресурсов в чёрнойметаллургии, в газовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимическойпромышленности. ВЭР избыточного давления (напора) – это потенциальная энергия газов,жидкостей и сыпучих тел, покидающих технологические агрегаты с избыточнымдавлением (напором), которое необходимо снижать перед последующей ступеньюиспользования этих жидкостей, газов, сыпучих тел или при выбросе их ватмосферу, водоёмы, ёмкости и другие приёмники. Сюда же относитсяизбыточная кинетическая энергия. Вторичные энергетические ресурсы избыточного давления преобразуются вмеханическую энергию, которая или непосредственно используется для приводамеханизмов и машин или преобразуется в электрическую энергию. Примером применения этих ресурсов может служить использованиеизбыточного давления доменного газа в утилизационных бес компрессорныхтурбинах для выработки электрической энергии. Общая характеристика ВЭР промышленных предприятий. |Первичные |ВЭР ||энергетические ресурсы | || |Разновидности |Характеристика, || |энергоресурсов |качественные параметры ||Твёрдое жидкое, |Отходящие горючие газы | ||газообразное топливо |коксовых и доменных | ||или электроэнергия для |печей: | ||обслуживания |а) коксовый газ – |а) Теплота сгорания: ||технологических высоко |продукт выжига кокса в | ||температурных процессов|коксовых печах. |[pic]= 1760 ч 1800 ||(промышленные печи) и | |кДж/м3 ||охлаждающая ввода. | |Состав газа: СО2=2ч4%; || | |СО= 6 ч 8 %; Н2 = 55ч || | |62%; || | |СН4 = 24 ч 28%; || | |этилен, || |б) доменный газ – |пропилен и др. = 2 ч 3 %|| |побочный продукт |; || |доменного производства,|N2 = 3 ч 2 %; О2 = 0,4 ч|| |получается в результате|08 %, плотность 0,4 – || |неполного сгорания |0,55 кг/м3. || |кокса. |Взрывоопасен. || | |б) [pic]= 3350 ч 4610 || | |кДж/м3 || | |Состав газа: || | |СО2=10ч12,5%; || | |СО=28,5ч30,5%; || | |Н2=1,5ч3,8%; || | |N2 = 58 ч 59,5 %; || | |О2 = 0,1 ч 0,2%, || |в) ферросплавный газ – |плотность 1,28ч1,3 || |выплавка ферросплавов в|кг/м3, теоретическая || |электропечах. |температура горения 1430|| | |– 1500 °С, для сжигания || | |1МДж газа требуется || | |теоретически необходимое|| | |количество кислорода || | |0,19м3. || |Отходящие горючие газы |в) [pic]= 11300 кДж/м3 || |предприятий нефтяной |Состав: || |промышленности. |СО = 85 %; Н2 = 4 %; || |Отходящие горячие газы | || |промышленных печей. |N2 = 5,6 %; О2 = 1 %;|| |Нагретая охлаждённая | || |вода и пар |СО2=3%; || |испарительного |сероводород=0,4%. || |охлаждения промышленных |Высокотоксичный, || |печей. |взрывоопасный газ. || |Тепло, выделяемое |[pic]=10000 ч 15000 || |расплавленными |ккал/м3 || |метллами, коксом и | || |шлаками промышленных | || |печей. |tо.г [pic] 500 ч 1000 || |Горячие газы, отходящие |°С. ||Газ и жидкое топливо |из двигателей | ||для обслуживания |внутреннего сгорания. |tо.в [pic] 95 °С. ||технологических силовых|Нагретая охлаждающая |Pи.о = 1,6 ч 4 атмосфер.||процессов (с |вода, отходящая из | ||двигателями внутреннего|двигателей внутреннего | ||сгорания воздуходувных,|сгорания. | ||компрессорных и других| | ||агрегатов) и |Горючие твёрдые и |tотх > 1000 °С. ||охлаждающая вода. |жидкие отходы | || |производства. | ||Горючее и | | ||технологическое сырьё | |tо.г = 350 ч 600 °С ||(в предприятиях | | ||металлургической, | | ||деревообрабатывающей, |Отработавший | ||текстильной, пищевой и |производственный пар. |tо.в < 100 °С. ||других отраслях |Вторичный | ||промышленности). |производственный пар. | ||Пар для обслуживания |Конденсат пара, | ||технологических силовых |используемого для | ||(в молотовых, прессовых |нагревательных целей |[pic]=10000 ккал/кг. ||и штамповочных |(горячая сливная вода).| ||агрегатах) и | | ||нагревательных |Внутренние | ||процессов. |тепловыделения в | || |производственных | || |помещениях. |Ро.п = 1,3 ч 1,5 атм. || |Сливная загрязнённая | || |вода. |Рв.п =1 атм. || |Внутренние | || |тепловыделения в | || |производственных |t < 100 °С. ||Горячая вода для |помещениях. | ||бытового |Сливная нагретая вода | ||теплопотребления |производственных | ||Электроэнергия, |агрегатов. |t < 100 °С. ||обслуживающая силовые, | | ||термические и | | ||осветительные | |t < 50 °С. ||процессы. | | || | |t < 100 °С. || | | || | | || | |t < 100 °С. || | | || | | || | | | ВЭР электростанций. ВЭР имеются также на электрических станциях и представляют собойтепловые отходы или потери тепла, получаемые в процессе энергопроизводства.На гидроэлектростанциях такими тепловыми отходами являются толькотепловыделения в гидрогенераторах станциях. ВЭР электростанций по своей величине значительно меньше, чем впромышленных предприятиях, и непрерывно уменьшаются по мере повышенияэкономичности энергопроизводства. Характеристика вторичных энергетических энергоресурсов электростанций. |ВЭР |Качественные || |параметры || |энергоресурсов ||Тепловые электростанции: | ||Нагретая охлаждающая вода конденсационных |tв? 25 ч 30 °C ||устройств турбин: | ||Отходящие дымовые газы котлоагрегатов: |tо.г? 100 °C ||Отходящие газы и нагретая охлаждающая вода |tо.г? 100 °C ||газотурбинных электростанций: |tв? 25 ч 30 °C ||Нагретая охлаждающая вода из системы охлаждения |tв? 25 ч 30 °C ||электрических генераторов: | ||Гидроэлектростанции: | ||Нагретая охлаждающая вода из системы замкнутого |tв? 25 ч 30 °C ||охлаждения электрических генераторов: | ||Нагретый воздух из системы разомкнутого воздушного|tв? 60 ч 65 °C ||охлаждения электрических генераторов: | | Использование вторичных энергетических ресурсов в промышленности. Подобные энергетические ресурсы можно использовать для удовлетворенияпотребностей в топливе и энергии либо непосредственно (без изменения видаэнергоносителя), либо путём выработки тепла, электроэнергии, холода имеханической энергии в утилизационных установках. Большинство горючих ВЭРупотребляются непосредственно в виде топлива, однако некоторые из нихтребуют специальных утилизационных установок. Непосредственно применяютсятакже некоторые тепловые ВЭР (например, горячая вода систем охлаждения дляотопления). Различают следующие основные направления использования потребителямиВЭР: топливное – непосредственно в качестве топлива; тепловое – непосредственно в качестве тепла иливыработки тепла в утилизационных установках; силовое – использование электрической или механическойэнергии, вырабатываемой из ВЭР в утилизационных установках; комбинированное – тепловая и электрическая(механическая) энергия, одновременно вырабатываемые из ВЭР в утилизационныхустановках; Источники и пути использования ВЭР в черной металлургии. Горючие газы–отходы основного производства: Доменный и коксовый газыпрактически используются полностью. Использование ферросплавного газавозможно для технологических (подогрев материалов, частичноепредварительное восстановление сырья) и теплофикационных целей, сжиганием вкотельной. Конвертерный газ частично используют в охладителях, но полноеиспользование его ещё не решено. При сжигании его в печах после газоочисткитеряется до 900 кг у.т./т конвертерной стали. Теплота продуктов сгорания печей: У мартеновских печей теплота продуктовсгорания равна 12,5 ГДж/т стали, у нагревательных печей 0,8 ГДж/т проката.Использование этой теплоты возможно в котлах-утилизаторах при условииоснащения их виброочисткой, дробеочисткой, так как запылённость газовдостигает 5 гр/м·м3. Возможно использование этой теплоты для нагрева шахтыв шахтных подогревателях. Нагрев шихты уходящими газами экономит 12%топлива, повышает производительность печи на 15%, сравнительно быстроокупает капитальные затраты. Теплота материалов: Потери составляют: 1 ГДж/т жидкого чугуна, 1,2ГДж/тжидкой стали, 0,8 ГДж/т жидкого шлака, 12 ГДж/т кокса, 0,6 ГДж/тагломерата. Решено только использование теплоты кокса. В установках сухоготушения получают 0,3 – 0,4 т пара/т кокса. Использование теплоты чугуна,стали, шлака не налажено. Использование теплоты агломерата повторнымиспользованием охлаждающего воздуха для нагрева шихты на 25ч30 % снижаетсодержание углерода в шихте, что выгодно для основного технологическогопроцесса. Использование теплоты шлака возможно при создании новых типовгрануляторов. Теплота охлаждающей воды: В установках испарительного охлаждения выходпара 0,1 т/т чугуна и 0,2 т/т мартеновской стали. Все технологическиевопросы испарительного охлаждения печей решены и требуется максимальноширокое внедрения способа в производство. Необходимо улучшить техническиерешения по унификации охлаждаемых элементов, повышению давления пара,улучшить контроль за плотностью схем охлаждения, усовершенствоватьавтоматику утилизирующих установок. Необходимо распространение опыта чёрнойметаллургии в химическую промышленность, машиностроение и т. д. Источники и пути использования ВЭР в цветной металлургии. Большие резервы по эффективному использованию ВЭР имеются и напредприятиях цветной металлургии. Технически возможное и экономическицелесообразное применение вторичных энергетических ресурсов в этой отраслиоцениваются примерно в 18 млн. Гкал в год. Эффективным в цветной металлургии является использование тепла уходящихдымовых газов для подогрева воздуха, поступающего в печи для сжиганиятоплива. Это экономит топливо, улучшает процесс его горения и, кроме того,повышает производительность печи. Однако с дымовыми газами уносится ещёзначительное количество тепловой энергии, которая может использоваться вкотлах- утилизаторах для выработки пара. Показатели использования ВЭР. Для оценки выхода и использования ВЭР применяются следующие показатели:1) Выход ВЭР (Qвых) – количество ВЭР, образующихся в процессе производствав данном технологическом агрегате за единицу времени. 2) Выработка энергии за счёт ВЭР (Q) – количество энергии,получаемое при использовании ВЭР в утилизационной установке. Выработкаэнергии отличается от её выхода на величину потерь тепла в утилизационнойустановке. Различают возможную, экономически целесообразную, планируемую ифактическую выработки энергии. 3) Использование ВЭР – количество используемой у потребителейэнергии, вырабатываемой за счёт ВЭР в утилизационных установках. 4) Экономия топлива (В) за счет ВЭР – количество первичноготоплива, которое экономится в результате использования ВЭР. Степень использования ВЭР – показатель представляющий отношениефактической (планируемой) выработки к выходу ВЭР, [pic]Показатель используется, если нет ограничений по конечному температурномупотенциалу, например при охлаждении нагревательных печей. Коэффициент утилизации – отношение количества теплоты, воспринятойкотлом-утилизатором, к теплу топлива, сожженного в печи. Например, длямартеновской печи: [pic]= 0,143 ([pic])·1,16? – удельная выработка пара котлом утилизатором на 1 т выплавленнойстали, [МВт/т], q – удельный расход условного топлива на 1 т выплавленной стали, [ту.т./т]. Коэффициент можно применять для сопоставления использования ВЭРоднотипных по конструкции и технологии агрегатов. Сложные и разнообразныепроцессы (например, цветной металлургии) нельзя характеризовать такимпоказателем. Показатель использования ВЭР – отношение фактической выработки тепла набазе ВЭР к возможной: [pic] При планировании топливопотребления применяют коэффициент утилизации –отношение фактической (планируемой) экономии топлива Ву за счёт ВЭР квозможной (или экономически целесообразной) Вв: [pic]Коэффициент выработки энергии на единицу перерабатываемого материала: [pic], N – производительность агрегата, т/год. Расчёт ВЭР на экономическую эффективность. Исходной информацией для расчёта выхода и возможного использования ВЭРслужат: тепловые и материальные балансы основного технологическогооборудования; объём выпуска продукции в рассматриваемом периоде; отчётныйэнергетический баланс предприятия; технико-экономические характеристикитехнологических агрегатов, энергетических и утилизационных установок; планывнедрения новой технологии и нового оборудования на перспективу. В результате анализа всех этих материалов устанавливают виды ВЭР и ихпотенциал; выявляют агрегаты, ВЭР которых могут быть включены вэнергетический баланс предприятия или использованы вне данного предприятия;определяют по каждому агрегату выход ВЭР; рассчитываютвеличину возможной, экономически целесообразной и планируемой выработкиэнергии из каждого вида ВЭР; определяют величины фактической выработки ифактического использования ВЭР, а также возможного и планируемогоиспользования всех видов ВЭР. Выход ВЭР зависит от факторов и режима работы технологической установки(агрегата). В общем случае суточный (и сезонный) выход ВЭР характеризуетсязначительной неравномерностью. Поэтому различают показатели удельного иобщего выхода ВЭР – максимальный, средний и минимальный (гарантированный),как в суточном, так и сезонном разрезе. В любом случае утилизации ВЭРэффективность их использования определяется достигаемой экономиейпервичного топлива и обеспечиваемой за счёт этого экономией затрат надобычу, транспортирование и распределения топлива (энергии). Поэтому важноеусловие экономической эффективности ВЭР – правильное определение вида иколичества топлива, которое экономится при их утилизации. Экономия топливо зависит от направления использования ВЭР и схем топливо- и энергоснабжения предприятия. При тепловом направлении использования ВЭРэкономия топлива определяется путём сопоставления количества тепла,полученного от использования ВЭР, с технико-экономическими показателямивыработки того же количества и тех же параметров тепла в основныхэнергетических установках. При силовом направлении использования ВЭРвыработка электроэнергии (или механической энергии) сопоставляется сзатратами топлива на выработку электроэнергии (или механической энергии) восновных энергоустановках. При определении экономической эффективности использования ВЭРсопоставляют варианты энергоснабжения, которые удовлетворяют потребностиданного производства во всех видах энергии с учётом использования ВЭР,удовлетворяют те же потребности и без учёта использования ВЭР. Основнымипоказателями сопоставимости этих вариантов служат: создание оптимальных(для каждого из вариантов) условий их реализации; обеспечение одинаковойнадёжности энергосбережения; достижение необходимых санитарно-гигиенических условий и безопасности труда; наименьшее загрязнение окружающей среды. Одно из основных направлений повышения эффективности производства ииспользование энергетических ресурсов в промышленности – увеличениеединичной мощности агрегатов, концентрация производства и созданиеукрупнённых комбинированных технологических процессов. Особенно этоэффективно для технологических процессов с большим выходом тепловых ВЭР,т.е. для предприятий химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажнойи металлургической промышленности. Создание крупных комбинированных производств позволяет использовать ВЭРодних процессов для нужд других, входящих в общий комбинированный комплекс. Заключение. По мере увеличения затрат на добычу топлива и производства энергиивозрастает необходимость в более полном использовании их при преобразованиив виде горючих газов, тепла нагретого воздуха и воды. Хотя утилизация ВЭРнередко связана с дополнительными капитальными вложениями и увеличениемчисленности обслуживающего персонала, опыт передовых предприятийподтверждает, что использование ВЭР экономически весьма выгодно. Нанефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах капитальные вложения вутилизационные установки окупаются в среднем за 0,8 – 1,5 года. Таким образом, повышение уровня утилизации вторичных энергетическихресурсов обеспечивает не только значительную экономию топлива, капитальныхвложений и предотвращения загрязнения окружающей среды, но и существенноеснижение себестоимости продукции нефтеперерабатывающих и нефтехимическихпредприятий.

 

 

И газ, и два, и три

Журнал "Деньги" № 15-16(621-622) от 23.04.2007

ФОТО: АЛЕКСАНДР ДЖИКИЯ

Когда говорят "газ", обычно подразумевают энергоноситель, с поставками которого в соседние страны за последние годы связано немало скандалов. Однако помимо природного газа существует масса других: технических, медицинских, пищевых и прочих газов, про рынок которых знают только специалисты. Конечно, речь идет о несопоставимых с "Газпромом" объемах продаж. Но без этого рынка немыслимы современные металлургия и строительство, медицина и наука, пищевое производство и даже реклама.

Без цвета и запаха
Рассказ о рынке газов стоит начать с наиболее близкого к потребителю продукта -- пропан-бутановой смеси -- топлива дачников и экономных автолюбителей. Что интересно, этот широко используемый населением газ не имеет прямого отношения к другому газу -- метану, который идет по магистральным трубопроводам из России в Европу и горит в конфорках газовых плит городских квартир. В отличие от метана, пропан-бутановая смесь получается в процессе нефтепереработки и является побочным продуктом производства других видов топлива, таких как бензин или солярка.
Основная особенность сжиженных углеводородных газов, таких как пропан-бутан, заключается в том, что они хранятся и транспортируются в жидком, а используются в газообразном состоянии без применения специальной криогенной техники. При обычных условиях углеводородные газы находятся в газообразном состоянии, а при незначительном повышении давления без изменения температуры превращаются в жидкость.
Именно поэтому пропан-бутан -- наиболее удобное и недорогое топливо для бытовых целей. Сама по себе пропан-бутановая смесь не имеет выраженного запаха, поэтому в него, в целях безопасности, добавляют специальные пахучие вещества -- одоранты. Именно запах одорантов принято называть "запахом газа", хотя к газу он не имеет никакого отношения. Из-за стойкости пахучего вещества даже пустой баллон продолжает пахнуть в течение многих лет, что иногда вводит людей в заблуждение.
В розницу пропан-бутан продается на специальных пунктах заправки и обмена бытовых баллонов, некоторые такие пункты располагаются на автомобильных газозаправках. Хотя на многих обычных автомобильных газовых заправках, не оборудованных специальными баллонными пунктами, тоже можно наполнить бытовые газовые баллоны, специалисты там приобретать газ не рекомендуют. Во-первых, баллоны при такой заправке как правило не проверяются на утечку газа, а заправщики не обращают внимания на сроки освидетельствования баллона -- все это делает их эксплуатацию небезопасной. Во-вторых, автомобильная заправочная колонка не позволяет заполнить бытовой баллон как следует: в соответствии с правилами объем жидкого пропан-бутана в баллоне не должен превышать 85% всего объема, остальное пространство внутри баллона должна занимать так называемая "паровая шапка" -- пропан-бутан в газообразном состоянии. Если этим правилом пренебречь и перезаполнить газовый баллон, то при его нагревании (например, на солнце) сжиженному газу некуда будет расширяться и баллон может взорваться. Автомобильные газовые баллоны для предотвращения перелива оснащены специальным отсекателем, позволяющим вовремя остановить процесс заправки, бытовые же баллоны следует заполнять на весах.

 

Помимо привычных баллонов газ может храниться в специальных резервуарах самой разной формы

По словам Максима Данилина, исполнительного директора компании "Промтехгаз", специализирующейся на продаже пропан-бутана, основные потребители их газа в баллонах -- строители и дачники, хотя есть и постоянные покупатели с более экзотическим родом занятий, например воздухоплаватели тепловых аэростатов. Помимо традиционных газовых плит пропан-бутан используется в различных строительных горелках и тепловых пушках. Одно из перспективных направлений -- пропан-бутановые системы, позволяющие отапливать загородные дома, не имеющие подключения к магистральному газу.
Поскольку пропан-бутан -- горючее и взрывоопасное вещество, в отношении его хранения и перевозки действует ряд строгих ограничений. Это заставляет компании выбирать довольно отдаленные от потребителей места базирования, приобретать специальный транспорт с допуском к перевозке опасных грузов, регистрируя его в ГИБДД и согласовывая с МЧС время и маршруты передвижения.
Как считает Максим Данилин, российские правила работы с горючими газами в баллонах гораздо строже европейских или американских. Это, по его словам, сильно мешает бизнесу развиваться: невозможно, как это практикуется в других странах, продавать и обменивать газовые баллоны вблизи крупных торговых центров, где продаются приборы, работающие на газу,-- уличные обогреватели или газовые грили. К тому же строгость правил перевозки делает невыгодным для индивидуального потребителя доставку небольшого количества баллонов: стоимость газа в стандартном 27-литровом баллоне -- около 200 рублей, а его доставка спецтранспортом -- 1500 рублей. Поэтому компания обменивает баллоны на подмосковных дачных участках и заправляет подземные емкости в коттеджных поселках, собирая коллективные заявки.
Бойцы невидимого фронта
В отличие от пропан-бутана другие технические газы хоть и встречаются в быту, имеют в большинстве своем исключительно промышленное применение. По информации специализированного издания "Технические газы", сегодня крупнейшие потребители газов и газовых смесей -- металлургия (17%) и химическая промышленность (14%). Кроме того, газы применяются в машиностроении (11%), в пищевой отрасли (10%), в науке и образовании (6%), а также в медицине и фармацевтике (3%) и в других областях.

 

Для работы с большими объемами газа компаниям необходимо иметь специальную транспортную инфраструктуру

В промышленных технологиях используются особенности химических и физических свойств различных газов: ими нагревают и охлаждают, с их помощью производят желательные и останавливают нежелательные химические реакции, придают особый вкус напиткам, тушат пожары и лечат болезни. Для решения этих и многих других задач в разных отраслях используются кислород, азот, аргон и гелий, водород и ацетилен, углекислый газ и аммиак, а также некоторые редкие газы -- неон, криптон и ксенон. Кроме того, специально под различные технологические процессы производится ряд газовых смесей и соединений.
Как рассказывает Игорь Васильев, директор по развитию компании НИИ КМ, переработчика и поставщика различных технических и специальных газов, основным продуктом на рынке сейчас является кислород -- его доля составляет более 50%. Объясняется это большими потребностями крупнейших потребителей кислорода -- металлургических комбинатов и предприятий машиностроения, где газ используется в процессе выплавки и обработки металла. Кислород широко используют в медицине, в пищевой промышленности и даже в ракетных технологиях как топливный окислитель.
На втором месте по потреблению находится азот. В жидком виде он служит хладагентом в медицине, науке, пищевой отрасли и в различных областях химического производства. В газообразном виде азот используется для создания инертных сред при хранении химической продукции, для опрессовки (проверки герметичности) трубопроводов, как нейтральная среда для стекольных плавильных печей. В пищевой промышленности азот включают в состав газовых смесей для создания модифицированных сред в упаковке, что увеличивает срок хранения продуктов.
Другой нейтральный атмосферный газ -- аргон применяется как инертная среда при выплавке и сварке специальных сортов стали и сплавов, например нержавеющей стали. Наряду с гелием аргон используют как газ, не вступающий в химические реакции при высоких температурах и давлении, замещая им воздушную среду. Гелий также востребован в рекламной индустрии и для оформления праздников -- им наполняют газовые аэростаты и летающие воздушные шары. Молекула гелия мала, поэтому газ очень текучий, что находит применение при поисках течей в герметичном оборудовании. Кислородно-гелиевыми смесями дышат водолазы -- это помогает погружаться на большие глубины. Также гелий незаменим в лазерных технологиях и космической промышленности.
Передел воздуха

 

Одна из проблем газового рынка -- тара. Большинство используемых сейчас баллонов морально и физически устарели

Основным промышленным способом получения технических газов является воздуходеление -- процесс охлаждения при большом давлении атмосферного воздуха с целью разделения его на компоненты. В двух словах процесс выглядит так: воздухоразделительная установка, потребляя энергию, производит жидкий кислород, азот и аргон в тех пропорциях, в которых они содержатся в атмосфере. Которая, собственно, и служит сырьем. Перерабатывая таким образом воздух, можно получить около 78% азота, 20% кислорода и 1% аргона. Содержание других газов в атмосфере крайне мало, поэтому их получают в основном другими способами: гелий -- в процессе нефтегазопереработки, углекислоту -- как побочный продукт при химическом синтезе аммиака, а водород -- электролитическим разложением воды. Нередко газы являются побочным продуктом какого-либо производства: пропан -- нефтепереработки, углекислый газ -- различных процессов брожения, а неоново-гелиевая смесь -- металлургии.
Стоимость любого газа определяется главным образом затратами на его производство и переработку. Именно поэтому редкие газы стоят дороже, чем те, что в больших количествах содержатся в атмосфере, а технические марки с наличием небольшого количества примесей значительно дешевле марок особо чистых, примесей не содержащих.
Качество технических газов -- это прежде всего соответствие нормативам -- ГОСТам и ТУ. Каждая марка того или иного газа должна содержать строго определенный процент примесей, то есть газ должен быть определенной чистоты. Кроме того, на качество сильно влияет тара, в которой газ транспортируется и продается: баллоны и криогенные емкости. Газ может соответствовать стандартам, но если его закачать в грязный (то есть содержащий посторонние вещества) баллон, он уже не будет газом требуемой чистоты. Наличие нежелательных примесей может нарушить технологию, в которой такой газ будет использоваться, поэтому серьезные поставщики уделяют особое внимание проверке баллонов, ставят на н