Kodėl suskystintos ir suslėgtos dujos laikomos balionuose? Talpų rūšys + eksploatavimo taisyklės

Sutikite, mėlynasis kuras yra labai patogus naudoti ir kainuoja nedaug. Jo populiarumą stiprina ekologinis saugumas ir beveik visuotinis prieinamumas. Bet ar kada nors rimtai susimąstėte, kodėl suslėgtos dujos laikomos specialiuose balionuose ir kaip tai veikia jūsų saugumą?

Šiame mūsų pateiktame straipsnyje rasite išsamius, techniškai pagrįstus atsakymus į šiuos klausimus. Mes papasakosime, kuo skiriasi suskystinta dujinė terpė nuo suslėgto analogo. Supažindinsime su techninėmis dujų talpų ypatybėmis, jų pildymo ir gabenimo taisyklėmis.

Kodėl dujos yra suspaudžiamos ir kaip tai veikia balionus?

Dujinėje būsenoje medžiagos neturi apibrėžtos formos, skirtingai nei kietosios medžiagos. Jas galima laikyti ir transportuoti tik hermetiškuose induose.

Tačiau dėl mažo tankio net nedidelis dujų kiekis pagal masę užima didelį tūrį. Pavyzdžiui, norint transportuoti vos 26,9 kg propano įprastoje dujinėje būsenoje, prireiktų milžiniškos talpos, kurios tūris būtų apie 14 000 litrų.

Propanas ir butanas yra paklausiausios dujos komunaliniame ir buitiniame sektoriuje. Jos gaunamos perdirbant naftą arba išskiriamos iš naftos jos gavybos metu, pavyzdžiui, naudojant fracking technologiją.

Problema išsprendžiama suspaudžiant dujas veikiant išoriniu slėgiu. Dėl to jų tankis padidėja, o tūris sumažėja. Po suspaudimo tie patys 26,9 kg propano telpa į 50 litrų tūrio indą.

Suspaudžiant tokios dujos kaip propanas, butanas, amoniakas, chloras, anglies dioksidas pereina į skystą agregatinę būseną, todėl jos vadinamos suskystintomis. Deguonis, argonas, metanas lieka dujinėje būsenoje ir vadinamos suslėgtomis dujomis.

Čia reikia patikslinti, kad bet kokias dujas galima paversti skysčiu suspaudžiant, tačiau slėgio jėga turi būti didesnė, o temperatūra – gerokai žemesnė už įprastą oro temperatūrą.

Suspaustoms ir suskystintoms dujoms įprasta tara netinka. Besistengdamos išsiplėsti, dujos greitai ją sugadins ir išsiverš „į laisvę“, o tai jau gresia sprogimais, gaisrais, apsinuodijimais ir finansiniais nuostoliais. Todėl naudojami specialūs indai su pertekliniu vidiniu slėgiu, geriau žinomi kaip dujų balionai.

Konstrukcinės dujų balionų ypatybės

Dujų balionų konstrukcijos reikalavimus, įskaitant matmenis, sienelių storį, nustato valstybiniai techniniai standartai. Kuo didesnis slėgis taikomas dujoms suspausti, tuo tvirtesnė turi būti talpa.

Indų korpusai suspaustam metanui, naudojamam kaip kuras vidaus degimo varikliams, neturi siūlių ir susideda iš metalinio ir kompozitinio apvalkalo. Jie skirti slėgiui iki 245 kg/cm².

Deguonis ir argonas naudojami suvirinimo darbams. Balionai jiems gaminami pagal GOST 949-73. Medžiaga yra anglinis arba legiruotasis plienas. Turėdami 20-50 litrų talpą, indai iš legiruotojo plieno su 6 mm storio sienelėmis gali atlaikyti vidinį slėgį iki 19,6 MPa.

Pagal priimtą standartą išorėje jie nudažyti mėlyna emale ir ant korpuso turi juodą užrašą «deguonis». Indai argonui yra pilki su žaliu užrašu «argonas grynas».

Plieniniai suvirinti balionai suskystintoms angliavandenilinėms dujoms gaminami pagal GOST ir atitinka nustatytus saugos reikalavimus

Propanas, butanas ir jų mišiniai laikomi 1,6 MPa slėgiu raudonos spalvos plieniniuose suvirintuose balionuose. Kadangi šios dujos yra plačiai naudojamos komunalinėms buities ir pramonės reikmėms, verta išsamiau aptarti jų laikymo ir transportavimo ypatumus, taip pat saugos taisykles pildant balionus.

Suskystinto propano-butano naudojimas

Techninis propanas-butanas (PBT), kaip jį klasifikuoja GOST R 52087-2018, priskiriamas suskystintų angliavandenilinių dujų (SAD) kategorijai. Jis gaunamas perdirbant naftą. Kad PBT pereitų į skystą būseną, pakanka palyginti nedidelio slėgio padidinimo. Temperatūros mažinti nereikia.

Esant normaliai oro temperatūrai, slėgio sumažėjimas sukelia PBT išgaravimą ir jo perėjimą į garų fazę. Pildant balionus, juose susidaro dvifazė sistema, vienu metu sudaryta iš suskystintų dujų ir jų garų.

Ši savybė yra pranašumas prieš kitų rūšių degiasias dujas: propano-butano mišinys laikomas ir transportuojamas kaip skystis, kompaktiškuose induose; naudojamas iš karto kaip dujos, be papildomų keitimų, o tai suteikia papildomų patogumų vartotojui.

Suskystintos kuro dujos balionuose vartotojams pristatomos specializuotu transportu, privalomai laikantis pavojingų krovinių tvarkymo taisyklių.

Į identiško tūrio balionus suskystinto propano-butano telpa beveik 2 kartus daugiau nei suspausto metano. Pagal šilumos išsiskyrimą suskystintas PBT taip pat pranoksta suspaustą metaną, esant vienodam tūriniam kiekiui.

Dėl mažesnės metalo sąnaudos PBT balionai yra lengvesni. Visa tai sumažina transportavimo išlaidas, sumažina pristatymų skaičių ir daro propano-butano mišinio naudojimą komunaliniais-buitiniais ir gamybiniais tikslais ekonomiškai pagrįstą.

PBT yra paklausus gyvenvietėse, neturinčiose prieigos prie magistralinių dujotiekių. Maisto gaminimui, vandens ir šildymo sistemų šilumnešių pašildymui jį naudoja privatūs namų ūkiai, viešojo maitinimo ir prekybos įmonės, ūkininkų ūkiai, poilsio bazės.

Propano-butano mišinio balionai

PBT balionuose laikomas esant slėgiui, kuris dešimtis kartų mažesnis nei reikalingas suspaustoms dujoms laikyti. Dėl to supaprastėja gamybos technologija, sumažėja balionų metalo sąnaudos. Nepaisant to, jiems taip pat keliami griežti reikalavimai.

Propano-butano mišiniui skirti plieniniai suvirinti balionai, kurių tūris 5, 12, 27, 50 litrų, skirti iki 1,6 MPa vidaus slėgiui.

Taip pat galima juos laikyti kompozitinės medžiagos balionuose, skirtuose 2,0 MPa slėgiui. Kiekvienos baliono detalės konstrukcija, forma ir matmenys nustatyti valstybiniais techniniais standartais.

Alternatyva tradiciniams plieniniams balionams tapo naujesni balionai iš kompozitinių medžiagų, kurių tarnavimo laikas 20 metų, o bandymų periodiškumas – 5 metai.

Pagal GOST 15860-84, baliono cilindrinis elementas (korpusas), jo dugnas ir padėkliniai žiedai gaminami iš aukšto stiprumo plieno markių. Paviršius turi būti be įtrūkimų, duobių ir kitų defektų, mažinančių sienelių storį.

Dugnas gaminamas karštojo arba šaltojo štampavimo būdu. Elementai tarpusavyje sujungiami suvirinant. Uždaromieji įtaisai montuojami baliono kaklelyje. Visiškam sandarumui užtikrinti naudojamas švino glitas arba surikas.

Apsauginiai dangteliai gali būti plieniniai ir ketiniai su srieginu arba be sriegio sujungimu. Pagrindinis reikalavimas jiems – gebėjimas užtikrinti patikimą uždaromojo įtaiso apsaugą.

Surinktas balionas turi būti:

• patvarus;
• sandarus;
• be deformacijų.

Išorėje balionas dažomas raudona emale, atsparia atmosferos poveikiui. Turinio pavadinimas „Propanas“ rašomas balta emale centre ant cilindrinės korpuso dalies. Užrašo ir dažymo neatitikimas nustatytam standartui yra pagrindas balionui atmesti.

Kiekvienas balionas ant apykaklės arba kaklo turi turėti paso lentelę, nurodančią gamintoją, pagaminimo ir bandymų datą, technines charakteristikas.

Pagal GOST R 55559-2013 kompozitinis balionas sudarytas iš vidinio sandarinimo apvalkalo (linerio), ant kurio suvyniota kompozicinė medžiaga. Leidžiami ir kiti techniniai sprendimai. Kompozitinio baliono spalva taip pat yra raudona.

Balionas aprūpintas uždarymo ir apsaugine armatūra, įskaitant apsauginius įtaisus nuo slėgio ir temperatūros padidėjimo, o tai padidina jo saugumą.

Eksploatuojant kompozitinius balionus, būtina atsižvelgti į apsauginių įtaisų veikimo principą. Perpildžius balioną arba dujoms plečiantis dėl temperatūros padidėjimo, jų perteklius išleidžiamas laukan. Tai gali padidinti dujų koncentraciją patalpoje, kurioje yra balionas.

Užkirsti kelią dujų koncentracijos perviršiui padės nuotėkio jutiklis su garso signalizacija, kuris tvirtinamas ant sienos virtuvėje ar kitoje dujofikuotoje patalpoje.

Prieš išsiunčiant balionus parduoti, gamintojai atlieka priėmimo ir perdavimo bandymus. Vėliau tiek plieniniai, tiek kompozitiniai balionai kas 5 metus turi būti techniškai patikrinti.

Kiekvienas balionas turi pasą, kuriame nurodomos jo techninės charakteristikos ir techninės apžiūros terminai.

PBT savybės ir saugumo priemonės

Fizinės ir cheminės dujų savybės lemia ne tik reikalavimus balionų konstrukcijai, bet ir saugos priemones juos pildant, transportuojant ir eksploatuojant.

Išorinės temperatūros padidėjimas sukelia propano-butano skystosios frakcijos plėtimąsi, todėl balionus leidžiama užpildyti ne daugiau kaip 85% jų tūrio. Pavyzdžiui, 50 litrų balionas, teoriškai talpinantis 26,9 kg suskystinto propano-butano, po užpildymo faktiškai turi apie 21 kg. Laisva erdvė užpildoma garų faze.

Apatinės sprogimo ribos propanui ir butanui atitinkamai yra 2,3% ir 1,9% patalpos tūrio, todėl jų dujų-oro mišiniai yra itin sprogūs. Vartotojai ir dujų užpildymo stočių personalas turi užkirsti kelią sprogimui pavojingų koncentracijų ir PBT uždegimo šaltinių susidarymui.

Baliono užpildymas SND daugiau nei 85% gali sukelti sprogimą ir gaisrą, ypač didelė rizika rudens-žiemos laikotarpiu.

Propano-butano mišiniai yra sunkesni už orą ir net esant nedideliems nuotėkiams gali kauptis rūsiuose ir cokoliniuose aukštuose pavojinga koncentracija. Iš čia draudimas įrengti dujų įrangą tokiose patalpose.

Įtrinkite ūkinį muilą trintuve, įpilkite vandens, suputokite šepetėliu ir užtepkite muilo tirpalo ant probleminės vietos – burbuliukų atsiradimas rodo dujų nuotėkį.

Propanas-butanas, kaip ir anglies dioksidas, žmogui ir gyvūnams daro ne apsinuodijantį, o dusinantį poveikį, kai deguonies koncentracija ore sumažėja iki 19%. Tai gali sukelti žmonių sveikatos pablogėjimą ir mirtį. Propanas-butanas neturi kvapo, todėl į jo sudėtį įterpiami odorantai, padedantys nustatyti jo buvimą ore.

Saugos priemonių nesilaikymas lemia avarines situacijas dėl dujų nuotėkio ir jų užsiliepsnojimo. Taip pat galimas dujų išmetimas ir sprogimas, sunaikinantis balioną.

Buitinių dujų balionų pildymo taisyklės

Pildymas atliekamas specialiai įrengtose stotyse, privalomai automatiškai sveriant ir dujas dozatoriumi atskiriant. Tai leidžia labai tiksliai kontroliuoti pripildymo laipsnį.

Balionai neleidžiami pildyti šiais atvejais:

• sugedęs vožtuvas arba sklendė;
• nėra liekamojo slėgio;
• pasibaigęs patikrinimo terminas;
• yra paviršiaus defektų;
• ženklinimas ir dažymas neatitinka GOST.

Automobilių dujų degalinėse, neturinčiose atskiros licencijos ir atitinkamos įrangos, buitinių balionų pildymas yra uždraustas įstatymų lygmeniu.

AGDS įranga skirta tik automobilių balionams, turintiems atskyrikliais (multivožtuvais), kurie neleidžia pripildyti virš normos.

Buitinių dujų balionų pildymui reikalinga speciali įranga, kuri skiriasi nuo įprastos AGDS įrangos

Reikia atsiminti: jei esant neigiamai temperatūrai balionas pripildomas propanu-butano daugiau nei 85%, o vėliau įnešamas į šiltą patalpą, galimas sprogimas.

Perkėlimo metu balionai saugomi nuo kritimo ir smūgių, neapverčiami dangteliais žemyn. Pakrovimas ir iškrovimas iš automobilio atliekamas išjungus variklį.

Šildymo ir karšto vandens tiekimo saugumas naudojant balionines dujas

Jei nėra prieigos prie centralizuoto dujų tiekimo, kaip kuras autonominėms šildymo sistemoms ir vandens šildytuvams gali būti naudojamos suskystintos dujos. Jos pigesnės nei elektra. Skirtingai nuo malkų, anglies ar dyzelino, jos neteršia oro kietais degimo produktais, todėl yra ekologiškesnės.

Vietoj balionų privačiuose namų ūkiuose galima naudoti gazgolderius, kurių talpa iki 20 000 litrų, jei nekils problemų dėl jų pildymo

Organizuojant šildymo ir karšto vandens tiekimo sistemą, naudojančią suskystintas dujas (SGD), būtina atsižvelgti į SNiP 42-01-2002 reikalavimus.

Be balionų (50 l) naudojama ši įranga:

• dujinis katilas;
• reduktoriai;
• uždarymo armatūra;
• dujotiekio komponentai;
• radiatoriai.

Katilas gali būti vienos ar dviejų kontūrų, tačiau privalomai su degikliu suskystintoms dujoms. Jei balioninės dujos yra laikinas sprendimas ir namą planuojama prijungti prie centralizuoto dujų tiekimo, racionalu nusipirkti katilą magistralinėms dujoms ir papildomą įrangą SND. Dviejų kontūrų katilas vienu metu užtikrins ir karšto vandens tiekimą, ir patalpų šildymą.

Galima įrengti aukšto efektyvumo kondensacinį katilą, turintį du šilumokaičius šilumnešio šildymui ir karšto vandens tiekimui. Tokiame katile degant dujoms susidaręs vandens garas virsta skysčiu, o tai leidžia gauti papildomos šiluminės energijos.

Katilo galia parenkama atsižvelgiant į šildomų patalpų plotą ir pirmenybė teikiama modeliams su didesniu naudingumo koeficientu.

Prie dujinių katilų prijungiami keli dujų balionai, todėl padidėja bendras dujų tūris ir pailgėja intervalas tarp pildymų.

Vienu metu naudojami keli talpiausi 50 litrų balionai, sujungti į vieną bateriją. Balionai statomi metalinėse, vėdinamose spintose lauke, šiaurinėje namo pusėje, kad būtų išvengta saulės spindulių įkaitimo. Kitas variantas – atskira negyvenamoji patalpa.

Kad per didelius šalčius slėgis sistemoje nenukristų, spintas reikia izoliuoti nedegiomis medžiagomis, o patalpoje užtikrinti minimalų šildymą.

Svarbu užtikrinti, kad atstumas nuo katilo būtų ne mažesnis kaip 2 metrai ir prie įrangos būtų laisvas patekimas apžiūrai. Šalia dujų įrangos neturi būti nuotekų duobių, rūsių, rūsinių patalpų, griovių. Rūsių ir cokolinių patalpų dujofikacija draudžiama.

Balionai prie dujotiekio prijungiami per dujų reduktorių, kuris leidžia reguliuoti dujų slėgį jas imant. Jis gali būti atskiras kiekvienam balionui arba bendras visiems.

Reduktoriaus spalva turi atitikti baliono spalvą, t. y. būti raudona (propanui-butui). Nereikia leisti jo užsikimšti, antraip gali padidėti slėgis ir sugesti įranga. Kartą per savaitę reduktorius tikrinamas dėl savaiminio dujų tekėjimo ir apsauginio vožtuvo veikimo.

Sujungiant balionus į vieną bateriją, racionalu naudoti rampos slėgiui stabilizuoti, kurią sudaro jungimo modulis, reduktorius, filtras, vožtuvas, stabilizatorius.

Dujotiekiui sukurti naudojami plieniniai vamzdžiai su sienelėmis, kurių storis ne mažesnis kaip 2 mm. Vamzdžio atkarpa, einanti per sieną, dedama į apsauginį gaubtą. Prie dujotiekio šildymo katilui prijungti gali būti naudojama lanksti jungtis. Reduktorius prie dujotiekio prijungiamas dėričio žarna (guminiu audiniu rankove).

Apie tai, kokį dujų mišinį geriau naudoti laikymui dujų rezervuare, išsamiai parašyta kitame straipsnyje, su kuriuo rekomenduojame susipažinti.

SND vandens šildymui

Srautiniai vandens šildytuvai ir akumuliaciniai dujiniai vandens šildytuvai (boileriai), kaip ir šildymo katilai, gali veikti naudodami propaną-butaną. Perjungimas iš magistralinių dujų į suskystintas dujas taip pat atliekamas keičiant degiklio purkštukus. Parduodami modeliai, kuriuos gamintojas komplektuoja su SND rinkiniais. Prijungimas prie dujų balionų atliekamas per reduktorių.

Dujinis vandens šildytuvas įrengiamas negyvenamoje patalpoje su ventiliacija ir traukos sistema. Minimalus atstumas nuo dujinio vandens šildytuvo iki aplinkinių objektų yra nustatytas normatyvais, ir jo būtina laikytis saugumo sumetimais. Įrengimas vonios kambaryje draudžiamas.

Vandens šildytuvų ir katilų aprūpinimas automatinio valdymo ir reguliavimo prietaisais padidina jų efektyvumą ir saugumą. Šiuolaikiniuose modeliuose yra apsaugos nuo perkaitimo ir įsijungimo be vandens sistemos, liepsnos buvimo kontrolė. LED ekranas rodo svarbią informaciją, pavyzdžiui, vandens, patenkančio į čiaupus, temperatūrą.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Dujų baliono saugos, tarnavimo laiko patikrinimas ir atmetimas:

Dujų slėgio sistemoje kritimo priežastys esant -42°C ir kovos su dujų balionų užšalimu būdai:

Po suspaudimo angliavandenilio dujos balione yra esant padidintam slėgiui ir gali smarkiai išsiplėsti didėjant temperatūrai.

Saugos taisyklių laikymasis ir nustatytus standartus atitinkančių dujų balionų naudojimas padeda išvengti avarinių situacijų ir efektyviai naudoti mėlynąjį kurą maisto gaminimui, patalpų šildymui ir karšto vandens tiekimui privačiuose namuose.

Papasakokite, kaip naudojate balionines dujas sode arba užmiesčio name. Palikite, prašome, komentarus, užduokite klausimus, skelbkite nuotraukas žemiau esančioje bloko formoje. Dalinkitės vertinga informacija straipsnio tema, kuria verta pasidalinti su svetainės lankytojais.