Concordo, o combustível azul é muito conveniente e barato. Sua popularidade aumenta o respeito ao meio ambiente e a quase onipresença. Mas você já pensou seriamente sobre por que os gases comprimidos são mantidos em cilindros especiais e como isso afeta a sua segurança?
Neste artigo, você encontrará respostas detalhadas e tecnicamente corretas para essas perguntas. Diremos a você qual é a diferença entre um meio gasoso liquefeito e um análogo comprimido. Iremos familiarizá-lo com as características técnicas dos tanques de gás, com as regras para o seu reabastecimento e transporte.
O conteúdo do artigo:
- Por que os gases são comprimidos e como isso afeta os cilindros?
- Características de design de cilindros de gás
- Aplicação de propano-butano liquefeito
- Cilindros para mistura de propano-butano
- Propriedades PBT e medidas de segurança
- Regras para reabastecimento de botijões de gás domésticos
- Segurança de aquecimento e abastecimento de água quente em um cilindro de gás
- GLP para aquecimento de água
- Conclusões e vídeo útil sobre o tema
Por que os gases são comprimidos e como isso afeta os cilindros?
No estado gasoso, as substâncias não têm uma forma definida, ao contrário dos sólidos. Eles só podem ser armazenados e transportados em recipientes lacrados.
Mas devido à baixa densidade, mesmo uma pequena quantidade de gás por massa ocupa um grande volume. Por exemplo, para transportar apenas 26,9 kg de propano em seu estado gasoso normal, seria necessário um enorme recipiente com um volume de cerca de 14.000 litros.
Propano e butano são os gases mais demandados no setor doméstico. São obtidos durante o refino do petróleo ou separados do petróleo durante sua produção, por exemplo, por meio da tecnologia de fraturamento.
O problema é resolvido comprimindo o gás aplicando pressão externa. Como resultado, sua densidade aumenta e seu volume diminui. Após a compressão, os mesmos 26,9 kg de propano cabem em um recipiente de 50 litros.
Quando comprimidos, gases como propano, butano, amônia, cloro, dióxido de carbono passam para o estado líquido de agregação, por isso são chamados de liquefeitos. Oxigênio, argônio e metano permanecem em estado gasoso e são chamados de gases comprimidos.
Aqui você precisa fazer um esclarecimento de que qualquer converter gases em líquido por compressão, mas a força de pressão deve ser maior e a temperatura deve ser muito mais baixa do que a temperatura normal do ar.
Recipientes comuns não são adequados para gases comprimidos e liquefeitos. Esforçando-se para expandir, o gás irá rapidamente destruí-lo e se libertar, e isso já está repleto de explosões, incêndios, envenenamento e perdas financeiras. Para tanto, utilizam-se vasos especiais com excesso de pressão interna, mais conhecidos como botijões de gás.
Características de design de cilindros de gás
Os requisitos para o projeto de cilindros de gás, incluindo dimensões e espessura da parede, são determinados por padrões técnicos estaduais. Quanto mais pressão é aplicada para comprimir o gás, mais forte deve ser o recipiente.
As conchas dos vasos de metano comprimido usado como combustível para motores de combustão interna são sem costura e consistem em conchas de metal e compostas. Projetado para pressões de até 245 kg / cm2.
Oxigênio e argônio são usados para soldagem. Os cilindros para eles são feitos de acordo com GOST 949-73. O material é carbono ou liga de aço. Com um volume de 20-50 litros, os vasos de aço-liga com paredes de 6 mm de espessura são capazes de suportar uma pressão interna de até 19,6 MPa.
De acordo com o padrão aceito, são pintados de azul com esmalte na parte externa e possuem a inscrição "oxigênio" em preto no corpo. Os vasos de argônio são cinza com a inscrição "argônio limpo" em verde.
Os cilindros soldados de aço para gás liquefeito de petróleo são fabricados de acordo com GOST e atendem aos requisitos de segurança estabelecidos
O propano, o butano e suas misturas estão contidos sob uma pressão de 1,6 MPa em cilindros de aço soldados de cor vermelha. Uma vez que este gás é amplamente exigido para aplicações domésticas e industriais, custa mais do que considerar detalhadamente as características de seu armazenamento e transporte, bem como as regras de segurança no reabastecimento cilindros.
Aplicação de propano-butano liquefeito
Propano-butano técnico (PBT), conforme classifica GOST R 52087-2018, pertence à categoria dos gases liquefeitos de petróleo (GLP). É obtido durante o refino do petróleo. Um aumento relativamente pequeno na pressão é suficiente para a transição do PBT para o estado líquido. Nenhuma queda de temperatura é necessária.
Na temperatura normal do ar, uma diminuição na pressão leva à evaporação do PBT e sua transição para a fase de vapor. Ao encher os botijões, forma-se neles um sistema bifásico constituído simultaneamente por gás liquefeito e seu vapor.
Esta propriedade é uma vantagem sobre outros tipos de gases combustíveis: eles armazenam e transportam a mistura propano-butano na forma líquida, em recipientes compactos; são utilizados imediatamente como gás, sem transformações adicionais, o que confere comodidade adicional ao consumidor.
O gás liquefeito em botijões é entregue aos consumidores por meio de veículos especializados com observância obrigatória das regras de manuseio de mercadorias perigosas
Cilindros com o mesmo volume de propano-butano liquefeito retêm quase 2 vezes mais do que o metano comprimido. Em termos de liberação de calor, o PBT liquefeito também supera o metano comprimido na mesma quantidade volumétrica.
Devido à redução no consumo de metal, os cilindros PBT são mais leves. Tudo isso barateia o transporte, diminui o número de entregas e justifica economicamente o uso da mistura de propano-butano para uso doméstico e industrial.
O PBT é procurado em assentamentos que não têm acesso aos gasodutos principais. Para cozinhar, aquecer água e transportadores de calor em sistemas de aquecimento, é usado por residências, empresas de alimentação e comércio, fazendas, centros recreativos.
Cilindros para mistura de propano-butano
O PBT está em cilindros a uma pressão dez vezes menor do que a necessária para armazenar gases comprimidos. Graças a isso, a tecnologia de produção é simplificada, o consumo de metal dos cilindros é reduzido. No entanto, eles também estão sujeitos a requisitos rigorosos.
Para a mistura propano-butano, são utilizados cilindros de aço soldado com volume de 5, 12, 27, 50 litros, projetados para uma pressão interna de até 1,6 MPa.
Também é possível mantê-los em cilindros compostos projetados para 2,0 MPa. O design, a forma e as dimensões de cada peça do cilindro são determinados por padrões técnicos estaduais.
Os cilindros compostos mais novos com uma vida útil de 20 anos e um período de teste de 5 anos tornaram-se uma alternativa aos cilindros de aço tradicionais.
De acordo com GOST 15860-84, o elemento cilíndrico do cilindro (casca), seu fundo e anéis de apoio são feitos de aço de alta resistência. A superfície deve estar livre de fissuras, cavidades e outros defeitos que reduzam a espessura da parede.
O fundo é fabricado por estampagem a quente ou a frio. Os elementos são conectados uns aos outros por soldagem. Os dispositivos de travamento são instalados no gargalo do cilindro. Para selar completamente a conexão, usa-se chumbo litharge ou chumbo vermelho.
As tampas de segurança podem ser de aço e ferro fundido com conexões rosqueadas ou não. O principal requisito para eles é a capacidade de fornecer proteção confiável para o dispositivo de travamento.
O cilindro completo deve ser:
- durável;
- selado;
- sem deformação.
Por fora, o balão é pintado com esmalte vermelho, resistente às intempéries. O nome do conteúdo "Propano" está escrito em esmalte branco no centro da parte cilíndrica do corpo. A inconsistência da inscrição e da cor com o padrão estabelecido é o motivo da rejeição do cilindro.
Cada cilindro no colar ou pescoço deve ter uma placa de identificação indicando o fabricante, data de fabricação e teste, características técnicas
Por GOST R 55559-2013 um cilindro composto consiste em uma concha de vedação interna (liner) na qual um material composto é enrolado. Outras soluções técnicas também são permitidas. A cor do balão composto também é vermelha.
O cilindro é equipado com válvulas de fechamento e segurança, incluindo dispositivos de segurança contra aumento de pressão e temperatura, o que aumenta sua segurança.
Ao usar cilindros compostos, é necessário levar em consideração o princípio de operação dos dispositivos de segurança. Se o cilindro transbordar ou o gás se expandir devido ao aumento da temperatura, o excesso é descarregado para o exterior. Isso pode levar a um aumento na concentração de gás na sala onde o cilindro está localizado.
Um detector de vazamento com um alarme sonoro, que é montado na parede de uma cozinha ou outra sala gaseificada, ajudará a prevenir o excesso de concentração de gás.
Antes de enviar os cilindros para venda, os fabricantes realizam testes de aceitação. No futuro, os cilindros de aço e compostos devem passar por inspeção técnica a cada 5 anos.
Cada cilindro é fornecido com um passaporte, que indica suas características técnicas e o momento do exame técnico.
Propriedades PBT e medidas de segurança
As propriedades físicas e químicas dos gases determinam não apenas os requisitos para o projeto dos cilindros, mas também as medidas de segurança durante o seu enchimento, transporte e operação.
Um aumento da temperatura externa leva à expansão da fração líquida do propano-butano, portanto, os cilindros podem encher até um máximo de 85% do seu volume. Por exemplo, Garrafa de 50 litros, teoricamente contendo 26,9 kg de propano-butano liquefeito, após o reabastecimento, na verdade, contém cerca de 21 kg. O espaço livre é preenchido com a fase de vapor.
Os limites explosivos inferiores do propano e do butano são, respectivamente, 2,3% e 1,9% do volume da sala, o que torna suas misturas gás-ar extremamente explosivas. Os consumidores e o pessoal dos postos de abastecimento de gás devem excluir a formação de concentrações explosivas e fontes de ignição de PBT.
Encher um cilindro de GLP em mais de 85% pode causar explosão e incêndio, o risco é especialmente alto no período de outono-inverno
As misturas de propano-butano são mais pesadas que o ar e mesmo com pequenos vazamentos podem se acumular em porões e porões em concentrações perigosas. Daí a proibição da instalação de equipamentos a gás nessas instalações.
Esfregue o sabão em pó em um ralador, adicione água, ensaboe com um pincel e aplique a solução de sabão na área do problema - o aparecimento de bolhas indica vazamento de gás.
O propano-butano, assim como o dióxido de carbono, tem um efeito sufocante em humanos e animais quando a concentração de oxigênio no ar cai para 19%. Isso pode levar à deterioração da saúde humana e à morte. O PBT é inodoro, portanto, são introduzidos odorantes para ajudar a determinar sua presença no ar.
Não conformidade medidas de segurança leva a emergências devido ao vazamento de gás e sua ignição. Uma liberação de gás e explosão com a destruição do cilindro também é possível.
Regras para reabastecimento de botijões de gás domésticos
O reabastecimento é realizado em estações especialmente equipadas com pesagem automática obrigatória e corte de gás pelo distribuidor. Isso permite que você controle o grau de preenchimento com alta precisão.
Cilindros não são permitidos para reabastecimento nos seguintes casos:
- válvula ou válvula com defeito;
- não há pressão residual;
- o período da pesquisa está vencido;
- existem defeitos na superfície;
- marcação e coloração não estão em conformidade com GOST.
Em postos de gasolina que não têm uma licença separada e equipamento apropriado, encher cilindros domésticos proibida a nível legislativo.
O equipamento de posto de abastecimento destina-se apenas a cilindros de automóveis equipados com válvulas de corte (multivalves), que não permitem o enchimento acima da norma.
Para reabastecer botijões de gás domésticos, são necessários equipamentos especiais, que diferem dos equipamentos de um posto de gasolina convencional
Deve ser lembrado: se em baixas temperaturas encher o cilindro com propano-butano a mais de 85% e, em seguida, levá-lo para uma sala quente, uma explosão é possível.
Quando em movimento, os cilindros ficam protegidos de quedas e impactos, não são virados de cabeça para baixo com suas tampas. A carga e descarga do veículo são realizadas com o motor desligado.
Segurança de aquecimento e abastecimento de água quente em um cilindro de gás
Na ausência de acesso ao fornecimento centralizado de gás, o gás liquefeito pode ser usado como combustível para sistemas de aquecimento autônomo e aquecedores de água. É mais barato que eletricidade. Ao contrário da lenha, carvão ou gasóleo, não polui o ar com produtos sólidos da combustão, ou seja, é mais amigo do ambiente.
Em vez de botijões em residências, podem ser usados tanques de gás com volume de até 20.000 litros, se não houver problemas para enchê-los.
Ao organizar um sistema de aquecimento e abastecimento de água quente para GLP, é necessário levar em consideração os requisitos do SNiP 42-01-2002.
Além dos cilindros (50 l), o seguinte equipamento é usado:
- aquecedor de água à Gas;
- redutores;
- válvulas de corte;
- componentes de gasodutos;
- radiadores.
A caldeira pode ser de circuito simples ou duplo, mas sempre com queimador para gás liquefeito. Se o gás engarrafado for uma solução temporária e a casa for planejada para ser conectada a um suprimento de gás centralizado, é racional comprar uma caldeira para o gás principal e equipamento adicional para o GLP. A caldeira de circuito duplo fornecerá AQS e aquecimento ambiente ao mesmo tempo.
É possível instalar uma caldeira de condensação de alta eficiência equipada com dois permutadores de calor para aquecimento do meio de aquecimento e abastecimento de água quente. Nesta caldeira, o vapor de água formado durante a combustão do gás é convertido em líquido, o que permite obter energia térmica adicional.
A potência da caldeira é selecionada com base na área da sala aquecida e os modelos com maior eficiência são preferidos.
Vários botijões de gás são conectados a caldeiras a gás, o que aumenta o volume total de gás e estende o intervalo entre reabastecimento
Vários dos cilindros de 50 litros de maior capacidade combinados em uma única bateria são usados ao mesmo tempo. Os cilindros são colocados em armários metálicos ventilados na rua, na parte norte da casa, para evitar o aquecimento por radiação solar. Outra opção é um edifício não residencial independente.
Para evitar que a pressão no sistema caia durante geadas severas, os gabinetes devem ser isolados com materiais não combustíveis e o ambiente deve ser fornecido com aquecimento mínimo.
É importante garantir que a distância da caldeira seja de pelo menos 2 metros e que o equipamento tenha livre acesso para inspeção. Não deve haver fossos de drenagem, porões, porões, valas perto do equipamento de gás. A gaseificação de porões e porões é proibida.
Os cilindros são conectados ao gasoduto através de redutor de gás, que permite regular a pressão do gás quando ele é retirado. Pode ser separado para cada cilindro ou comum para todos.
A cor do redutor deve coincidir com a cor do cilindro, ou seja, ser vermelha (para propano-butano). Não deixe entupir, caso contrário, a pressão pode aumentar e falha do equipamento. Uma vez por semana, a caixa de engrenagens é verificada quanto à gravidade e ao desempenho da válvula de segurança.
Ao combinar cilindros em uma única bateria, é racional usar uma rampa de estabilização de pressão, consistindo de um módulo de conexão, redutor, filtro, válvula, estabilizador
Para criar um gasoduto, são usados tubos de aço com paredes de pelo menos 2 mm de espessura. A seção do tubo que atravessa a parede é colocada em uma caixa protetora. Uma mangueira flexível pode ser usada para conectar ao gasoduto da caldeira. O redutor é conectado ao gasoduto por meio de uma mangueira dura (mangueira de borracha).
Está escrito em detalhes sobre qual mistura de gás é melhor usar para armazenamento em um tanque de gás. no próximo artigo, com o qual recomendamos que você se familiarize.
GLP para aquecimento de água
Colunas de fluxo e aquecedores de água a gás de armazenamento (caldeiras), como caldeiras de aquecimento, são capazes de funcionar com propano-butano. A conversão do gás principal em gás liquefeito também é realizada substituindo os bicos do queimador. À venda encontram-se modelos equipados com conjuntos para GPL do fabricante. A ligação aos botijões de gás é feita através de um redutor.
A coluna está instalada em uma área não residencial com ventilação e exaustor. A distância mínima do aquecedor de água a gás aos objetos circundantes é determinada por normas e deve ser observada por razões de segurança. A instalação no banheiro é proibida.
Equipar caldeiras de água e caldeiras com dispositivos de controle e regulação automáticos aumenta sua eficiência e segurança. Os modelos modernos possuem sistemas de proteção contra superaquecimento e proteção contra acionamento sem água, controle de chama. Display de LED, exibe informações importantes, por exemplo, a temperatura da água que entra nas torneiras.
Conclusões e vídeo útil sobre o tema
Inspeção do cilindro de gás para segurança, vida útil e rejeição:
Os motivos da queda da pressão do gás no sistema a -42 ° C e como combater o congelamento dos cilindros de gás:
Após a compressão, o gás hidrocarboneto está no cilindro a uma pressão elevada e é capaz de se expandir rapidamente com o aumento da temperatura.
O cumprimento das normas de segurança e o uso de botijões de gás que atendam aos padrões estabelecidos ajudam a evitar acidentes. situações e efetivamente usar combustível azul para cozinhar, aquecer instalações e abastecimento de água quente de particulares casas.
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