Файл: Нечаев М.А. Техника безопасности и противопожарная техника в городском газовом хозяйстве учеб. пособие для техникумов.pdf

вых топлив. Это объясняется тем, что они хуже смешиваются с воздухом из-за более низких 'Пределов взрываемое™ и подвер­ гаются одоризации более значительным количеством одоранта, чем природные газы.

Имея большие достоинства, сжиженные углеводородные газы отличаются и повышенными опасными свойствами, делающими особенно важными вопросы техники безопасности и противо­ пожарной техники при хранении, транспортировании и исполь­ зовании этих газов.

Опасные свойства сжиженных газов:

особенно низкие нижние пределы взрываемости (1,7—2% га­ за в .воздухе), что делает более вероятным образование взрыво­ опасных газовоздушных смесей, чем при использовании других газов;

давление сжиженных газов в сетях и у газовых приборов обычно выше, чем при других газовых топливах, вследствие че­ го вероятность и размеры утечек могут быть более значитель­ ными;

у потребителей газа, снабжающихся из резервуаров или баллонов, всегда есть запас сжиженного газа. Это обстоятельст­ во создает повышенную пожарную опасность;

даже небольшое повышение температуры в резервуарах и баллонах со сжиженным газом вызывает заметное повышение давления в них, которое может превысить допустимые вели­ чины;

сжиженные газы в жидком состоянии обладают очень высо­ ким коэффициентом теплового расширения. Пропан, например, при повышении температуры расширяется в 16 раз больше, чем вода. (100 л пропана, измеренные при температуре 4°С, при тем­ пературе 40°С будут занимать объем 112 л. Эту особенность сжиженных газов учитывают при наполнении резервуаров и баллонов, так как переполненные емкости могут быть деформи­

газа никогда не заполняют полностью, оставляя над жидкостью паровую подушку, объем которой должен быть не 'МЄНЄЄ і1б%

шая способность к смешиванию с воздухом обусловливают воз­ можность растекания этих газов и их скопления в низких ме­ стах (подвалах, колодцах, ямах), где возможны воспламенения я взрывы;.

пониженные температуры воспламенения углеводородов сжи­ женных газов (около 450—5ДО°С по сравнению с 650°С для при­ родного газа) создают условия для более легкого их воспламе­ нения и взрывов;

легкая испаряемость углеводородов, находящихся в сжижен­ ном состоянии, причем быстрое их испарение приводит к интен­ сивному поглощению тепла. Это может вызвать обморажива­ ние кожных покровов человека при попадании на них жидких углеводородов;

как и другие газовые топлива, сжиженные газы при недо­ статке воздуха и неполном сгорании образуют окись углерода, которая делает продукты их сгорания ядовитыми;

сжиженные газы не обладают достаточно сильным собствен­ ным запахом, а одоризация их в мелких емкостях затруднитель­ на, поэтому поставка сжиженных газов должна .осуществляться в одорированном виде так, чтобы запах газа ощущался-при его концентрации не выше '/в нижнего предела взрываемости, т. е. при содержании углеводородов в воздухе не более 0,5%.

Однако следует отметить, что из-за значительно более высо­ кой температуры кипения этилмеркаптана по сравнению с про­ паном и бутаном при выдаче газа из емкостей в нем сначала будет мало одоранта, который преимущественно остается в жид­ кой фазе. В дальнейшем количество одоранта в газовой фазе увеличивается. Это создает дополнительные трудности в опре­ делении появления пропана и бутана в воздухе. По этим сооб­ ражениям правила безопасности требуют, чтобы во взрывоопас­ ных помещениях складов и газораздаточных станций сжижен­ ных газов были приборы, сигнализирующие о появлении опас­ ной концентрации газа в воздухе;

при движении сжиженных углеводородов и при падении их струй в наполняемую емкость возникает явление электризации и появляются потенциалы до 3000 в. Эти потенциалы могут привести к появлению искр, что может, в свою очередь, вызвать взрывы;

в длительно эксплуатирующихся емкостях сжиженных газов, содержащих сернистые соединения, могут образовываться пиро­ форные соединения железа и серы, способные самовоспламе­ няться при контакте с воздухом.

§ 2. Воспламеняемость и взрывы газовоздушных смесей

Горение топлива — это процесс быстрого химического соеди­ нения его горючих составляющих частей с кислородом, сопро­ вождающийся выделением тепла и света. Этот процесс протека­ ет при определенных количественных соотношениях участвую­ щих в нем веществ, обусловленных уравнениями химических реакций окисления.

При использовании топлива в горении обычно участвует ат­ мосферный воздух, содержащий на каждый объем кислорода 3,76 объема азота. Поэтому цри расчетах реакций горения необ­ ходимо учитывать наличие азота.

Приведем уравнения реакций горения основных горючих га­ зов с учетом азота воздуха:

само по себе не произойдет и горение не начнется. Оно начнется тогда, когда температура газовоздушной смеси будет не ниже определенной величины, называемой температурой воспламене­ ния, различной для разных горючих газов.

Начавшееся горение газа будет продолжаться лишь при ус­ ловии, если температура в зоне горения не будет снижаться ни­ же температуры воспламенения. Это обеспечивается, когда теп­ ла, выделяющегося при горении, достаточно для нагрева до тем­ пературы воспламенения все новых и новых количеств газовоз­ душной смеси, поступающих к месту горения.

Если горючего газа в смеси-мало, а воздуха слишком мно­ го, то тепло, которое выделилось бы в результате горения, ока­ жется недостаточно для нагрева газовоздушной смеси до тем­ пературы воспламенения. Горение смеси з этом случае продол­ жаться не будет. Если газа будет слишком много, а воздуха в смеси мало, то и в этом случае из-за недостатка воздуха могло бы сгореть слишком малое количество газа, химического тепла которого -будет недостаточно-для поддержания температуры на

называются пределами воспламеняемости, или в других случа­ ях,пределами взрываемости.

Минимальное содержание газа в газовоздушной смеси (в объемных процентах), при котором возможно воспламенение,

.называется нижним пределом воспламеняемости. Максимальное, содержание газа в газовоздушной смеси, выше которого смесь уже не воспламеняется без дополнительного подвода тепла или воздуха извне, называется верхним пределом воспламеняемо­ сти.

Газовоздушная смесь, содержащая газа менее нижнего пре­ дела воспламеняемости, не горит и не взрывается. Смесь с кон­ центрацией газа, соответствующей верхнему пределу воспла­ меняемости, тоже не горит, но она может гореть при подводе из­ вне дополнительного тепла или воздуха.

Если тепло, необходимое для наг.рева газовоздушной смеси, поступает от внешнего источника .нагрева, то величины преде­ лов воспламеняемости расширяются, т. е. нижний .предел умень­ шается, а верхний растет. Если смесь уже подогрета за счет внешнего источника тепла до температуры воспламенения, то такая нагретая газовоздушная смесь может воспламеняться и будет гореть при любом соотношении объемов газа ,и воздуха.

.Значения пределов воспламеняемости зависят не только от температуры, но и от ряда других физических условий состоя­ ния газовоздушной смеси и наличия в газе примесей. Так, с по­ вышением давления, под которым находится газовоздушная смесь, область ее воспламеняемости, т. е. диапазон между ниж­ ним и верхним пределами воспламеняемости, сужается, причем особенно это заметно у окиси углерода. Наличие в газе негорю­ чих балластных примесей также суживает область .воспламе­ няемости.

В табл. 2 приведены величины температур воспламенения и пределов воспламеняемости основных горючих газов.

смеси и могут быть приближенно подсчитаны по формуле ЛеШателье:

Для газов, содержащих значительное количество негорючих (балластных) газов, приведенная формула не даст точных зна­ чений. Для таких газов пользуются более сложными формула­ ми или определяют пределы воспламеняемости опытным путем.

Теплота, выделяющаяся при горении газа, расходуется преж­ де всего на нагрев продуктов сгорания; поэтому чем больше количество последних, тем ниже температура, развивающаяся