ГАЗОВОЕ ОТОПЛЕНИЕ ДОМА ОТ БАЛЛОНОВ
При отоплении дома газовыми баллонами следует учитывать, что эти баллоны необходимо регулярно заправлять, самостоятельно отвозя их на заправку или вызывая для этого специальную службу. Учитывая небольшую емкость баллона в сочетании с необходимостью заправки предпочтительнее использовать для отопления сразу несколько баллонов таким образом, чтобы при отправке большей части баллонов на заправку в доме оставался резерв сжиженного газа, необходимый для отопления дома.
Отопление газом из баллонов подойдет для небольших домов (с маленькой площадью) или помещений или домов для непостоянного проживания. В этом случае газовых баллонов потребуется не много, и их заправку можно будет осуществлять реже. Также газовые баллоны могут стать хорошим временным источником газа до подключения дома к магистральному природному газу.
РАСХОД ГАЗА ПРИ ОТОПЛЕНИИ ДОМА ОТ БАЛЛОНОВ
Приведенные выше расчеты являются усредненными, и сильно зависят от качества утепления дома, тепловых потерь, эффективности всех элементов системы отопления, проекта отопления, по которому произведен монтаж и температуры воздуха снаружи дома.
НЕДОСТАТКИ ГАЗОВОГО ОТОПЛЕНИЯ ОТ БАЛЛОНОВ
Газовые баллоны требуют значительных усилий от жильцов дома для поддержания функциональности системы отопления – их надо регулярно заменять или заправлять, обеспечивать особые условия хранения, соблюдая необходимый температурный режим и уровень вентиляции, соблюдая нормы пожарной безопасности. Чем большую площадь дома необходимо отапливать баллонным газом, тем большее количество баллонов необходимо хранить и обслуживать.
В зависимости от сезона, баллоны заправляются различной смесью газа – летней технической смесью из пропана и бутана (СПБТЛ) и зимней технической смесью из пропана и бутана (СПБТЗ), что также следует учитывать при организации процесса заправок баллонов. Также с особым вниманием следует отнестись к выбору организации, которая будет осуществлять заправку баллонов – от качества используемого газа и процедуры процесса заправки напрямую зависит эффективность работы системы отопления и безопасность места хранения газовых баллонов.
При прочих равных условиях мы рекомендуем вместо отопления дома от баллонов организовать отопление от газгольдера или подключение к центральному газопроводу. Как правило, стоимость подключения к газопроводу сопоставима с установкой газгольдера.
В отличии от баллонов, заправку газгольдера необходимо производить значительно реже, один или два раза в год (в зависимости от объема резервуара и потребления газа), сам процесс заправки занимает не более часа, газ из газгольдера удобно использовать и для отопления, и для бытовых нужд (газовых плит), а расположение емкости газгольдера в земле на участке помогает сэкономить место на участке и обеспечить более высокий уровень безопасности.
Сжиженный газ применение в строительстве
Промышленные газы работают повсюду. Они необходимы в быту, в создании сложнейших машин, в химическом производстве и при обработке пищевых продуктов. И, конечно же, современное строительство никак не может обойтись без них.
Работа с металлоконструкциями: сварка и резка.
Металл, прежде чем превратиться в металлоконструкции, например такие, как каркас для будущего железобетона, должен быть аккуратно нарезан и надежно сварен. Для этого и применяются различные виды газовой резки и сварки.
Собственно газоплавильная сварка – это сплавление разных кусков металла и присадочного материала в одно целое изделие. Для создания необходимой для расплавления металла температуры применяют смесь кислорода с каким-либо горючим газом. Чаще всего сварка и резка различных сортов металла производится с помощью ацетилена, обладающего достаточно высокой температурой сгорания. Чем выше температура сгорания газа в резаке или сварочной горелке, тем легче и ровнее режется металл или быстрее и легче расплавляются края соединяемых деталей, а значит, лучше получается сварной шов. Поэтому немного реже используются газы, дающие в пламени с кислородом несколько меньшие температуры. Это могут быть такие газы, как пропан, метан, водород, бутан или смесь бутана с пропаном.
При газопламенной сварке, то есть сгорании таких смесей на поверхностях свариваемых металлов получается расплав, так называемая сварочная ванна. От того, что происходит в ней, зависит механическая прочность будущего сварного шва. И, поэтому, при любом виде резки или сварки металлов не обойтись без применения специальных сварочных смесей, основанных на инертных газах. Для разных случаев используют разные смеси газов, подобранные в нужных соотношениях. Для сварки стали это разные по соотношениям смеси из углекислого газа, гелия и аргона. При сваривании алюминия применяют смеси только из гелия и аргона.
Такие смеси еще называют защитными, поскольку из укрытой такой смесью сварочной ванны меньше разбрызгивается металл, а сварной шов получается более прочным и однородным. В него не попадают нежелательные примеси атмосферных газов, скорость сварных работ увеличивается. Все это позволяет уменьшить затраты времени на сам процесс сварки и дополнительную обработку получившихся швов. Конечно применение кроме горючих смесей, еще и защитных составов неизбежно удорожает проведение этих работ, но более быстрый и качественный результат, конечно же, оправдывает такие затраты.
Усиление прочности сооружений из бетона с помощью замораживания сжиженным газом.
Все бетоны, а в особенности те сорта, которые основаны на портландцементе, при застывании выделяют тепло. Это же свойство характерно и для относительно нового материала – геополимерного бетона. При определенных условиях, например, если температура окружающей среды достаточно высока, лишнее выделение тепла может ухудшить качество получаемого материала. При неравномерном температурном режиме застывания в бетоне могут образоваться трещины, которые в скором времени расширяясь, разрушат то здание, мост, дамбу или тоннель, которые сделаны из этого строительного материала.
Чтобы предотвратить опасность катастрофы нужно сделать затвердевание бетона быстрым и равномерным. Для этого применяют охлаждение его жидкими азотом или углекислым газом. По сравнению с получаемым положительным результатом затраты на использование сжиженного газа относительно невелики. Чтобы регулировать температуру застывания будущего бетона сжиженными газами охлаждают его компоненты: песок, гравий, цемент, а также и саму бетономешалку. Такой способ позволяет управлять охлаждением, регулируя его температуру. А еще он эффективен и сравнительно недорог.
Как прорубить гору или закрепление грунтов?
В силу своей специфики определенные виды строительных работ без закрепления грунта порой бывают просто невозможны. Для того чтобы не оседали и не осыпались только что созданные стенки тоннеля или не утопала в грунтовых водах техника, копающая шахту или котлован, нужно как-то укрепить грунт, в котором все это делается. Это достигается замораживанием такими сжиженными газами, как азот и углекислый газ. Для этого делается вертикальная промороженная, а потому водонепроницаемая, стенка. Она сдерживает, охраняет рабочую площадку от размыва и разрушения.
Чем глубже становится котлован, тем важнее становится заморозка его стенок. На глубинах более тридцати пяти метров работать без закрепления грунте вообще невозможно. Кроме того, этот вид замораживания отлично справляется и закреплением мелкозернистых, сыпучих пород. В таких случаях намного труднее применять солевой или химический способ.
Замораживание жидкими азотом и углекислым газом удобно еще и тем, что при этом не требуются замораживающие станции и сеть трубопроводов. Сжиженный газ сразу же после доставки на стройплощадку, прямо из цистерн пускают в замораживающие колонки. Это значительно увеличивает скорость и качество этого процесса. Скорость чрезвычайно важна, если рядом есть термальные или минерализованные источники или зона строительных работ окружена быстро фильтрующимися в нее грунтовыми водами. При быстрой заморозке вода не успеет размыть стенки постройки до их более основательного закрепления, например бетоном.
Удобно и то, что газы, применяемые в этой сфере строительной деятельности не токсичны, пожаро — и взрывобезопасны. При этом работа с ними не требует крупных финансовых затрат. После прекращения применения этого способа, грунт быстро оттаивает. При этом не происходит изменения состава и структуры почв.
Интересные сведения о применении газов в строительстве.
Кроме известных способов сварки с применением в качестве защиты инертных газов существует еще и способ сварки в атмосфере углекислого газа. Оттесняя воздух в зоне сварки, он защищает сварной шов от воздействия кислорода и азота. В результате получается ровный, красивый, плотный сварной шов, который, к сожалению, имеет не самые лучшие механические свойства. Углекислый газ, конечно же, дешевле аргона и удобен в использовании, поэтому этот способ применяется там, где прочность может быть не максимальной. Намного чаще применяется защитная смесь углекислого газа с аргоном. Это позволяет повысить качество сварки, одновременно снизив ее цену.
Современное строительство совершенно немыслимо без промышленных газов. Один из самых крупных поставщиков этих газов в Украине — «DP Air Gas».
Использование сжиженного природного газа в производственно-отопительных котельных
Д.т.н. И.Г. Киселёв, профессор, кафедра «Теплотехника и теплосиловые установки», ФГБОУ ВПО Петербургский государственный университет путей сообщения;
В.Г. Заломин, инженер-механик, Linxdatacenter, г. Санкт-Петербург
Введение
В связи с предполагаемым резким повышением платы за вредные выбросы в атмосферу в Центральной дирекции по тепловодоснабжению ОАО «РЖД» принято решение о сокращении использования мазутного топлива в котельных железнодорожного транспорта. В Мурманской области, где проходит часть Октябрьской железной дороги, представлен проект, направленный на снижение мазутозависимости городских и районных котельных, включающий вариант перевода их на сжиженный природный газ (СПГ). Предусматривается строительство завода по производству СПГ в Карелии и газовой инфраструктуры на территории Северо-Западного федерального округа.
Уход от мазута позволит повысить эффективность работы котельных Мурманской области на 40%.
В ближайшее время Россия может стать одним из ведущих производителей и поставщиков на мировой рынок сжиженного природного газа, относительно нового для нашей страны вида альтернативного топлива. Из всего добываемого в мире природного газа более 26% сжижается и транспортируется в жидком виде в специальных танкерах из стран добычи в страны потребителей газа.
Транспортировка и хранение
Крупные танкеры-газовозы, вагоны-цистерны транспортируют большие партии СПГ на специальные терминалы, где газ подвергается регазификации. Исследования и имеющийся опыт показали, что перевозка СПГ в железнодорожных цистернах весьма выгодна. Вакуумная теплоизоляция цистерн удовлетворяет требованиям железных дорог, в том числе экологическим и техники безопасности, срок бездренажного хранения доведен до 40 сут.
Применение СПГ в котельной
На рис. 3 представлен общий вид производственно-отопительной котельной, работающей на СПГ.
Возможности системы хранения, приема и регазификации позволяют обеспечить длительное хранение и выдачу СПГ потребителю, при этом давление газа в системе хранения поддерживается автоматически. Вся система обеспечена приборами визуального и дистанционного контроля давления и уровня, а также предохранительными устройствами, обеспечивающими ее безопасную эксплуатацию.
Основные показатели котельных при применении различных видов топлива и сравнение эффективности использования СПГ, выполненное для условий Северо-Западного региона, представлены в таблице (цены 2010 г.).
| Характеристика | Топливо | |||
| СПГ | Мазут ДТ-ЕВРО-4 | |||
| Низшая теплота сгорания, МДж/кг | 48,4 | 41,3 | 25,0 | 42,2 |
| Среднее значение КПД котельных, % | 92 | 80 | 60 | 89 |
| Удельный расход топлива, кг/Гкал | 95 | 132 | 476 | 110 |
| Отпускная цена топлива, руб./т | 15500 | 13500 | 4000 | 24000 |
| Стоимость производства единицы тепловой энергии (топливная составляющая), руб./Гкал | 1465 | 1776 | 1905 | 2649 |
СПГ обладает наивысшей теплотой сгорания, наивысшим значением КПД котельных установок, средней стоимостью и позволяет получать тепловую энергию дешевле, чем при использовании альтернативных энергоносителей, таких как мазут, уголь, дизельное топливо.
Техника безопасности при использовании СПГ
В случае налива в резервуар СПГ с плотностью, отличающейся от плотности уже хранимого СПГ, может случиться, что обе жидкости не перемешаются, образуя два различных слоя (стратификация СПГ). Это расслоение стабильно, если более плотная жидкость находится на дне. В жидкости образуются две ячейки с независимой циркуляцией. Происходит конвективный обмен, теплота и массы обмениваются на границе двух слоев. Когда плотности жидкости в двух ячейках почти сравниваются, граница раздела исчезает, и жидкости в слоях перемешиваются. Это перемешивание, обычно очень быстрое, сопровождается часто внезапным обильным испарением хранимого СПГ. Чтобы не допустить стратификацию используются устройства перемешивания или выбираются соответствующие способы заполнения резервуара.
Выводы
1. Применение сжиженного природного газа в котельных показало, что СПГ обладает наивысшей теплотой сгорания, наивысшим значением КПД котельных установок, средней стоимостью и позволяет получать тепловую энергию дешевле, чем при использовании альтернативных энергоносителей, таких как мазут.
2. Пути транспортировки газа легко привязываются к котельным, т.к. СПГ можно доставлять (поставлять к котельным) железнодорожным транспортом.
3. СПГ сжигается легче и эффективнее, чем уголь или мазут. Утилизация сбросной теплоты от отходящих газов осуществляется также проще, т.к. топочный газ не загрязнен твердыми частицами или агрессивными соединениями серы. Применение СПГ как топлива сократит вредные выбросы в атмосферу. При проливе топлива он испаряется, а не впитывается в землю.
Литература
1. Киселев И.Г. Теплотехника на подвижном составе железных дорог: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008. 278 с.
2. Бармин И.В., Кунис И.Д. Сжиженный природный газ вчера, сегодня, завтра/под ред. А.М. Архарова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 256 с.
3. Тимофеев В.А. Энциклопедия газовой промышленности (4-ое издание 1990), ред. пер. К.С. Басниев. М.: Акционерное общество ТВАНТ, 1994. 884 с.
4. Бучнев О.А., Саркисян В.А. Перспективы сжиженного природного газа на энергетических рынках // Газовая промышленность. 2005. № 2.
5. Вешицкий В.А. Изотермическое хранение сжиженных газов. Л.: Недра, 1970. 190 с.
6. Ильинский А.А. Транспорт и хранение промышленных сжиженных газов. М.: Химия, 1976.