ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ
Природные газы лишены цвета, запаха, вкуса.
Горючие газы, которые используются в котельных, имеют ряд показателей, к которым можно отнести: состав, теплота сгорания, плотность, температура горения и воспламенения, границы взрываемости и давление при взрыве.
В основном природные газы происхождением из газовых месторождений состоят из метана на 82-98 % и других углеводородов.
Горючий газ в своем составе имеет горючие и негорючие вещества. Углекислый газ, кислород, азот и водяной пар относят к негорючим газам, а углеводороды, водород, сероводород – к горючим. При получении газа из него извлекают токсичный газ - сероводород, количеством на тот момент не более 0,02 г/м3.
За теплоту сгорания принимается тепло, которое получают при полном сгорании 1 м3 газа. Единица измерения теплоты сгорания ккал/м3, кДж/м3 газа. Высшей теплотой сгорания является та, при которой учитывается затраченное тепло на конденсацию водяных паров, находящихся в дымовых газах; низшей теплотой сгорания, при которой это тепло в расчет не берется. Чаще в расчетах используют низшую теплоту сгорания топлива, по причине высокой температуры уходящих газов в топливопитающих устройствах по равнению с температурой, при которой осуществляется конденсация водяных паров.
Плотность вещества – это отношение массы вещества к объему этого вещества, единица измерения - кг/м3. Плотность природного газа полностью зависит от его состава и находится в пределах от 0,73 до 0,85 кг/м3.
Одной из главных особенностей горячего газа является жаропроизводительность.
Жаропроизводительность - это максимальная температура, получаемая при полном сгорании газа, при наличии необходимого количества воздуха для горения, соответствующего химическим формулам горения, и при изначально нулевой температуре газа и воздуха.
Жаропроизводительность природных газов достигает 2 000-2 100 °С, метана - 2 043 °С. Температура горения в топках значительно ниже жаропроизводительности и зависит от условий сжигания.
Температура воспламенения - это температура топливовоздушной смеси, при которой смесь загорается самостоятельно, без источника воспламенения. Для природного газа предел не выше 645-700 °С.
Границы взрываемости.
Газовоздушная смесь, в которой количество газа доходит до 5 % - не горит; которое находится в пределах 5 - 15 % - взрывается; больше 15 % - горит при подаче воздуха.
При взрыве давление природного газа достигает 0,8—1,0 МПа.
Т.к. природный газ не имеет запаха, для определения утечки его одоризируют, т.е. придают ему индивидуальный запах. Осуществляеют одоризацию путем использования этилмеркаптана. Принятая норма одоризации 16 г на 1 000 м3 газа. Приисходит одоризация непосредственно на газораспределительных станциях (ГРС). Попадание в воздух 1 % природного газа определяется его запахом. Средняя норма этилмеркаптана для одоризации природного газа, в городских сетях, должна составлять 16 г на 1 000 м3 газа.
По сравнению с твердым и жидким топливом природный газ выигрывает благодаря своим особенностям:
- легкий способ добывания и транспортировки, соответственно относительная дешевизна;
- высокая теплота сгорания;
- облегчаются условия автоматизации рабочих процессов;
- не требуется подготовки топлива к сжиганию;
- облегчается труд обслуживающих работников и улучшение санитарно-гигиенических условий его работы;
- отсутствие золы и выноса твердых частичек в атмосферу.
Использование природного газа требует особой внимательности и осторожности, по причине возможных утечек в местах присоединения арматуры и через неплотности в соединениях газопровода.
Важно знать, что наличие в помещение более 20 % газа приводит к удушью, а при его скоплении в закрытом объеме от 5 до 15 % может вызвать взрыв газовоздушной смеси. Неполное сгорание несет за собой образование токсичного угарного газа СО, который даже при небольших концентрациях приводит к отравлению.
