Число Воббе

Это отношение теплоты сгорания газа к корню квадратному из относительной плотности газа. Оно характеризует тепловую мощность, выделяемую при сгорании 1 нормального м³ газа при постоянном давлении. Число Воббе может быть низшим и высшим:

Wо_н =Q_н / кДж/м³ - низшее; Wо_в=Q_в / кДж/м³ - высшее

Если числа Воббе двух различных газов оказываются примерно равными, то они полностью взаимозаменяемы, т.е. их можно использовать в одной и той же горелке без каких либо изменений в её конструкции.

Число Воббе является очень важной характеристикой и входит в перечень основных показателей, которые приводятся в ГОСТ на природные газы. В ГОСТ указываются пределы числа Воббе и его допускаемые отклонения от номинального значения ( 5%).

Токсичность газов

Токсичными примесями горючих газов являются:

СО – окись углерода (угарный газ), очень ядовита. При содержании в воздухе 1% СО смерть наступает через 1 – 2 минуты. По санитарным нормам содержание СО в воздухе рабочей зоны должно быть не более 0,02г/м³, а в воздухе бытовых помещений не более 0,002г/м³. Содержание СО в горючем газе не нормируется, потому что СО составляет основу искусственных газов, а продукт его сгорания – СО₂ – нетоксичен.

H₂S – сероводород – сильный яд, при сгорании образует также токсичный сернистый газ SO₂, они поражают нервную систему, вызывают остановку дыхания и паралич сердца. По санитарным нормам содержание H₂S в воздухе не должно превышать 0,001 г/м³, а в горючем газе 0,02 г/м³. H₂S и SO₂ подвергают коррозии металлы, коррозия усиливается в присутствии влаги.

NH₃ – аммиак, бесцветный газ с запахом нашатырного спирта, очень токсичен, его содержание в воздухе и горючем газе должно быть не более 0,02 г/м³. NH₃ подвергает коррозии бронзовые детали арматуры и оборудования.

Цианистый водород HCN и сероуглерод CS₂ - очень ядовитые, легко испаряющиеся жидкости. Допускается концентрация в воздухе HCN – 0,0003 г/м³, CS₂ – 0,01 г/м³, а в горючем газе 0,05 г/м³ - для обеих примесей; они подвергают коррозии металлы.

Все перечисленные токсичные примеси содержатся в искусственных газах. В природных газах некоторых месторождений содержится H₂S, который извлекается из газа на месте его добычи. По этой причине природные очищенные от H₂S газы нетоксичны, однако, при большой концентрации в воздухе метана и других углеводородов (более 10%), может наступить удушье из-за недостатка кислорода, вытесненного горючим газом. Наиболее токсичными являются искусственные газы, в которых содержится большое количество ядовитых примесей. Например, содержание СО в доменном, генераторном газах доходит до 30%, по этой причине искусственные газы не могут применяться в быту, они используются только на промышленных предприятиях.

Взрываемость горючих газов

Горючие газы в смеси с воздухом могут воспламеняться и гореть или взрываться.

Горение и взрыв представляют собой химические реакции окисления горючих элементов топлива кислородом воздуха, протекающие с большим выделением теплоты, но они протекают в разных условиях и с разной скоростью.

Горение смеси происходит в незамкнутом объеме, например при выходе смеси из горелки, при этом скорость распространения пламени по объему смеси очень мала и не превышает для большинства газов 1 м/с.

Взрыв происходит в замкнутом объеме, заполненном заранее подготовленной газовоздушной смесью, при внесении в этот объем источника огня, при этом происходит мгновенное сгорание смеси, т.к. скорость распространения пламени по объему смеси составляет сотни метров в секунду и может достигать 2000 м/с при детонационном взрыве. При взрыве происходит мгновенное повышение давления примерно в 10 раз, что создает мощную ударную волну, которая разрушает все препятствия на своем пути, т.е. ограждения агрегатов, зданий.

Воспламенение и взрыв возможны только при определенных концентрациях газа в воздухе, следовательно, существует два предела взрываемости: нижний, соответствующий бедной смеси и верхний, соответствующий богатой газовоздушной смеси (концентрационные пределы распространения пламени).

«Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления» устанавливают опасную концентрацию газа – это концентрация (объемная доля газа в воздухе), превышающая 20% от нижнего концентрационного предела распространения пламени (взрываемости). Например, для природного газа, состоящего из метана, опасной концентрацией будет концентрация, превышающая 1%.

Пределом взрываемости называется такая концентрация горючего газа в воздухе, ниже или выше которой не происходит реакция взрыва.

Как видно, нижние пределы взрываемости большинства горючих газов очень малы и обычно не превышают 5%, поэтому необходимо тщательно следить за герметичностью газопроводов, газового оборудования, во избежание утечек газа и не допускать неправильных действий при обслуживании газопроводов и агрегатов.

Пределы взрываемости некоторых горючих газов:

Наименование газа	Пределы взрываемости, %
	Нижний	Верхний
Метан СН4	5	15
Этан С2Н6	3,1	12,5
Пропан С3Н8	2,1	9,5
Бутан С4Н10	1,9	8,5
Водород Н2	4	75
Угарный газ СО	12,5	75
Сероводород Н2S	4,3	45
Аммиак NН3	15	20
Ацетилен С2Н2	2,2	81