6. Газообразное топливо

Основным видом газообразного топлива является природный газ газовых и газоконденсатных месторождений. В качестве местного топлива применяются также различные виды искусственных горючих газов - коксовый, доменный, пиролиза нефтепродуктов и др.

Газообразное топливо представляет собой смесь различных горючих и негорючих газов. Основными горючими составляющими большинства газообразных топлив являются предельные углеводороды: метан СН₄, содержание которого в большинстве природных газов составляет 90÷98 % по объёму, этан С₂Н₆, пропан С₃Н₈, бутан С₄Н₁₀, пентан С₅Н₁₂, а также водород Н₂, оксид углерода СО и сероводород Н₂S (в редких случаях и в очень малых количествах). Преобладающее содержание метана в природных газах обуславливает близость их физических свойств и теплотехнических характеристик. Теплота сгорания большинства природных газов находится в сравнительно узком диапазоне . Негорючий балласт газообразного топлива состоит из двуокиси углерода СО₂ , азота, а в некоторых случаях гелия и других газов, однако суммарное их содержание не превышает нескольких процентов. Плотность природных газов близка к плотности основного компонента – метана и изменяется обычно в узких пределах . Перед подачей потребителям природный газ подвергают осушке от паров воды до влагосодержания 0,05÷0,5 г/м³. Если газ содержит сернистые соединения, то их удаляют в процессе его очистки.

В зависимости от месторождения газы подразделяются на три группы:

• сухие газы, не содержащие тяжёлые углеводороды;

• смесь сухого газа и конденсата (фракций, состоящих из бензина, лигроина, керосина и дизельного топлива);

• смесь сухого газа с пропан-бутановой фракцией и газовым бензином (попутные газы).

В зависимости от суммарного содержания тяжёлых углеводородов (от пропана и выше) газы подразделяются на следующие группы:

• сухие или тощие (содержание тяжёлых углеводородов менее 50 г/м³);

• газы промежуточной категории (содержание тяжёлых углеводородов от 50 до 150 г/м³);

• жирные (содержание тяжёлых углеводородов более 150 г/м³).

Эксплуатационные свойства газообразного топлива определяются его токсичностью, взрывоопасностью и плотностью.

Большинство горючих газов и пары жидких топлив содержат токсичные компоненты, среди которых наиболее опасны оксид углерода СО и сероводород Н₂S. В искусственных газах кроме этого могут содержаться в небольших количествах аммиак NH₃, сульфид углерода СS и чрезвычайно токсичный цианистый водород НСN.

Природные и искусственные горючие газы невидимы и почти не имеют запаха (при отсутствии сероводорода), поэтому они очень опасны в случае проникновения их в помещение через неплотности в газопроводах и арматуре. Чтобы своевременно обнаружить присутствие газа в помещениях, к нему добавляют сильно пахучее вещество – одорант. В качестве одоранта обычно применяют сернистые соединения – меркаптаны, чаще всего этилмеркаптан С₂Н₅SН, у которого резкий неприятный запах.

Горючие газы в смеси с воздухом взрывоопасны. Нижним и верхним пределом взрываемости газа называют соответственно наименьшее (от 3 до 6 %) и наибольшее (от 12 до 16 %) содержание его в смеси с воздухом, при котором возможен взрыв. Если концентрация горючего вещества находится в диапазоне между нижним и верхним концентрационным пределом, то смесь газа с воздухом способна взрываться от внешнего источника зажигания. Обогащение воздуха кислородом расширяет концентрационные пределы воспламенения.

В соответствии с ГОСТ 5542-50 (?????) природный газ, подаваемый для коммунально-бытовых нужд, должен отвечать следующим требованиям:

• отклонение от номинальной теплоты сгорания ± 10 %;

• содержание сероводорода – не более 2г на 100м³;

• запах газа должен ощущаться при содержании его в воздухе в количестве 1%;

• содержание кислорода не должно превышать 1% по объёму;

• содержание цианистых соединений в пересчёте на НСN – не более 5г на 1000м³;

• влагонасыщенность газа не должна превышать максимальное насыщение газа при температуре 20ºС зимой и 35ºС летом;

• предельно-допустимая концентрация оксида углерода в воздухе – 2мг/м³.