книги из ГПНТБ / Чепель В.М. Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий

Таким образом, 1 кг каменного угля, имеющего теплотворную способность 7000 ккал, равнозначен 1 кг «условного топлива». Если бурый уголь имеет теплотворную способность 3500 ккал!кг, то 1 кг его равнозначен только 0,5 кг «условного топлива» и, на­ оборот, 1 кг «условного топлива» равнозначен 2 кг такого угля. Чтобы перевести газообразное топливо в «условное», нужно раз­

Для того чтобы узнать сколько куб. метров какого-либо газо­ образного топлива необходимо взять для замены 1 кг «условного топлива», нужно разделить 7000 ккал на теплотворную способность данного газообразного топлива (низшую). Так, например, коли­ чество коксового газа, имеющего низшую теплотворную способ­ ность 4300 ккал/нм3 (см. табл. 1), равнозначное 1 кг «условного

топлива», будет ^ qq = 1>Ь нм*.

Предусмотренная в решениях XXI съезда КПСС замена ка­ менного угля газом и нефтью, добыча которых в несколько раз дешевле угля, даст за семилетку экономию средств более 125 млрд, рублей, т. е. столько, сколько выделяется на строитель­ ство электростанций, электрических и тепловых сетей.

Кроме этого обстоятельства и высокой калорийности газооб­ разного топлива, его использование имеет по сравнению с другими видами топлива еще следующие преимущества.

1.Облегчает труд персонала, обслуживающего котлы и печи.

2.Дает возможность широкого применения автоматизации

процесса сжигания топлива.

3. Расширяет возможности интенсификации производствен­ ных процессов, а следовательно, повышает производительность установок.

4.Газовое пламя имеет высокую температуру (1100—1600°).

5.Теплота сгорания горючих газов наиболее хорошо исполь­

зуется, так как поверхность нагрева котлов остается чистой, не покрывается золой; при правильной работе горелок на поверх­ ности нагрева не должно быть и сажи.

8. Помещения, территории дворов предприятий и воздушны бассейн населенных мест не загрязняются топливом и его остат­ ками.

Однако при пользовании горючими газами всегда надо помнить и о их недостатках — ядовитости, способной быть причиной тяже­ лых, нередко смертельных отравлений, н способности образо­ вывать с воздухом взрывоопасные (гремучие) смеси, взрыв которых часто сопровождается большими разрушениями оборудования и помещений, несчастными случаями с людьми, пожаром.

Глава III

ГАЗОВЫЕ СЕТИ И СЕТЕВЫЕ УСТРОЙСТВА Сведения о газоснабжении городов

Успешно осуществляемая газификация многих городов и на­ селенных пунктов СССР позволяет обеспечить газообразиым топ­ ливом бытовые потребности их населения, работу котлов и пе­ чей коммунальных и промышленных предприятий. Таким обра­ зом, газоснабжение коммунальных и промышленных предприя­ тий, расположенных в черте города, осуществляется из городской газовой сети, а поэтому персонал, обслуживающий газовые уста­ новки предприятий, должен иметь представление о ее работе.

Газопроводы газовых сетей, прокладываемые в городах и на­

распределительных газопроводов к потребителям (дворовые га­ зопроводы) и газопроводы на территориях предприятий до вводов их в здания.

Движение газа по газопроводам происходит благодаря тому, что газ находится в них под определенным давлением. Будучи сжат и стремясь расшириться, газ течет по газопроводам в сто­ рону меньшего давления, т. е. в сторону его расхода. Выгоднее транспортировать газ при большом давлении его в газопроводе, так как чем больше давление газа, тем меньше его объем, тем больше его можно передать по газопроводу меньшего диаметра

итем меньше металла пойдет на постройку газопроводов. Однако

сповышением давления газа в газопроводах в случаях утечки газа через возможные неплотности газопровода и арматуры или при его разрыве резко возрастает опасность отравления и взрыва.

По этой причине передача газа под высоким давлением (до 60 атм) допускается только для магистральных газопроводов, по которым газ транспортируется на большие расстояния от места его добычи до газоспабжаемых городов; такие газопроводы про­ кладываются вне населенных мест.

42 Глава I I I

По величине давления газа, допустимого в газопроводах го­ родских газовых сетей, они разделяются на газопроводы низкого, среднего и высокого давлений, независимо от того, являются ли они распределительными, ответвлениями или вводами.

Максимальное давление газа в них, допускаемое правилами Госгазтехинспекции, должно составлять:

Н и з к о е д а в л е н и е — от 0 до 200 мм вод. ст. (0,02 ати, или 0,02 кг/см2), а при условии установки иа каждом вводе в зда­ ние или в каждую квартиру регуляторов давления — до 500 мм

газа к промышленным предприятиям и к газгольдерным станциям,

кг/см2 или ртутными манометрами в миллиметрах ртутного столба. Высокое давление измеряется пружинными манометрами

ватмосферах или кг/см2.

Вжилых домах и помещениях, где возможно присутствие большого числа людей, допускается применение газа только

низкого давления. При возможности снабжения газом жилых и общественных зданий, коммунально-бытовых и промышленных

с ним, или на наружной стене здания в металлическом шкафу. При снабжении газом указанных выше потребителей, от газопро­ водов высокого давления (выше 3 кг/см2) регуляторная установка (станция) должна располагаться только в отдельно стоящем по­ мещении.

Для жилых зданий наиболее употребительными являются регуляторы типа РД (см. рис. 42), они могут устанавливаться на группу зданий, на одно здание или отдельную квартиру.

В топках котлов или печей коммунальных и промышленных предприятий в зависимости от мощности и прочих особенностей установки сжигание газа может быть допущено на низком или среднем давлении (обычно не выше 1 ати). Как показывает опыт эксплуатации газового хозяйства Ленинграда, в целом ряде слу­ чаев целесообразно сжигать в топках котлов и печей газ среднего

давления. Это экономично и способствует большей безопасности работы установок вследствие возможности получения при помощи местной регуляторной станции постоянного давления в газогорелочных устройствах. Однако использование газа низкого давления облегчает применение устройств автоматизации сжига­ ния газа и позволяет организовать в печных установках подогрев воздуха в рекуператорах, что дает экономию газа, превышающую затрату на подачу воздуха в горелки при помощи вентиляторов.

Газоснабжение городов и других населенных пунктов осуще­ ствляется в настоящее время по схеме: газообразное топливо из дальнего газопровода поступает на главную распределитель­ ную станцию, располагаемую обычно за городом. Из нее газ пере­ дается по газопроводам высокого давления, в зависимости от вели­ чины населенного пункта, в одну или несколько газгольдерных станций, также расположенных на окраине снабжаемых ими рай­ онов города.

Газгольдерные станции представляют собой газохранилища, состоящие из стальных сосудов большой емкости (от 130 до 2000 м 3), собранных в одну или несколько секций (батарей) (рис. 6).

Необходимость хранения газа в газгольдерных станциях вы­ зывается тем, что в ночное время город потребляет газа значи­ тельно меньше, чем днем, и излишнее количество газа, поступаю­ щего из дальнего газопровода, направляется на заполнение газ­ гольдеров. Днем же, особенно в утреннее и вечернее время, юэгда потребление газа иа бытовые нужды резко возрастает и количе­ ство поступающего по дальнему газопроводу газа становится недостаточным, запас газа из газгольдеров пополняет недостачу.

Давление газа в газгольдерах поддерживается обычно не свы­ ше 7 ати, а в магистральных газопроводах, питающих газгольдер­ ные станции, правилами Госгязтехинспекции допускается давле­ ние до 12 ати. Из газгольдерной станции газ под давлением до 3 ати направляется в сети среднего давления, распределяю­ щие его по всему снабжаемому данной станцией району города.

Из газопроводов среднего давления газ поступает через рай­ онные регуляторные станции в сети низкого давления, из которых по ответвлениям подается к потребителям — в жилые дома и мелкие коммунальные или промышленные предприятия. Снабже­ ние газом крупных коммунальных и промышленных предприятий производится из распределительных газопроводов среднего или высокого давления.

Газовые сети чаще всего выполняются в виде кольцевых га­

провода выключить только его, без нарушения газоснабжения остальной части кольца. Если прекратится подача газа с одной стороны кольца, газ поступит с другой стороны, с соседнего кольца.

Рис. 6. Газгольдеры:

1 — вертикальный (объем 130 л 3, давление 7 omu); 2 — горизонтальный (объем 2000 л 3, давление 4 omu); 3 и 4 — горизонтальный (объем 277 л 3, давление 7 a?nu); 5 — шаро­ вой не пяти поясов; 6 — шаровой футбольного раскроя (оба по 2140 л 3 п давление 7 amu).

Возможны и другие схемы газоснабжения городов, в част­ ности, такая, которая дана на рис. 7.

Газ по дальнему газопроводу поступает на главную распреде­ лительную станцию, из нее с давлением в 12 ати передается на общую газгольдерную станцию, расположенную на окраине средней части города. Из газгольдерной станции часть газа с да-

влеыием до 1 ати — п сети среднего давления центральной части города, а остальная часть газа с давлением в 6 ати направляется по окраине города в противоположные стороны к его крайним точкам, где расположены районные регуляторные станции, пройдя через которые газ с давлением до 1 ати поступит в сети среднего

Рис. 7. Схема газоснабжения города:

1 — магистральный газопровод; 2 — главпап распределительная сташшя; я — газо­

провод высоного давлении; 4 — газгольдерная станцня; 6 — газопроводы высокого да­ вления — 6 amu; 6 — регуляторпые станции среднего давления; 7 — газопровод сред­

него давления; 8 — регуляторные станции низкого давления; 9 — газопроводы низкого давления.

искусственным газом с местного газового завода, городская га­ зовая сеть может быть одноступенчатая, т. е. распределение газа от завода до потребителей идет при одном только низком давле­ нии, в отличие от описанных выше многоступенчатых схем.

Выше было сказано о неравномерном потреблении газообраз­ ного топлива потребителями города в течение суток. Неравномер­ ность в потреблении газа вызывается тем, что газоснабжение городов имеет первоочередной целью удовлетворение газовым топливом бытовых нужд населения по приготовлению пищи и горячей воды и коммунально-бытовых предприятий. Эти потребите­ ли очень неравномерно потребляют газ не только по часам суток, но и по дням недели и по месяцам года.

Значительно сокращается потребление газа в летнее время вследствие прекращения работы газовых отопительных котель­ ных, выезда части населения из города, повьпиеиия температуры воды, требующей меньше тепла на свое нагревание. Следователь­ но, города потребляют газ неравномерно, и для нормального их газоснабжения необходима подача газа в городскую газовую

сеть в соответствии с потреблением по часам (графиком нагрузки). В городах Киеве, Львове, Саратове и других, снабжаемых при­ родным газом, подача его изменяется путем регулирования отбора из скважин. Однако Такое газоснабжение невозможно для всех городов и населенных пунктов, особенно если они снабжаются искусственным газом с газовых заводов, работающих, как пра­ вило, непрерывно и равномерно.

Вэтом случае для покрытия неравномерности в расходе газа

втечение суток н дней недели необходимы газгольдерные стан­ ции. Дальние газопроводы также являются газгольдерами, на­ капливающими в себе газ за счет повышения его давления в часы малого потребления газа городом. Избыток газа в летние ме­ сяцы может быть использован путем временного перевода котель­ ных промышленных предприятии с твердого топлива на газ или создания запаса газа в подземных хранилищах, для которых могут быть использованы выработанные газовые или нефтяные пласты и другие пустоты в недрах земли.

При обслуживании газовых котельных и л и других установок, работающих на газе, особенно снабжающихся из сетей низкого

давления, нужно учитывать, что благодаря неравномерности в потреблении газа городом, несмотря на работу газгольдерных станций и регулирование подачи газа в городскую сеть, возможны случаи временного снижешш давления газа перед горелками в определенные часы суток и в предпраздничные дни, когда расход газа в быту особенно велнк. А так как понижение и повышение да­

от их назначения и давления находящегося в них газа, как правило, прокладываются в земле. По архитектурным соображениям это является наиболее удобным, несмотря на то, что надземная про­ кладка газопроводов является по стоимости обычно более выгод­ ной. Надземная прокладка газопроводов, особенно целесообраз­ ная при транспортировании сухих газов, т. е. газов, не содержа­ щих в себе водяных паров, применяется в основном на террито­ риях предприятий (о ней будет сказано ниже, в разделе «Дворо­ вые газопроводы»).

между собой производилось при помощи раструбов, т. е. ушире-

ыый, имеющихся на одном из кондов каждой трубы, в которые вставляется узкий конец другой трубы. Уплотнение стыков труб достигалось просмоленной прядыо и заливкой свинцом (рис. 8).

В настоящее время при поступлении сухого природного газа по чугунным газопроводам, просмоленная прядь высыхает, и уплотнение стыков этих газопроводов нарушается, что создает утечки газа. В целях предупреждения утечек газа из стыковых соединений чугунных газопроводов на раструбах устанавливаются дополнительные муфты с резиновыми уплотнительными кольцами.

вызывают большой расход металла на сооружение газопроводов, а плотность их раструбных соединений является ненадежной. Из-за указанных выше недостатков чугунные трубы применяются в настоящее время главным образом только при ремонте старых участков чугунных газопроводов.

Правилами Госгазтехинспекции допускается применение чу­ гунных труб при сооружении газопроводов низкого давления в таких местах, где они не будут подвергаться механическим воз­ действиям (нагрузки, сотрясения). При этом трубы должны быть первого сорта, определенного стандарта, диаметром не менее 150 м м . Основным материалом, употребляемым в настоящее время для сооружения газопроводов, является мягкая малоугле­ родистая сталь марок Ст.2, Ст. 3, Ст. 4, Ст. 10, 15 и 20, имеющих содержание углерода не более 0,27%. Сталь указанных марок отличается прочностью, тягучестью и хорошей свариваемостью, т. е. имеет свойства, необходимые для постройки прочного и плот­ ного газопровода. Трубы, изготовленные из стали, могут быть бесшовные и со сварными швами, причем для газопроводов допускаются только трубы определенного стандарта и первого сорта.

48 Глава I I I

Для сооружения газопроводов среднего давления в помещениях котельных или печных установок коммунальных и промышлен­ ных предприятий допускаются только стальные бесшовные трубы.

Дворовые газопроводы предприятий также должны быть из­ готовлены пз стальных труб.

Для изготовления газопроводов внутри жилых зданий и дру­ гих надземных газопроводов низкого давления разрешается при­ менять водо-газопроводные трубы, называемые обычно «газовыми». Применение их для подземных газопроводов допускается в исклю­ чительных случаях, с особого разрешения.

При сооружении газопроводов соединение труб производится при помощи сварки для всех подземных и надземных газопрово­ дов н газопроводов среднего давления в помещениях котельных н других установок коммунальных и промышленных предприятий.

Соединение труб газопроводов с давлением до 200 мм вод. ст. внутри зданий, в установках коммунально-бытовых и промышлен­ ных предприятий допускается н сваркой, н на резьбе. Сварка газопроводов бывает: электродуговая — ручная п автоматиче­ ская или полуавтоматическая; газовая ручная п автоматическая.

Для того чтобы сварочный шов получился высокого качества, необходимо применять электроды определенных марок, соответ­ ствующих требованиям стандарта и покрытых плотным слоем обмазки, которая, расплавляясь в зоне дуги, образует шлаки н газы, защищающие шов от попадания в него воздуха. Элек­ троды применяются марок Э-42, Э-42-А или других, обеспечиваю­ щих механические качества шва не ниже тех, которые должны да­ вать электроды Э-42. В составе обмазки употребляются материалы: мел, поташ, кварц, крахмал, жидкое натровое стекло н др. Ка­ чество шва зависпт от квалификации сварщика, который должен иметь диплом на право сварки газопроводов. Хорошо выпол­ ненный сварной шов должен быть слегка выпуклым мелкочешуй­ чатым и не иметь дефектов в виде подрезов, трещин, непровара газовых пор, шлаковых включений и др., представленных на рис. 9.

Ручная газовая сварка допускается при сварке газопроводов с наружным диаметром не более 114 мм и предназначенных для работы под давлением газа не выше 3 ати.

Применяемая при газовой сварке присадочная проволока должна быть марок Св-08 или Св-08А и удовлетворять требованиям стандарта; кислород и карбид кальция, служащий для получения ацетилепа, должны быть только I или II сорта и также удовле­ творять требованиям стандарта.

Высокое качество сварки газопроводов обеспечивается:

1)постоянным надзором контролирующего лица на месте работ за процессом стыкования труб и их сварки;

2)механическим испытанием пробного стыка у каждого свар­ щика на каждые 200 сваренных им стыков;