Родивилина Т.Ю., Иванов В.М. Теплотехника, теплогазоснабже-ние и вентиляция. Часть IV. Газоснабжение: Учебное пособие
Подождите немного. Документ загружается.
серьезные разрушения вплоть до человеческих жертв. Утечка газа
или его неполное сгорание могут вызвать отравление людей,
особенно при плохой вентиляции и неправильном режиме сжигания
газа.
10.2. Неисправности газовых приборов
Важным условием использования газа в бытовых приборах
является полнота сгорания газа, так как продукты горения от плит и
малых водонагревателей поступают непосредственно в помещение
кухонь. От ванных нагревателей, АГВ и некоторых других приборов
продукты горения отводятся наружу. Однако в этом случае при
неудовлетворительном состоянии дымовых и вентиляционных
каналов и неблагоприятных метеорологических условиях не
исключена возможность попадания продуктов горения в помещение.
Для сгорания 1 м
3
газообразного топлива требуется
определенное количество воздуха, зависящее от теплоты сгорания,
т.е. от количества тепла, выделяющегося при полном сгорании
единицы объема газа. Образование и перемешивание газовоздушной
смеси происходит в горелках, в которых воздух инжектируется
струей газа, вытекающей из сопла.
В большинстве горелок бытовых приборов только часть
воздуха, называемого первичным, поступает внутрь горелки. а
остальной воздух (вторичный) - к горящим факелам из окружающего
пространства. Количество первичного воздуха в газовоздушной
смеси, а также условия поступления вторичного воздуха и отвода
продуктов горения предопределяют полноту сгорания.
На рис. 31 приведены различные конструкции конфорочных
горелок. В горелках плит, представленных на рис. 20,а, первичный
воздух регулировался изменением расстояния между соплом и
горелкой путем перемещения последней в кронштейне. Теперь
выпускаются горелки, в которых подача первичного воздуха
регулируется путем поворота специальной заслонки (рис. 20,б).
Поступление первичного воздуха может меняться поворотом
регулятора, расположенного в торцевой части горелки. Горелка не
закрепляется, а устанавливается на металлическую планку, имеющую
гнезда, в которые входят выступы горелок (рис. 20,в).
Некоторыми преимуществами обладают применяющиеся на
этих плитах горелки с двусторонним подводом вторичного воздуха к
факелам, т.е. с дополнительным осевым воздушным каналом (рис.
20,г).
Нормальная картина горения в бытовых приборах
характеризуется короткими и равномерными факелами пламени у
всех отверстий, из которых выходит газовоздушная смесь,
отсутствием желтых (коптящих) языков, устойчивостью положения
отдельных факелов, отсутствием срыва и дрожания факелов.
Желтовато-красный оттенок пламени появляется при недостатке
первичного воздуха. Если первичного воздуха в горелку поступает
слишком много или повышается давление перед горелкой, то горение
газа происходит с шумом, а пламя становится неустойчивым и горит
на некотором расстоянии от горелочных отверстий или полностью
гаснет (отрыв пламени). В результате в воздухе начинает
скапливаться несгоревший газ.
Временно, не производя регулировки первичного воздуха
регулировочным устройством, можно добиться нормального
горения, слегка прикрыв кран перед горелкой.
При проскоке пламени внутрь горелки надо закрыть кран, дать
горелке остыть и включить ее вновь. При повторном проскоке
пламени нужно с помощью регулировочного устройства уменьшить
подачу первичного воздуха. Если ликвидировать проскоки не
удается, следует вызвать слесаря-газовика.
Нарушения в работе газовых горелок плит, водонагревателей и
других приборов могут быть вызваны колебаниями теплоты сгорания
газа, что имеет место в городах, снабжаемых искусственным или
смешанным газом (смесью природного и искусственного газов).
Составы природного газа, как правило, более устойчивы и
колебания их теплоты сгорания обычно не превышают ± 5 %.
Увеличение теплоты сгорания газа приводит к возрастанию
тепловой нагрузки горелки, при этом снижается к.п.д. горелки и
увеличивается содержание окиси углерода в продуктах горения. Это
вызывается тем, что при повышении теплоты сгорания и неизменных
размерах и конструкции горелки снижается количество первичного
воздуха. Процесс горения затягивается, увеличивается высота факела
и ухудшается передача тепла от пламени к посуде.
На работу газовых плит влияние оказывает и состав воздуха
кухонь. При недостаточной вентиляции в воздухе кухонь повышается
содержание углекислого газа, а содержание кислорода уменьшается.
Процесс горения ухудшается, что приводит к повышению
концентрации окиси углерода в воздухе. Это обстоятельство, как
указывалось выше, вредно сказывается на здоровье.
Большое значение имеет расстояние от конфорочных горелок до
дна посуды, а горелок водонагревателей - до стенок огневых камер и
тепловоспринимающих поверхностей. Соприкосновение удлиненных
языков с холодными поверхностями может вызвать неполноту
сгорания газа с образованием окиси углерода.
Для плит это расстояние зависит от концентрации конфорочных
горелок и вида используемого газа. При сжигании природных и
сжиженных газов рекомендуется расстояние в 28 - 32 мм. Некоторое
увеличение расстояния приводит к ухудшению процесса горения, но
одновременно вызывает снижение коэффициента полезного действия
приборов, так как ухудшается использование тепла продуктов
горения.
При пользовании посудой с диаметром, значительно
превышающим диаметр конфорок, нарушается нормальный подвод
достаточного количества вторичного воздуха и выход продуктов
горения. Особенно опасна с этой точки зрения посуда или ведра с
глубоким (относительно нижнего обреза) дном. В таких случаях щель
между посудой и рабочим столом плиты может оказаться полностью
перекрытой.
В водонагревателях неправильное расположение горелки
относительно центра прибора приводит к перегреву и быстрому
выходу из строя стенок огневой камеры.
Устранение неисправностей проточных водонагревателей чаще
всего связано с необходимостью вскрытия прибора, узла автоматики
газовой или водопроводной линии.
Работы выполняются только квалифицированными слесарями-
газовиками, способы устранения неполадок изложены в специальных
пособиях.
Укажем лишь некоторые причины плохой работы
водонагревателей, которые легко определить при внешнем осмотре
прибора.
Если не загорается запальник водонагревателя, то причиной
этого является засорение сопла, излишняя смазка пробки крана или
несоответствие при открытом положении запальника отверстий в
пробке и корпусе блок- крана. Первая из указанных неполадок может
быть устранена прочисткой сопла тонкой металлической
проволочкой или регулировочной иглой. Проверка работы крана
запальника должна выполняться слесарем.
Причиной невключения основной горелки при горящем
запальнике и открытом водозаборе может являться неисправность
термоклапана из-за слабого прогрева или деформации
биметаллической пластины, что легко можно увидеть.
При неполном сгорании газа происходит интенсивное
образование сажи, которая осаждается на ребрах калорифера. Это
приводит к снижению теплопроизводительности водонагревателя, а
также к ухудшению отвода продуктов горения. Раскаленную до
красного цвета сажу можно видеть при работе прибора, если
посмотреть снизу в огневую камеру. Калорифер промывает только
слесарь-газовик.
Часто при работе водонагревателей наблюдается шум, причиной
которого является наличие в водопроводной линии какой-либо
вибрирующей детали, например, сорванного манжета крана,
отогнутого кусочка прокладки. Такие явления бывают и на обычных
водопроводных устройствах, но при распространении вибрации на
водонагреватель, имеющий кожух и другие свободно закрепленные
детали, действие ее резко усиливается.
Устранение шума требует последовательной проверки всей
водопроводной линии от крана на присоединение к водонагревателю
до водоразборного узла на сливе.
10.3. Обслуживание систем газоснабжения. Техника безопасности
при строительстве и эксплуатации систем газоснабжения.
Правила их испытания и приемки
При строительстве и монтаже газопроводов, газовых приборов и
агрегатов должны соблюдаться требования техники безопасности в
строительстве (СНиП 111-4-80), а также нормы и правила
строительного производства, утвержденные Госстроем СССР.
К газоопасным относятся работы, выполняемые при наличии в
окружающей среде газа или при возможности его появления. Работы,
связанные с присоединением к действующим газовым сетям,
ликвидацией утечек газа, ремонтом оборудования на действующих
газопроводах, ГРП и ГРУ, производятся в газоопасной среде.
Работы в газоопасных местах выполняют не менее чем два
слесаря. Место газоопасных работ ограждают и охраняют. Рабочих
снабжают противогазами: при работе в колодцах и котлованах-
шланговыми, при работе в помещениях - изолирующими.
При выполнении работ в колодцах и котлованах рабочие
надевают пояса с веревками, концы которых держат наверху
наблюдающие за производством работ. Работы по присоединению к
действующим газопроводам выполняют организации,
эксплуатирующие газовое хозяйство города, поселка, предприятия.
Газовую резку и сварку действующих газопроводов при ремонте
или присоединении к ним новых газопроводов выполняют при
давлении газа 200 - 1 200 Па, которое проверяют в течение всего
времени работы. Если давление становится ниже или выше
указанных пределов, резку или сварку необходимо прекратить.
Газовую сеть принимает в эксплуатацию комиссия, назначаемая
заказчиком. Комиссия проверяет соответствие газовой сети проекту и
техническим условиям, качество работ, наличие актов на скрытые
работы и проведение испытания, а также состояние арматуры и
оборудования. Приемка в эксплуатацию оформляется актом
специальной формы, к которому должна быть приложена
соответствующая документация.
Документация, предъявляемая при приемке выполненных работ,
должна содержать: проекты с пояснительной запиской и
нанесенными на чертеже изменениями; акты на скрытые работы,
паспорта оборудования и акты испытаний материалов, монтажных
деталей; акт о приемке газовой сети организацией, эксплуатирующей
газовое хозяйство.
В населенных пунктах создается специальная служба
эксплуатации газового хозяйства, которая ведет строгий контроль за
состоянием всех элементов газового хозяйства и за выполнением
“Правил безопасности в газовом хозяйстве”, разработанных
Госгортехнадзором СССР. В службу эксплуатации входят: работники
городского и районного управлений, обслуживающий персонал
отдельных участков и объектов. Эксплуатацию систем
газоснабжения жилых, общественных зданий и отдельных
предприятий, осуществляют бригады специалистов-сантехников,
хорошо знающих газовое хозяйство, правила эксплуатации, ремонта
и техники безопасности.
Для успешной работы эксплуатационный персонал должен
иметь необходимую техническую документацию, исполнительские
чертежи, акты на скрытые работы, акты всех испытаний
трубопроводов и оборудования, инструкции по эксплуатации и т.п.
Газопроводы жилых зданий с установленными газовыми
приборами после монтажа испытывают на герметичность соединений
давлением 400⋅10
-2
кПа, а при использовании сжиженного газа -
давлением 500⋅10
-2
кПа.
Газопроводы низкого давления в жилых и общественных
зданиях испытывают воздухом на прочность при давлении 5 кПа с
подключенными приборами, но без счетчиков. Газопровод считается
выдержавшим испытание на плотность, если падение давления в нем
в течение 5 мин не превышает 200 Па. В производственных зданиях,
где применяют газ низкого давления, газопроводы испытывают на
плотность давлением 1000⋅10
-2
кПа в течение одного часа, при этом
падение давления допускается не более чем на 60⋅10
-2
кПа. Перед
сдачей газовых приборов в эксплуатацию население должно
получить необходимые инструкции о правилах эксплуатации и
технике безопасности (как пользоваться газовыми приборами,
запорной арматурой, о методах и местах обнаружения возможных
утечек газа). Утечка газа обнаруживается по запаху.
Внутренние газопроводы среднего давления до 300 кПа
подвергают испытанию на прочность и плотность воздухом, а
газопроводы высокого давления - выше 300 и до 1 200 кПа -
испытывают на прочность водой, а на плотность - воздухом.
Нормы и продолжительность испытания на прочность и
плотность внутренних газопроводов среднего и высокого давления
приведены в СНиП 2.04.08-87. Выявленные при испытании дефекты
устраняют только после снижения давления в газопроводе до
атмосферного.
Все оборудование и устройства газоснабжения зданий требуют
систематической проверки, наблюдения и профилактического ухода
(осмотра, чистки, покраски масляной краской, регулировки подачи
первичного воздуха в горелки, наличия тяги в вентиляционных
каналах и дымоходах). Неисправные или изношенные дефектные
части отдельных элементов оборудования должны быть
своевременно отремонтированы или заменены новыми.
Периодически необходимо смазывать техническим вазелином краны,
подтягивать накидные гайки, пробки. Газовое оборудование
ремонтируют только после надежного отключения газопровода на
вводе и при соблюдении действующих правил техники безопасности
(включать электрические приборы, курить, зажигать огонь
запрещается).
Работники службы эксплуатации газового хозяйства должны с
особым вниманием относиться к газовым сетям, выполненным из
стальных труб, так как под действием кислорода, углекислоты и
влаги, находящихся в газе, они ржавеют и покрываются слоем
нафталина. Сечение трубопроводов уменьшается, увеличивается
сопротивление движению газа, изменяются давление и пропускная
способность трубопроводов.
Профилактический осмотр газовых плит и скоростных
проточных водонагревателей производят раз в два месяца. Газовые
приборы с автоматическими устройствами (емкостные
водонагреватели, отопительные печи и др.) осматриваются один раз
в месяц.
В процессе осмотра выполняют следующие работы:
1) обмыливание всех соединений, начиная от крана на вводе;
2) смазку запорной арматуры (кранов);
3) проверку креплений труб и работы арматуры газовых
приборов;
4) прочистку сопел у горелок и регулировку подачи первичного
воздуха;
5) проверку автоматики блок-крана, подачи воды и газа в
разных режимах и работы электромагнитного крана;
6) проверку тяги и отсутствия засоров, герметичности
дымоходов и вентиляционных каналов.
Результаты обследования оформляют актом по установленной
форме и заполняют специальные журналы, находящиеся в ДЭЗе или
ЖЭКе, домоуправлениях
Специально подготовленный обслуживающий персонал должен
регулярно по графику проводить профилактическое обслуживание
баллонных и резервуарных установок сжиженного газа.
В задачу обслуживающего персонала входит проверка
состояния газового оборудования, уровня и давления газа, выявление
и устранение утечки во всех соединениях, проверка настройки
регулятора давления (редуктора) газа, проверка исправности
предохранительных клапанов, замена изношенных частей газового
оборудования.
Особое внимание уделяют работе регуляторов давления в
зимнее время при наличии влажного газа и возможности его
замерзания.
Перед пуском и приемкой газовой установки в эксплуатацию
необходимо выполнить тщательный осмотр всех элементов
устройств, наличие окраски, пломбировки регуляторов давления,
произвести контрольную опрессовку газопроводов давлением 4 кПа,
чтобы падение давления не превышало 200 Па, продуть
трубопроводы.
Особое внимание уделяют выполнению инструктажа населения
и вручную под расписку памятки о правилах пользования газовыми
приборами и установками с указанием координат конторы (участка),
управления горгаза и его аварийной службы.
Во избежание несчастных случаев большое значение имеет
выполнение правил техники безопасности.
Необходимо обратить внимание на следующее: систематически
контролировать появление утечки газа, надежно проветривать
помещения, при необходимости применять индивидуальные средства
личной защиты - противогазы ПШ-1 и ПШ-2, немедленно оказывать
первую помощь пострадавшим при отравлении газом и по телефону
вызвать скорую помощь. Пострадавшего следует немедленно
вынести на свежий воздух , при необходимости сделать
искусственное дыхание, дать понюхать нашатырный спирт с
интервалами в 1 - 2 мин, напоить кофе, чаем, положить грелки на
ноги и руки [].
11. НОВЫЕ СОВРЕМЕННЫЕ УСТРОЙСТВА СЕПАРАЦИИ ГАЗА
Для отделения от природного газа твердых и жидких
механических примесей, высокоэффективной его очистки и осушки,
как указано выше, широко используются сепараторы. На кафедре
теплотехники и гидравлики, водоснабжения и водоотведения
(ТГиВВ) АлтГТУ им. И.И.Ползунова под руководством заведующего
кафедрой В.М.Иванова в течение нескольких лет разработаны новые
современные устройства сепарации газа и оптимальные способы
высокоэффективной его очистки.
Инерционный сепаратор предназначен для грубой
(предварительной) очистки природного газа, извлекаемого из
скважин, для отделения от него твердых и жидких механических
примесей.
На рис. 32, на фиг. 1 изображен общий вид инерционного
сепаратора; на фиг. 2 - разрез по А-А фиг. 1.
Инерционный сепаратор работает следующим образом.
Газовый поток, содержащий твердые частицы и конденсат,
попадая из входного патрубка 1 в сепарационный канал 2 двигается
по криволинейной траектории и под действием центробежных сил и
сил инерции частицы различной величины расслаиваются. Более
крупные частицы прижимаются к внешней стенке сепарационного
канала 2, попадая в пристеночный слой, проходят через щели между
жалюзями решетки 6 и под действием гравитационных сил по
отводному каналу 7 выводятся в бункер 5. Мелкие частицы уносятся
газовым потоком в выходной патрубок 4. Вошедшая в бункер 5
вместе с пылью часть газа, изменив направление своего движения на
180°, обогнув висячую перегородку 9, возвращается через
рециркуляционный канал 3 и регулирующую заслонку 8 на
внутреннюю поверхность начала сепарацонного канала 2, увлекая с
собой попавшие в бункер вместе с крупными частицами мелкие.
Движение воздуха в рециркуляционном канале 3 происходит за
счет эжекции его основной массы газа во входном патрубке 1, а
также за счет повышения статистического давления в бункере 5
сепаратора по сравнению с выходным патрубком 4. Для нормальной
работы сепаратора необходимо, чтобы сопротивление обратному
движению воздуха в отводном канале 7 было больше сопротивления
оказываемого движения в рециркуляционном канале 3. Так, при пол-
ностью перекрытом рециркуляционном канале 3 твердые частицы и
конденсат вообще могут не попадать в бункер 5.
По сравнению с аналогичными сепараторами вышеописанный
инерционный сепаратор, предназначенный для грубой очистки,
разработанный на кафедре ТГиВВ АлтГТУ имеет следующие
преимущества:
1) большую эффективность отделения отсепарированных
частиц;
2) может эффективней работать при больших скоростях
газового потока (нет отскока и рекошетирования сепарируе-
мых частиц от жалюзийной решетки);
3) может эффективней работать при большом количестве
твердых частиц и конденсата газового потока
(отсепарированные частицы сразу отводятся в бункер, а не
накапливаются, что исключает взаимный захват и вынос
крупной фракции в выходной патрубок, а тонкой в бункер);
4) за счет того, что жалюзийные решетки могут поворачиваться,
ширина щелей между ними может меняться, а также за счет
прикрытия регулирующей заслонки на рециркуляционном
канале, можно регулировать интенсивность и дисперсный
состав отсепарированных в бункер частиц, а также отделять
тонкую фракцию;
5) вывод тонкой мелкодисперсной фракции на внутреннюю
поверхность сепарационного канала уменьшает вероятность
ее повторного захвата и заноса в бункер, что также повышает
эффективность отделения твердых и жидких частиц.
Центробежный отделитель с конусной сепарационной зоной
предназначен для тонкой очистки потока газа на ГРС.
На рис. 33, на фиг. 1 и 3 изображен центробежный отделитель с
конусной сепарационной зоной, на фиг. 2 и 4 - разрезы А-А и Б-Б, на
фиг. 5 - разрез В-В.
Центробежный отделитель работает следующим образом.
Газ, загрязненный твердыми и жидкими частицами, поступает
через тангенциальный патрубок 4 в камеру ввода 3, а затем в
сепарационную камеру. Газ движется по спирали, при этом
содержащиеся в нем частицы под действием центробежных сил
концентрируются, укрупняясь, на внутренней поверхности полых
полуконусов 1 и 2, и при дальнейшем движении выводятся из
сепарационной зоны через зазор 7, а очищенный газ выходит из
отделителя через выходной патрубок 5.
Газ, выходящий вместе с отсепарированными частицами из
зоны сепарации через зазор 7, возвращается через зазор 3 и повторно
сепарируется.
Высокая степень очистки при изменяющихся расходах газа
обеспечивается за счет переменного сечения по длине сепарационной
камеры. Причем, если отделитель проектируется на максимальный
расход газа, который может уменьшаться, то полые усеченные пол-
уконусы верхнего 1 и нижнего 2 элементов сепарационной камеры
соединены меньшими основаниями так, что площадь поперечного
сечения по длине сепарационной камеры до ее середины убывает, а
затем снова увеличивается.
При этом площадь большего сечения сепарационной камеры
такова, что обеспечивает оптимальную скорость сепарации при
максимальном расходе газа в системе, а площадь наименьшего
сечения обеспечивает такую скорость при минимальном расходе.
Зоны оптимальных скоростей для расходов газа, лежащих в
диапазоне между максимальным и минимальным расходами газа,
будут расположены между большим и меньшим сечениями
сепарационной камеры. Причем, в сепарационной камере образуются
две зоны с оптимальными скоростями (слева и справа от центра), где
идет более эффективное отделение газа от твердых и жидких частиц.
Аналогично устроена сепарационная камера для аппарата,
проектируемого по минимальному расходу, который может
увеличиваться. В этом случае полые усеченные полуконусы
соединяются большими основаниями и площадь поперечного
сечения сепарационной камеры к центру возрастает, что приводит к
уменьшению скорости до оптимальной при увеличении расхода газа.
Центробежный сепаратор с регулируемым щелевым зазором в
сепарационной зоне предназначен для тонкой очистки газа на ГРС.
На рис. 34, на фиг. 1 показан продольный разрез центробежного
сепаратора; на фиг. 2 - поперечный разрез по А-А.
Сепаратор работает следующим образом.