Prečo sa skvapalnené a stlačené plyny skladujú vo fľašiach? Druhy nádob + pravidlá prevádzky

Súhlasíte, modré palivo je veľmi pohodlné na používanie a stojí lacno. Jeho popularitu posilňuje ekologická bezpečnosť a prakticky všadeprítomná dostupnosť. Ale zamysleli ste sa niekedy vážne nad tým, prečo sa stlačené plyny uchovávajú v špeciálnych fľašiach a ako to ovplyvňuje vašu bezpečnosť?

V nami predloženom článku nájdete podrobné, technicky odôvodnené odpovede na tieto otázky. Povieme vám, v čom je rozdiel medzi skvapalneným plynným prostredím a stlačeným analógom. Oboznámime vás s technickými vlastnosťami nádob na plyn, s pravidlami ich plnenia a prepravy.

Prečo sa plyny stláčajú a ako to ovplyvňuje fľaše?

V plynnom stave látky nemajú určitý tvar na rozdiel od pevných telies. Skladovať a prepravovať ich možno len v hermeticky uzavretých nádobách.

Ale kvôli nízkej hustote aj nepatrné množstvo plynu z hľadiska hmotnosti zaberá veľký objem. Napríklad na prepravu len 26,9 kg propánu v jeho bežnom plynnom stave by bola potrebná obrovská nádoba s objemom asi 14 000 litrov.

Propán a bután sú najviac žiadané plyny v komunálno-bytovej sfére. Získavajú sa pri spracovaní ropy alebo sa uvoľňujú z ropy počas jej ťažby, napríklad technológiou frakovania.

Problém sa rieši stlačením plynu pôsobením vonkajšieho tlaku. V dôsledku toho sa jeho hustota zvyšuje a objem zmenšuje. Po stlačení sa všetkých rovnakých 26,9 kg propánu zmestí do nádoby s objemom 50 litrov.

Pri stláčaní také plyny ako propán, bután, amoniak, chlór, oxid uhličitý prechádzajú do kvapalného skupenstva, preto sa nazývajú skvapalnenými. Kyslík, argón, metán zostávajú v plynnom stave a nazývajú sa stlačenými plynmi.

Tu treba spresniť, že je možné ľubovoľné plyny premeniť na kvapalinu stlačením, ale sila tlaku pritom musí byť vyššia a teplota – výrazne nižšia ako normálna teplota vzduchu.

Pre stlačené a skvapalnené plyny sa bežné nádoby nehodia. Pri snahe expandovať plyn ich rýchlo zničí a unikne „na slobodu“, čo so sebou prináša riziko výbuchov, požiarov, otráv a finančných strát. Preto sa používajú špeciálne nádoby pod vnútorným pretlakom, známejšie ako plynové fľaše.

Konštrukčné vlastnosti plynových fliaš

Požiadavky na konštrukciu plynových fliaš vrátane rozmerov, hrúbky stien určujú štátne technické normy. Čím väčší tlak sa použije na stlačenie plynu, tým pevnejšia musí byť nádoba.

Telesá nádob na stlačený metán používaný ako palivo pre spaľovacie motory nemajú švy a pozostávajú z kovového a kompozitného plášťa. Sú navrhnuté na tlak až 245 kg/cm².

Kyslík a argón sa používajú na zváracie práce. Fľaše na ne sa vyrábajú podľa GOST 949-73. Materiálom je uhlíková alebo legovaná oceľ. S objemom 20 – 50 litrov sú nádoby z legovanej ocele s hrúbkou stien 6 mm schopné vydržať vnútorný tlak až 19,6 MPa.

Podľa prijatej normy sú zvonku natreté smaltom na modro a na tele majú čierny nápis „kyslík“. Nádoby na argón sú sivé so zeleným nápisom „argón čistý“.

Oceľové zvárané fľaše na skvapalnený uhľovodíkový plyn sa vyrábajú podľa GOST a spĺňajú stanovené bezpečnostné požiadavky

Propán, bután a ich zmesi sú uchovávané pod tlakom 1,6 MPa v oceľových zváraných fľašiach červenej farby. Keďže je tento plyn široko využívaný na komunálne, domáce a priemyselné účely, stojí za to podrobnejšie preskúmať vlastnosti jeho skladovania a prepravy, ako aj bezpečnostné pravidlá pri plnení fliaš.

Použitie skvapalneného propán-butánu

Propán-bután technický (PBT), ako ho klasifikuje GOST R 52087-2018, patrí do kategórie skvapalnených uhľovodíkových plynov (SUG). Získava sa pri spracovaní ropy. Na prechod PBT do kvapalného stavu postačuje relatívne malé zvýšenie tlaku. Zníženie teploty sa nevyžaduje.

Pri normálnej teplote vzduchu vedie zníženie tlaku k odparovaniu PBT a jeho prechodu do plynnej fázy. Pri plnení fliaš v nich vzniká dvojfázový systém pozostávajúci súčasne zo skvapalneného plynu a jeho pary.

Táto vlastnosť je výhodou oproti iným druhom palivových plynov: propán-butánová zmes sa skladuje a prepravuje ako kvapalina v kompaktných nádobách; používa sa však okamžite ako plyn bez dodatočných úprav, čo poskytuje spotrebiteľovi ďalšie výhody.

Skvapalnený palivový plyn v plynových fľašiach sa dodáva spotrebiteľom na špecializovanej automobilovej doprave s povinným dodržaním pravidiel nakladania s nebezpečnými nákladmi.

Do plynových fliaš identického objemu skvapalneného propán-butánu sa zmestí takmer 2-krát viac ako stlačeného metánu. V uvoľňovaní tepla skvapalnený PBT tiež prekonáva stlačený metán pri rovnakom objemovom množstve.

Vďaka zníženiu kovovej náročnosti majú fľaše na PBT menšiu hmotnosť. To všetko znižuje náklady na prepravu, skracuje počet dodávok a robí používanie propán-butánovej zmesi v komunálno-bytových a výrobných účeloch ekonomicky opodstatneným.

PBT je žiadaný v obývaných sídlach, ktoré nemajú prístup k hlavným plynovodom. Na varenie jedla, ohrev vody a teplonosných látok v vykurovacích systémoch ho používajú súkromné domácnosti, podniky verejného stravovania a obchodu, farmárske hospodárstva, rekreačné základne.

Fľaše pre propán-butánovú zmes

PBT sa nachádza vo fľašiach pri tlaku, ktorý je desiatky krát nižší, ako je potrebný na skladovanie stlačených plynov. Vďaka tomu sa zjednodušuje výrobný proces, znižuje sa kovová náročnosť fliaš. Napriek tomu sa na ne tiež kladú prísne požiadavky.

Pre propán-butánovú zmes sú určené oceľové zvárané fľaše s objemom 5, 12, 27, 50 litrov, dimenzované na vnútorný tlak do 1,6 MPa.

Tiež je možné ich skladovanie v fľašiach z kompozitného materiálu, dimenzovaných na 2,0 MPa. Konštrukcia, tvar a rozmery každej časti fľaše sú určené štátnymi technickými normami.

Alternatívou k tradičným oceľovým fľašiam sa stali novšie fľaše z kompozitných materiálov s životnosťou 20 rokov a s frekvenciou skúšok 5 rokov.

Podľa GOST 15860-84 sa valcový prvok fľaše (plášť), jeho dno a podkladové krúžky vyrábajú z vysoko pevných druhov ocele. Povrch musí byť bez trhlín, jamiek a iných defektov, ktoré znižujú hrúbku stien.

Dno sa vyrába horúcim alebo studeným lisovaním. Navzájom sa prvky spájajú pomocou zvárania. Uzavieracie zariadenia sa inštalujú do hrdla fľaše. Na úplné utesnenie spoja sa používa olovený glét alebo minium.

Bezpečnostné kryty môžu byť oceľové a liatinové so závitovým alebo bezzávitovým spojením. Hlavnou požiadavkou na ne je schopnosť zabezpečiť spoľahlivú ochranu uzavieracieho zariadenia.

V zmontovanom stave musí byť fľaša:

• pevná;
• hermetická;
• bez deformácií.

Zvonka sa fľaša natiera červenou farbou, odolnou voči poveternostným vplyvom. Názov obsahu „Propán“ sa píše bielou farbou v strede valcovej časti tela. Nesúlad nápisu a farby s ustanovenou normou je dôvodom na vyradenie fľaše.

Každá fľaša na golieri alebo hrdle musí mať identifikačný štítok s uvedením výrobcu, dátumu výroby a skúšok, technických parametrov

Podľa GOST R 55559-2013 kompozitná fľaša pozostáva z vnútornej tesniacej vrstvy (linera), na ktorú je navinutý kompozitný materiál. Povoľujú sa aj iné technické riešenia. Farba kompozitnej fľaše je tiež červená.

Fľaša je vybavená uzatváracou a poistnou armatúrou, vrátane poistných zariadení proti zvýšeniu tlaku a teploty, čo zvyšuje jej bezpečnosť.

Pri prevádzke kompozitných fliaš je potrebné zohľadniť princíp činnosti poistných zariadení. Pri preplnení fľaše alebo rozťažnosti plynu v dôsledku zvýšenia teploty sa jeho prebytok odvádza von. To môže viesť k zvýšeniu koncentrácie plynu v miestnosti, kde je umiestnená fľaša.

Zvýšeniu koncentrácie plynu zabráni detektor úniku so zvukovou signalizáciou, ktorý sa pripevní na stenu v kuchyni alebo v inej plynofikovanej miestnosti.

Pred odoslaním fliaš na predaj vykonávajú výrobcovia preberacie skúšky. Následne musia oceľové aj kompozitné fľaše každých 5 rokov podstúpiť technické preskúšanie.

Každá fľaša je dodávaná s pasom, v ktorom sú uvedené jej technické parametre a lehoty na vykonanie technického preskúšania.

Vlastnosti propán-butánu a bezpečnostné opatrenia

Fyzikálne a chemické vlastnosti plynov určujú nielen požiadavky na konštrukciu fliaš, ale aj bezpečnostné opatrenia pri ich plnení, preprave a prevádzke.

Zvýšenie vonkajšej teploty vedie k rozťažnosti kvapalnej frakcie propán-butánu, preto je povolené plniť fľaše maximálne na 85 % ich objemu. Napríklad 50-litrová fľaša, ktorá teoreticky pojme 26,9 kg skvapalneného propán-butánu, po naplnení v skutočnosti obsahuje približne 21 kg. Voľný priestor je vyplnený parnou fázou.

Dolné medze výbušnosti propánu a butánu sú 2,3 % a 1,9 % objemu miestnosti, čo robí ich zmesi so vzduchom mimoriadne výbušnými. Spotrebitelia a personál plynových plniacich staníc musia vylúčiť vznik výbušných koncentrácií a zdrojov zapálenia PBT.

Plnenie fľaše LPG na viac ako 85 % hrozí výbuchom a požiarom, riziko je obzvlášť vysoké v jesenno-zimnom období.

Propán-butánové zmesi sú ťažšie ako vzduch a aj pri malých únikoch sa môžu hromadiť v pivniciach a suterénoch v nebezpečnej koncentrácii. Odtiaľ pochádza zákaz inštalácie plynových zariadení v takýchto miestnostiach.

Nastrúhajte mydlo na strúhadle, pridajte do vody, napente štetcom a naneste mydlový roztok na problémové miesto – vznik bublín signalizuje únik plynu.

Propán-bután, podobne ako oxid uhličitý, pôsobí na človeka a zvieratá nie otravne, ale dusivo pri znížení koncentrácie kyslíka vo vzduchu na 19%. To môže viesť k zhoršeniu zdravia človeka a smrteľnému následku. PBT nemá zápach, preto sa do zmesi pridávajú odoranty, ktoré pomáhajú zistiť jeho prítomnosť vo vzduchu.

Nedodržiavanie bezpečnostných opatrení vedie k vzniku havarijných situácií v dôsledku úniku plynu a jeho vznietenia. Tiež je možný výron a výbuch plynu s deštrukciou fľaše.

Pravidlá plnenia domácich plynových fliaš

Plnenie sa uskutočňuje na špeciálne vybavených staniciach s povinným automatickým vážením a odseknutím plynu dávkovačom. To umožňuje kontrolovať stupeň naplnenia s vysokou presnosťou.

Fľaše nie sú povolené na plnenie v nasledujúcich prípadoch:

• nefunkčný ventil alebo poistný ventil;
• chýba zvyškový tlak;
• uplynula lehota overenia;
• sú na povrchu defekty;
• označenie a farba nie sú v súlade s GOST.

Na automobilových plynových plniacich staniciach, ktoré nemajú samostatnú licenciu a príslušné vybavenie, je plnenie domácich fliaš zakázané na legislatívnej úrovni.

Zariadenie CNG staníc je určené len pre automobilové fľaše vybavené odsekávačmi (multiventilmi), ktoré neumožňujú plnenie nad normu.

Na plnenie domácich plynových fliaš je potrebné špeciálne zariadenie, ktoré sa líši od vybavenia bežnej CNG stanice.

Treba pamätať: ak pri negatívnych teplotách naplníte fľašu propán-butánom na viac ako 85 % a potom ju prenesiete do teplej miestnosti, je možný výbuch.

Pri premiestňovaní chránia fľaše pred pádmi a nárazmi, neprevracajú ich kolpakmi dolu. Nakladanie a vykladanie z auta sa vykonáva pri vypnutom motore.

Bezpečnosť vykurovania a ohrevu vody na fľašový plyn

Pri absencii prístupu k centralizovanému zásobovaniu plynom možno ako palivo pre autonómne vykurovacie systémy a ohrievače vody použiť skvapalnený plyn. Je lacnejší ako elektrická energia. Na rozdiel od dreva, uhlia alebo nafty neznečisťuje vzduch tuhými produktmi spaľovania, teda je ekologickejší.

Namiesto fliaš v súkromných domácnostiach možno použiť zásobníky plynu s objemom do 20 000 litrov, ak nenastanú problémy s ich plnením.

Pri organizácii systému vykurovania a teplej úžitkovej vody na LPG je potrebné zohľadniť požiadavky SNiP 42-01-2002.

Okrem fliaš (50 l) sa používa nasledujúce zariadenie:

• plynový kotol;
• reduktory;
• uzatváracie armatúry;
• komponenty plynovodu;
• radiátory.

Kotol môže byť jednookruhový alebo dvojokruhový, ale nevyhnutne s horákom na skvapalnený plyn. Ak je balónový plyn dočasným riešením a dom plánujete pripojiť k centralizovanému zásobovaniu plynom, je racionálne kúpiť kotol na zemný plyn a dodatočné zariadenie na LPG. Dvojokruhový kotol zabezpečí súčasne TÚV a vykurovanie miestností.

Je možná inštalácia vysokoúčinného kondenzačného kotla, vybaveného dvoma výmenníkmi tepla na ohrev teplonosnej látky a teplej úžitkovej vody. V takomto kotli sa vodná para vznikajúca pri spaľovaní plynu premieňa na kvapalinu, čo umožňuje získavať dodatočnú tepelnú energiu.

Výkon kotla sa vyberá na základe plochy vykurovanej miestnosti a uprednostňujú sa modely s vyššou účinnosťou.

K plynovým kotlom sa pripája niekoľko plynových fliaš, čo zvyšuje celkový objem plynu a predlžuje interval medzi doplňovaním.

Súčasne sa používa niekoľko najkapacitnejších 50-litrových fliaš, spojených do jednej batérie. Fľaše sú umiestnené v kovových, vetraných skriniach vonku na severnej strane domu, aby sa predišlo zahrievaniu slnečným žiarením. Ďalšia možnosť – samostatne stojaca neobytná miestnosť.

Aby pri silných mrazoch tlak v systéme neklesol, skrine je potrebné izolovať nehorľavými materiálmi a v miestnosti zabezpečiť minimálne vykurovanie.

Je dôležité zabezpečiť, aby vzdialenosť od kotla bola najmenej 2 metre a k zariadeniu bol voľný prístup na kontrolu. V blízkosti plynového zariadenia by nemali byť odtokové jamy, pivnice, suterény, priekopy. Plynofikácia suterénnych a polosuterénnych priestorov je zakázaná.

Fľaše sa pripájajú k plynovodu cez plynový reduktor, ktorý umožňuje regulovať tlak plynu pri jeho odbere. Môže byť samostatný pre každú fľašu alebo spoločný pre všetky.

Farba reduktora musí zodpovedať farbe fľaše, to znamená byť červená (pre propán-bután). Nesmie sa dopustiť jeho upchatia, inak by sa mohol zvýšiť tlak a zariadenie by mohlo zlyhať. Raz týždenne sa reduktor kontroluje na prítomnosť samovoľného toku a funkčnosť poistného ventilu.

Pri spájaní fliaš do jednej batérie je racionálne použiť rampu na stabilizáciu tlaku, pozostávajúcu z modulu spojenia, reduktora, filtra, ventilu a stabilizátora.

Na vytvorenie plynovodu sa používajú oceľové rúry so stenami hrúbky najmenej 2 mm. Úsek rúry, ktorý prechádza stenou, sa umiestňuje do ochranného puzdra. Na pripojenie vykurovacieho kotla k plynovodu je možné použiť flexibilnú prípojku. Reduktor sa pripája k plynovodu pomocou duritovej hadice (gumotextilnej hadice).

O tom, akú plynovú zmes je najlepšie používať na skladovanie v plynovom zásobníku, je podrobne napísané v nasledujúcom článku, s ktorým vám odporúčame sa oboznámiť.

LPG na ohrev vody

Prietokové ohrievače a zásobníkové plynové ohrievače vody (bojlery), ako aj vykurovacie kotly, sú schopné pracovať na propán-bután. Prevod zo zemného na skvapalnený plyn sa tiež vykonáva výmenou trysiek horáka. V predaji sú modely vybavené výrobcom súpravami pre LPG. Pripojenie k plynovým fľašiam sa uskutočňuje cez redukčný ventil.

Ohrievač sa inštaluje v neobytnej miestnosti s vetraním a odsávaním. Minimálna vzdialenosť od plynového ohrievača k okolitým predmetom je stanovená normami a je potrebné ju dodržiavať z bezpečnostných dôvodov. Inštalácia v kúpeľni je zakázaná.

Vybavenie ohrievačov a kotlov vody zariadeniami automatickej kontroly a regulácie zvyšuje ich účinnosť a bezpečnosť. Moderné modely majú systémy ochrany proti prehriatiu a proti zapnutiu bez vody, kontrolu prítomnosti plameňa. LED displej zobrazuje dôležité informácie, napríklad teplotu vody pritekajúcej do kohútikov.

Závery a užitočné video k téme

Kontrola plynových fliaš na bezpečnosť, životnosť a vyraďovanie:

Príčiny poklesu tlaku plynu v systéme pri -42°C a spôsoby boja proti zamŕzaniu plynových fliaš:

Po stlačení sa uhľovodíkový plyn nachádza vo fľaši pri zvýšenom tlaku a je schopný prudkého rozpínania pri zvýšení teploty.

Dodržiavanie bezpečnostných pravidiel a používanie plynových fliaš, ktoré spĺňajú stanovené normy, pomáha vyhnúť sa havarijným situáciám a efektívne využívať modré palivo na varenie, vykurovanie miestností a zásobovanie teplou vodou v súkromných domoch.

Povedzte nám, ako používate fľaškový plyn na chate alebo v záhradnom dome. Zanechávajte, prosím, komentáre, pýtajte sa, uverejňujte fotografie v blokovom formulári nižšie. Zdieľajte cenné informácie na tému článku, ktoré stojí za to zdieľať s návštevníkmi stránky.