Какой бывает газ и его свойства
Газ присутствует во многих сферах жизнедеятельности. На нем работают двигатели транспортных средств, им отапливают помещения, его используют в качестве энергоносителя в разных бытовых и промышленных устройствах. Не плохо бы узнать, из чего состоит, какие свойства имеет и что за опасности скрывает в себе этот универсальный вид топлива, ведь верно?
Мы расскажем о том, какое топливо подается в жилые помещения, рассмотрим виды бытового газа и разберем, что входит в его состав. Также напомним правила эксплуатации, которые необходимо знать каждому, кто пользуется газовым оборудованием в быту.
Какой газ подается в жилые дома?
Бытовым газом называют важнейший сырьевой ресурс, необходимый для подогрева воды, приготовления пищи и организации системы отопления в быту. Он представляет собой смесь горючих газообразных веществ и некоторых дополнительных субстанций.
Разновидности бытового газа
По сравнению с другими источниками энергии газ обладает множеством преимуществ: быстро разжигается, не выделяет копоть и дым при сгорании, практически не содержит вредных компонентов и твердых примесей. Процесс горения голубого топлива легко контролировать.
Существует два основных типа газа, используемого в бытовых условиях:
- Природный. Газообразное вещество, которое закачивается в хранилища и поступает к жилым объектам по разветвленной системе трубопроводов. Состоит преимущественно из метана и не меняет физического состояния с момента добычи до доставки непосредственному потребителю.
- Сжиженный. Пропан-бутановая смесь, получаемая в процессе переработки нефти. Представляет собой жидкость, помещенную в специальные резервуары для хранения или транспортировки в места, где применение труб невозможно либо экономически нецелесообразно.
Через централизованные системы отопления и газоснабжения в жилые помещения подается природный газ, добываемый из недр земли и предварительно очищенный от ряда примесей. Этот вид топлива считается наиболее дешевым, доступным и удобным для многоквартирных домов.
Природный газ приносит в дом уют и тепло, позволяет качественно обогреть помещение, быстро приготовить еду. Это универсальный энергоноситель, выделяющий большое количество тепла при сгорании
А вот сжиженной пропан-бутановой смеси характерна большая теплота сгорания, но при этом она намного взрывоопаснее. Баллоны с жидким газом нуждаются в правильной транспортировке, настройке и подключении. При их эксплуатации крайне важно соблюдать особые меры безопасности. Зачастую баллоны или газгольдеры устанавливают в частных домах, на дачных участках.
Поскольку метан вдвое легче воздуха, при утечках он скапливается вверху. Пропан-бутановая смесь, наоборот, уходит вниз. Это нужно учитывать в чрезвычайных ситуациях.
Состав и давление газа в трубопроводах
Прежде, чем оказаться в магистральных трубопроводах, ведущих к жилым домам, природный газ проходит предварительную переработку и несколько степеней очистки. В ходе процедур в топливо добавляют необходимые примеси, делая состав максимально эффективным и безопасным для применения.
Следуя от места добычи до систем теплоснабжения и кухонных плит, газ преодолевает десятки тысяч километров по подземным, подводным, наземным или наводным магистралям. С точки зрения сложности устройства они бывают одно- и многоступенчатыми
Основную долю топливной смеси составляет метан. В зависимости от региона добычи его содержание варьируется от 80 до 98% от общего объема. Именно количество метана служит показателем качества энергоносителя.
В составе бытового газа также присутствуют:
- углекислый газ;
- пропан;
- этан;
- бутан;
- сероводород;
- гелий.
Кроме этого, топливо может содержать незначительную часть паров воды и азота. Свойства и характеристики почти полностью определяются метаном, но могут меняться под влиянием количественного и качественного состава смеси.
В системах газопроводов, по которым циркулирует топливо, создается очень высокое давление – выше 2,5 МПа и до 10 МПа. Под таким давлением газ перемещается на большие расстояния и между населенными пунктами.
Поскольку подобный показатель неприемлем для бытового потребления, при поступлении на газораспределительные станции его значительно снижают, проводя дополнительную очистку метана. Так, до потребителей газ перемещается под давлением до 5 кПа (низкого давления), от 5 кПа до 0,3 МПа (диапазон среднего) и 0,3 МПа до 1,2 МПа (диапазон высокого давления). Подробнее нормативы давления в газопроводе мы рассмотрели в следующем материале.
Причины специфического запаха газа
Сам по себе в чистом виде метан не обладает характерным запахом и цветом. Что такого добавляют в бытовой газ, чтобы он характерно пахнул? Определить утечку с помощью обоняния возможно благодаря тому, что в газ подмешивают небольшое количество веществ, обладающих резким неприятным запахом.
Эти вещества называют одорантами. Они придают топливной смеси специфический запах прелого сена, тухлых яиц или гнилой капусты, который предупреждает об опасности и вероятной утечке газа в помещении.
Одоранты не делают газ более токсичным. В незначительной концентрации эти субстанции не опасны для здоровья, легко испаряются и носят предупреждающий характер. В случае превышения концентрационных пределов вещества могут вызывать головную боль, тошноту
В качестве одорантов применяют серосодержащие органические соединения, чаще всего – этилмеркаптан или этантиол. Их распыляют в структуру топливной смеси с помощью специальных установок во время переработки.
Чем опасен бытовой газ?
Какой бы газ ни поступал в жилые дома, по магистральному газопроводу или от баллона, при неправильном обращении он бывает смертельно опасен.
Рекомендуем ознакомиться со статьей: [link_webnavoz]Почему взрываются газовые баллоны: основные причины аварий[/link_webnavoz].
Взрывоопасные ситуации возникают в момент критических повышений концентрации метана (более 15% от общего объема воздуха в помещении). При температурах выше 650 °C возможно самовозгорание
В составе подаваемого в дома природного газа почти нет токсичных веществ. Но в быту происходит множество случаев, когда в результате утечки наносится серьезный вред организму или даже наступает смерть. Основная причина этого – углекислый газ, который попадает в помещение и вытесняет кислород из окружающего пространства, вызывая удушье.
Еще одна негативная особенность метана – высокая пожаро- и взрывоопасность. Уровень риска определяется многими дополнительными факторами, в частности – давлением и окружающей температурой.
При утечке газ смешивается с воздухом, образуя взрывоопасную смесь. Источником воспламенения в подъездах, квартирах и домах может стать незначительная искра, пламя от сигареты, зажигалки, спички, любой прибор, в работе которого используются электрические импульсы
Особую опасность в замкнутых загазованных помещениях представляет электрооборудование, устройства, работающие от аккумуляторов и батареек. При высоком процентном соотношении метана даже включенный мобильный телефон и ноутбук способны спровоцировать взрыв или возгорание.
Взрывы бывают настолько сильными, что практически полностью разрушают жилье. Поэтому, услышав характерный запах в квартире, желательно не пользоваться электроприборами и отключить электричество в щитовой.
О чем говорит цвет пламени в конфорках?
Пламя на газовой плите или в котле часто имеет разные оттенки. Цвет зависит от того, какого качества газ поступает в квартиры. По нему судят о физико-химических показателях топливной смеси.
Качественное топливо с однородной структурой отличается равномерным горением, насыщенно голубым цветом огня. Такой газ полностью сгорает, выделяя при этом максимальное количество тепла и минимум вредных веществ.
На чистоту горения влияет содержание водорода. Если же в пламени появляются язычки красного, оранжевого или желтого цвета, это свидетельствует о наличии проблемы.
Причины может быть две:
- Дисбаланс в топливовоздушной смеси.
- Низкое качество энергоносителя.
Ненормальный цвет пламени в горелке говорит о наличии нежелательных примесей, неполном сгорании топлива и образовании угарного газа. Поэтому оба случая потенциально опасны.
Дисбаланс в топливной смеси может возникать из-за недостаточного или избыточного притока воздуха, засоренности горелки сажей, пылью, копотью. Бывает, что к дому подается газ низкой плотности, не способный обеспечить оптимальный уровень нагрева.
Обнаружив нестандартный оттенок пламени в горелке, обратитесь к газовщикам или в ответственные органы. Низкокачественное топливо опасно при использовании, приводит к повышению расходов, преждевременному износу газового оборудования и разным аварийным ситуациям
В данной ситуации для нормальной работы системы требуются большие объемы ресурса, а, следовательно, растут счета по коммунальным платежам. Обычно виновниками являются управляющие компании, которые увеличивают свои доходы, намеренно снижая содержание углеводорода и углекислоты в энергоносителе.
Рекомендации по безопасному использованию газа
На практике большая часть взрывов и пожаров вызвана человеческим фактором, пренебрежением техникой безопасности при пользовании газом, халатностью в обращении с газовым оборудованием.
Чтобы обезопасить себя и близких, нужно соблюдать ряд норм и общеустановленных правил. Это поможет предотвратить взрывоопасные ситуации и все неблагоприятные последствия, связанные с утечкой газа.
Правила эксплуатации газового оборудования
Любое газовое оборудование следует покупать только в специализированных компаниях, которые могут предъявить сертификаты на реализацию такого типа товара. Нужно обратить внимание, чтобы в комплекте обязательно присутствовала инструкция по безопасной эксплуатации прибора.
Монтажные и ремонтные работы должны выполняться специалистами соответствующих организаций. Самовольная газификация дома или квартиры, замена, переустановка и внесение изменений в конструкцию газовых приборов строго запрещены
Важно придерживаться следующих правил эксплуатации газового оборудования:
- внимательно прочитать инструкцию и соблюдать указанные в ней рекомендации;
- не использовать оборудование не по назначению (прогревать квартиру с помощью газовой плиты);
- контролировать работоспособность приборов и вентиляции, ежегодно приглашать специалистов с целью проверки тяги;
- обеспечивать нормальный приток воздуха в помещении, не изолировать вентиляционные отверстия, не загромождать газовые трубы;
- не оставлять функционирующие приборы без присмотра, особенно в помещениях с малолетними детьми, а также если устройства не рассчитаны на непрерывную работу и не снабжены соответствующей автоматикой;
- не привязывать к газопроводам веревки для белья;
- перекрывать газовые вентили и краны на трубопроводе перед уходом из дома, при длительном отсутствии лучше выключать и электричество;
- не задувать и не заливать водой или другими жидкостями пламя на конфорке.
Очень важно регулярно проверять состояние и герметичность шлангов, арматуры, резьбовых соединений. Оптимальная длина гибкого шланга – не более 2 метров, максимальный срок службы – до 4 лет.
Шланг должен быть плотно надет на газовый кран, но при этом не рекомендуется слишком сильно перетягивать зажимной хомут.
Больше рекомендаций по безопасной эксплуатации газового оборудования мы рассмотрели в этой статье.
Чаще всего утечки газа происходят из-за разрывов шлангов, соединяющих плиту с газопроводом, нарушения герметизации в области резьбовых швов. Еще одна распространенная причина – невнимательность пользователей, которые забывают закрыть вентили, отвечающие за подачу газа
Почувствовав характерный запах газа в квартире, необходимо немедленно перекрыть краны горелок и вентили на трубопроводе. Также следует открыть двери, окна и тщательно проветрить загазованное помещение, позаботившись о том, чтобы его быстро покинули все присутствующие.
Людей, пострадавших от газа, нужно срочно вынести на свежий воздух и оказать им первую медицинскую помощь:
- уложить на спину так, чтобы ноги находились выше тела;
- снять стягивающую одежду;
- укрыть, растереть грудь, поднести нашатырный спирт;
- при рвоте повернуть на бок;
- по возможности напоить большим количеством воды.
Нельзя делать то, что может создать искру или пламя: курить, зажигать огонь, включать/выключать электроприборы, освещение, нажимать кнопку звонка, пользоваться мобильными устройствами.
О случившемся желательно сразу же сообщить в аварийную газовую службу. Пока приедут спасатели, стоит предупредить о ситуации соседей.
Способы обнаружения утечки
Для обнаружения утечки газа в помещении используют несколько проверенных способов. Самый простой и распространенный вариант – провести осмотр поверхности, нанеся вдоль газовых труб мыльную воду. В случае утечки в проблемных местах образуются пузырьки.
Наиболее надежный способ избежать неприятностей – установить датчик угарного газа.
Этот современный сверхчувствительный прибор – датчик утечки газа – мгновенно оповестит о малейшей проблеме посредством звуковой или световой сигнализации
Кроме того, определить утечку можно на слух или по запаху. При сильной утечке топливная смесь из труб вырывается со свистом. Несложно почувствовать и специфический запах одорантов, добавляемых в структуру топлива при переработке.
Выводы и полезное видео по теме
Какой путь проходит природный газ от момента добычи до доставки конечному потребителю:
Рекомендации по безопасной эксплуатации газовых приборов:
Природный газ, подаваемый в квартиры по магистральным трубопроводам, – один из самых доступных и выгодных видов топлива. Он обладает высокой теплотворной способностью и не содержит вредных примесей, загрязняющих окружающее пространство.
В то же время газ является источником повышенной опасности и требует осторожного обращения в быту. Чтобы не допустить возгорания, взрывоопасных ситуаций и отравления в результате утечки, нужно соблюдать определенные меры безопасности при использовании газового оборудования.
Своевременное обслуживание газового оборудования, обеспечение качественной вентиляции, контроль над работой техники и грамотные действия в момент ЧП – вот основные правила безопасного использования газа.
У вас остались вопросы по видам бытового газа? Или хотите дополнить эту публикацию полезной информацией? Пишите свои комментарии, задавайте вопросы нашим экспертам и другим пользователем – форма обратной связи расположена внизу.
Источник
Природе известно три основных состояния любого вещества: твердое, жидкое и газообразное. Практически любая жидкость может обрести каждое из оставшихся двух. Многие твердые тела при плавлении, испарении или сгорании могут пополнить содержимое воздуха. Но не каждый газ может стать компонентом твердых материалов или жидкостей. Известны разные виды газов, которые отличаются между собой по свойствам, происхождению и особенностям применения.
Определение и свойства
Газ – это вещество, для которого характерно отсутствие или минимальное значение межмолекулярных связей, а также активная подвижность частиц. Основные свойства, которые имеют все виды газов:
- Текучесть, деформируемость, летучесть, стремление к максимальному объему, реакция атомов и молекул на понижение или повышение температуры, которая проявляется изменением интенсивности их движения.
- Существуют при температуре, в условиях которой повышение давления не приводит к переходу в жидкое состояние.
- Легко сжимаются, уменьшаясь в объеме. Это упрощает транспортировку и использование.
- Большинство сжижается путем сжатия в определенных границах давлений и критических значений теплоты.
В силу исследовательской труднодоступности описываются с помощью таких основных параметров: температура, давление, объем, молярная масса.
Классификация по месторождению
В природной среде все виды газов находятся в воздухе, земле и в воде.
- Составные воздуха: кислород, азот, углекислый газ, аргон, окись азота с примесями неона, криптона, водорода, метана.
- В земной коре азот, водород, метан и другие углеводороды, углекислый газ, оксид серыи прочие находятся в газообразном и жидком состоянии. Также существуют газовые залежи в твердой фракции в смеси с пластами воды при давлениях около 250 атм. при относительно низких температурах (до 20˚С).
- Водоемы содержат растворимые газы – хлороводород, аммиак и плохо растворимые – кислород, азот, водород, диоксид углеродаи др.
Природные запасы намного превышают возможное количество искусственно созданных.
Классификация по степени горючести
Все виды газов, в зависимости от поведенческих характеристик в процессах возгорания и горения, делятся на окислители, инертные и горючие.
- Окислители способствуют возгоранию и поддерживают горение, но сами не горят: воздух, кислород, фтор, хлор, окись и двуокись азота.
- Инертные не участвуют в горении, однако имеют свойство вытеснять кислород и влиять на снижение интенсивности процесса: гелий, неон, ксенон, азот, аргон, углекислый газ.
- Горючие загораются или взрываются, соединяясь с кислородом: метан, аммиак, водород, ацетилен, пропан, бутан, угарный газ, этан, этилен. Большинство из них характеризуется горением только в условиях определенного состава газовой смеси. Благодаря этому свойству, газ – вид топлива, на сегодняшний день самый распространенный. В этом качестве используются метан, пропан, бутан.
Углекислый газ и его роль
Является одним из наиболее распространенных газов в атмосфере (0,04 %). При нормальной температуре и атмосферном давлении имеет плотность 1,98 кг/м3. Может находится в твердом и жидком состоянии. Твердая фаза наступает при отрицательных показателях тепла и постоянном атмосферном давлении, она именуется «сухой лед». Жидкая фаза СО2 возможна при повышении давления. Это свойство используется для хранения, транспортировки и технологического применения. Сублимация (переход в газообразное состояние из твердого, без промежуточной жидкой фазы) возможна при -77 – -79˚С. Растворимость в воде в соотношении 1:1 реализуется при t=14-16˚С.
Виды углекислого газа различают в зависимости от происхождения:
- Продукты жизнедеятельности растений и животных, выбросы вулканов, газовые выделения из недр земли, испарения с поверхности водоемов.
- Результаты деятельности человека, в том числе выбросы в результате сгорания всех видов топлива.
Как полезное вещество, применяется:
- В углекислотных огнетушителях.
- В баллонах для дуговой сварки в соответствующей среде СО2.
- В пищевой промышленности как консервант и для газирования воды.
- Как хладагент для временного охлаждения.
- В химической промышленности.
- В металлургии.
Будучи незаменимой составляющей жизни планеты, человека, работы машин и целых заводов, диоксид углерода накапливается в нижних и верхних слоях атмосферы, задерживая выход тепла и создавая «парниковый эффект».
Сжиженный газ и его роль
Среди веществ природного происхождения и технологического назначения выделяют такие, которые имеют высокую степень горючести и теплотворности. Для хранения, транспортировки и применения используются следующие виды сжиженного газа: метан, пропан, бутан, а также пропан-бутановые смеси.
Бутан (С4Н10) и пропан являются компонентами нефтяных газов. Первый сжижается при -1 – -0,5˚С. Транспортировка и применение в морозную погоду чистого бутана не осуществляется по причине его замерзания. Температура сжижения для пропана (С3Н8) -41 – -42˚С, критическое давление – 4,27 МПа.
Метан (СН4) – основная составляющая природного газа. Виды источника газа – залежи нефти, продукты биогенных процессов. Сжижение происходит с помощью поэтапного сжатия и снижения теплоты до -160 – -161˚С. На каждом этапе сжимается в 5-10 раз.
Сжижение осуществляется на специальных заводах. Выпускаются пропан, бутан, а также их смесь для бытового и промышленного использования по отдельности. Метан применяется в промышленности и в виде топлива для транспорта. Последний также может выпускаться и в сжатом виде.
Сжатый газ и его роль
В последнее время популярность приобрел сжатый природный газ. Если для пропана и бутана применяется исключительно сжижение, то метан может выпускаться как в сжиженном, так и в сжатом состоянии. Газ в баллонах под высоким давлением в 20 МПа имеет ряд преимуществ перед общеизвестным сжиженным.
- Высокая скорость испарения, в том числе при отрицательных температурах воздуха, отсутствие негативных явлений накопления.
- Более низкий уровень токсичности.
- Полное сгорание, высокий КПД, отсутствие негативного влияния на оборудование и атмосферу.
Все чаще находит применение не только для грузовых, но и для легковых автомобилей, а также для котельного оборудования.
Газ – малозаметное, но незаменимое вещество для жизнедеятельности человека. Высокая теплотворная способность некоторых из них оправдывает широкое использование различных компонентов природного газа в качестве топлива для промышленности и транспорта.
Источник