Нижний предел взрываемости метана

Нижний предел взрываемости метана

Под взрывом понимают явление, связанное с выделением большого количества энергии в ограниченном объёме за очень короткий промежуток времени. И если в сосуде воспламенилась горючая газовая смесь, но сосуд выдержал образовавшееся вследствие этого давление, то — это не взрыв, а простое сгорание газов. Если же сосуд разорвался — это взрыв.

Более того — взрыв, даже если в сосуде не было горючей смеси, а он разорвался, например, вследствие превышения давления воздуха или даже без превышения расчетного давления, или например вследствие потери прочности сосуда в результате коррозии его стенок.

Если представить шкалу загазованности какого-либо объёма (помещения, сосуда и т.д.) в объёмных процентах от 0% до 100%, то получится, что при загазованности СН4:

— от 0% до 1% — горение невозможно, так как газа, по отношению к воздуху, слишком мало;

— от 1% до 5% — горение возможно, но не устойчиво (концентрация газа небольшая);

— от 5% до 15% (1 вариант) — горение возможно от источника зажигания, и (2 вариант) – горение возможно без источника зажигания (нагрев газовоздушной смеси до температуры самовоспламенения);

— от 15% до 100% — горение возможно, и устойчиво.

Сам процесс горения может происходить двумя способами:

— от источника зажигания — в данном случае газовоздушная смесь воспламеняется в «точке вноса» источника зажигания. Далее по цепной реакции, газовоздушная смесь поджигает сама себя, образуя «фронт распространения пламени», с направлением движения от источника зажигания;

— без источника зажигания – в данном случае газовоздушная смесь воспламеняется одновременно (мгновенно) во всех точках загазованного объёма. Отсюда произошли такие понятия как нижний и верхний концентрационные пределы взрываемости газа, так как такое воспламенение (взрыв) возможно только в пределах загазованности от 5% до 15% объёмных.

Условия, при выполнении которых произойдёт взрыв газа:

— концентрация газа (загазованность) в газовоздушной смеси от 5% до 15%;

— внесение открытого огня или предмета с температурой воспламенения газа (нагрев газовоздушной смеси до температуры самовоспламенения);

Нижний концентрационный предел самовоспламенения горючих газов (НКПР) — это минимальное содержание газа в газовоздушной смеси, при котором горение происходит без источника зажигания (самопроизвольно). При условии подогрева газовоздушной смеси до температуры самовоспламенения. У метана это примерно 5%, а у пропано-бутановой смеси это примерно 2% газа от объёма помещения.

Верхний концентрационный предел самовоспламенения горючих газов (ВКПР) — это такое содержание газа в газовоздушной смеси, выше которого смесь становится негорючей без открытого источника зажигания. У метана это примерно 15%, а у пропано-бутановой смеси примерно 9% газа от объёма помещения.

Процентное отношение НКПР и ВКПР указано при нормальных условиях (Т = 0°С и Р = 101325 Па).

Сигнальная норма — это 1/5 от НКПР. У метана это 1%, а у пропано-бутановой смеси это 0,4% газа от объёма помещения. Все газосигнализаторы, газоанализаторы и газоиндикаторы до взрывных концентраций настроены на эту сигнальную норму. При обнаружении сигнальной нормы (согласно ПЛА) объявляется АВАРИЯ-ГАЗ. Производятся соответствующие мероприятия. 20% от НКПР берётся для того, чтобы у работников был некоторый запас времени на устранение аварии, либо на эвакуацию. Также указанная сигнальная норма является «точкой» окончания продувки газопроводов газом или воздухом, после проведения различных эксплуатационных работ.

Дата публикования: 2015-04-10 ; Прочитано: 45673 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2020 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .

1. В газообразном состоянии в 1,5 — 2 раза тяжелее воздуха, поэтому при утечке вызывает удушающее действие, что должно предопределять многие приемы безопасной эксплуатации. При хранении в гараже и обнаружении запаха газа необходимо организовать проветривание, открыв ворота и обеспечив движение воздуха в нижней части помещения. Опасность представляет и скопление газа в смотровых ямах, погребах и т.п. При отравлении газом следует немедленно поместить пострадавшего на свежий воздух и вызвать скорую помощь.

2. Для метана, нижний предел взрываемости (в смеси с воздухом) 5 % (по объему), верхний предел взрываемости 15 %, температура воспламенения 537 °С.

Если концентрация метана в смеси с воздухом меньше 5 %, то такая смесь при попытке поджечь ее не взорвется и не загорится. Если концентрация метана в смеси с воздухом от 5 до 15 %, то такая смесь при поджигании взрывается (Тротиловый эквивалент этой смеси равен 0,8). Если концентрация метана в смеси с воздухом больше 15 %, то такая смесь при поджигании не взрывается, а спокойно загорается (пример: газовая плита на кухне).

Для того, чтобы взрывоопасная смесь взорвалась, а смесь с содержанием метана выше 15 % загорелась, ее нужно нагреть до температуры воспламенения, т. е. до 537 °С.

3.. Почувствовав запах газа, не пытайтесь завести двигатель не устранив утечку.

4. Низкая температура кипения. Следовательно, во время внезапного выхода в атмосферу и попадания на незащищенную часть тела человека, может произойти обморожение.

5. Высокий коэффициент объемного расширения сжиженного газа в жидкой фазе (в 16-ть раз больше чем у воды), поэтому заполнение баллонов не должно превышать 90 % их вместимости при разности температур при наполнении и хранении не более 40 °С. Например, при заправке баллона емкостью 50 литров при температуре — 20 °С и последующем хранении в теплом помещении при температуре + 20 °С перепад температур составит 40 °С, что вызовет увеличение объема газа на 5 литров. Т.е. баллон окажется заполненным полностью.

Читайте также:  Все детали материнской платы

При нагревании полностью заправленного (на 100%) баллона с газом на 1 °С давление в баллоне возрастает на 7 кг/см2. Например, при заправке баллона при температуре -5 градусов и последующем хранении при +10 перепад составит 15 °С, что вызовет повышение давления в баллоне на 105 кг/ см.кв. Нет никакой гарантии в том, что он выдержит это давление.

При большей разности температур, норма заполнения должна снижаться. Максимальная температура нагрева баллона не должна превышать 45 °С.

6. Малая вязкость метана благоприятствует утечкам при неплотностях в газовой арматуре.

7. Сжиженные газы медленно перемешиваются с воздухом при утечках, особенно без ветра и вентиляции, долгое время создавая угрозу взрыва.

8. Метан не имеет ни цвета ни запаха, поэтому в её состав вводится специальное вещество с сильным характерным запахом — одорант. В настоящее время наиболее распространенным одорантом является этилмеркаптан. Запах сжиженного газа ощущается уже при наличии концентрации 1%, составляющей 1/5 нижнего предела взрываемости, что позволяет своевременно отреагировать на возникшую опасность.

Состав газовой системы

1. Установленная газовая аппаратура на ГАЗелях является инжекторной системой с распределенным впрыском являющейся сегодня наиболее перспективным направлением в создании систем управления подачей газа в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, позволяющая получить самые совершенные рабочие характеристики двигателя.

2. Все инжекторные системы оснащены мощными микропроцессорными блоками управления, обеспечивающими:

— дозированную подачу газа индивидуально в каждый цилиндр, что позволяет добиться идеального сгорания смеси (некоторые фирмы устанавливают -зонд на каждый цилиндр и еще один — после нейтрализатора);

— минимальный расход газа — впрыск газа в каждый цилиндр производится только в цикле всасывания индивидуально; отсутствует эффект "сквозняка" (перетекания газа из впускной трубы в выхлопную систему за счет перекрытия клапанов как в системах с внешним смесеобразованием);

— максимальную динамику двигателя, так как практически сведена к минимуму инерционность системы (минимум паразитных объемов).

1. Газ из баллонов поступает на двух ступенчатый редуктор (метан), который служит удержания стабильного давления газа 1.8 bar на всех режимах работы двигателя. С редуктора газ поступает к фильтру тонкой очистки, который предотвращает попадание грязи в форсуночную планку. Далее очищенный газ поступает на газовую форсуночную планку, которая дозирует количество подаваемого газа в двигатель. С форсуночной планки газ поступает к штуцерам-распылителям, которые установлены на впускном коллекторе в непосредственной близости от впускных клапанов.

Блок управления газового инжектора (контроллер):

— получает сигнал с бензиновых форсунок, в котором содержится информация, собранная со штатных датчиков автомобиля (лямбда-зонда, датчика положения дроссельной заслонки, датчика температуры охлаждающей жидкости и т.д.);

— обрабатывает этот сигнал (создавая определенную коррекцию в виде коэффициента);

— коммутирует его на газовую форсуночную планку, таким образом, что бы последовательность работы газовых форсунок соответствовала бензиновым.

Так же система использует дополнительно установленные датчики:

— датчик температуры газа, установленный на магистрали низкого давления либо непосредственно на форсуночной планке;

— датчик температуры редуктора, установленный на корпусе редуктора;

— датчик давления газа, который следит за давлением газа на форсуночной планке, и в случае его понижения до критического переводит работу двигателя на бензин.

Баллоны для газа

1. На ГАЗелях установлены металлические баллоны, изготовленные из углеродистой или легированной стали. Они предназначены для хранения КПГ на борту автомобиля при температуре от -50 °С до +60 °С, при максимальном рабочем давлении 19,6 МПа. Баллоны имеют номинальную емкость — 50 л и изготовлены из стальных бесшовных труб.

2. На наружной поверхности баллона в районе сферической части горловины выбиты ударным способом паспортные данные:

— товарный знак предприятия-изготовителя;

— дата (месяц и год) изготовления (испытания) и год следующего испытания (8-93-96);

— номер баллона по системе нумераций предприятия-изготовителя;

— вид термообработки: N — нормализация, V — закалка с отпуском;

— рабочее давление (Р) и пробное гидравлическое (П) в кгс/см ;

— объем баллона в литрах (V 50,0);

— масса баллона (М 91,2) в кг (фактическая с погрешностью ± 0,2 кг);

— клеймо ОТК завода изготовителя.

Баллоны окрашены снаружи масляной, эмалевой или нитрокраской в красный цвет и иметь надпись "Огнеопасно метан". Паспортные данные после окраски должны быть отчетливо видны.

3. Эксплуатация баллонов должна осуществляться в соответствии с требованиями ПБ 03-576-03 "Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением".

4. Баллоны, находящиеся в эксплуатации, должны подвергаться периодическому освидетельствованию: — не реже одного раза в пять лет — изготовленные из легированной стали;

— не реже одного раза в три года — изготовленные из углеродистой стали;

5. Освидетельствование автомобильных баллонов для КПГ производится на специализированных пунктах, имеющих соответствующее разрешение (сертификат) на проведение указанных работ. Разрешение (сертификат) на освидетельствование баллонов выдается Ростехнадзором при наличии: — производственных помещений и технических средств, обеспечивающих качественное проведение работ;

Читайте также:  Почему принтер мажет бумагу

— нормативно-технической документации по проведению освидетельствования баллонов;

— соответствующей подготовки персонала и приказа о назначении из числа ИТР, ответственных за освидетельствование.

Одновременно с разрешением на проведение освидетельствования пункту выдается образец клейма (круглой формы диаметром 12 мм), оттиск которого регистрируется в Ростехнадзоре.

Освидетельствование автомобильных газовых баллонов производится по методике и в сроки, утвержденные разработчиком баллонов.

6. Освидетельствование баллонов включает в себя осмотр внутренней и внешней поверхности, гидравлическое испытание давлением 1,5 Р, проверку массы (уменьшение массы не более 7,5%) и вместимости баллонов (увеличение объёма не более 1%).

После освидетельствования восстанавливается лакокрасочное покрытие и маркировка баллона.

Баллоны, имеющие неразборчивую маркировку, а также бывшие в аварии на автотранспортном средстве, могут быть допущены к дальнейшей эксплуатации только после внеочередного освидетельствования.

Бензиновый клапан:

1. Бензиновый клапан при работе автомобиля на газу находится в закрытом положении (ОFF), поэтому при выходе из строя электросистемы прерывается как подача газа, так и бензина. В этом случае надо проверить предохранитель ГБО находящийся непосредственно около редуктора и в случае его неисправности — заменить. Если предохранитель исправен, электросистема проверяется следующим образом — при переключении коммутатора в положение «газ» (или положение «бензин») соответствующие электроклапаны должны издать характерный щелчок. Если этого не происходит, система неисправна. В этом случае надо перевести коммутатор в среднее положение (выработка), закрутить винт механического открытия бензоклапана и приехать в техцентр.

2. Бензиновый клапан имеет двойной диаметр штуцеров для бензиновых шлангов, что позволяет обеспечить герметичность соединения шлангов разного диаметра; вентиль принудительного открытия подачи топлива не имеет в своей конструкции никаких пластиковых деталей, что делает его более надежным в эксплуатации Электромагниты бензинового клапана не имеет жесткой механической связи с корпусом клапана, выполнен в пластмассовом (диэлектрическом) корпусе, что исключает любую возможность короткого замыкания; электромагнит легко вращается вокруг своей оси, снимается с корпуса клапана, не требуя при этом демонтажа клапана и его полной разборки; возвратная пружина сердечника электромагнита имеет большой диаметр (порядка 8 мм.), благодаря чему коэффициент ее упругости, а, следовательно, и надежность работы клапанов остаются неизменными в течение долгих лет эксплуатации.

Электромагнитный бензиновый клапан состоит из соленоида 1 и корпуса 2, в котором выполнены входной и выходной штуцеры. Имеется устройство принудительного (ручного) открытия 3. Клапан постоянно закрыт. При необходимости работать на бензине электрический переключатель вида топлива устанавливается водителем в положение «БЕНЗИН». При этом срабатывает электромагнит, открывая проход бензина от бензонасоса к карбюратору. На случай неисправности (при неисправном соленоиде электромагнитного клапана, неисправном переключателе вида топлива, то есть при невозможности открытия клапана электрическим путем), в конструкции электромагнитного бензинового клапана предусмотрено механическое открытие запорного элемента с помощью ручного привода. Штатное положение ручного привода -закрыт.

Переключатель

Органом управления является переключатель топлива и индикации уровня газа в баллоне предназначенный для выбора вида используемого топлива и отображения текущего состояния системы.

На переключателе находится кнопка для изменения вида топлива. Диод рядом с кнопкой сообщает о режиме работы контроллера: — погашен – контроллер на бензине — горит контроллер на газе — мигает контроллер в автоматическом режиме (переход с бензина на газ и обратно)

Об уровне газа сигнализирует – 5 шт зелёных светодиодов, расположенных вокруг кнопки. О минимальном уровне (резерв) сигнализирует подсветкой светодиод кнопки красного цвета.

После запуска двигателя, контроллер переключит с бензина на газ когда:

— температура редуктора достигнет 40 град;

— обороты двигателя ниже 700 об/мин.

Минимальное давление газа – значение давления, ниже которого, произойдёт переключение на бензин.

Тёплый старт — Данная опция позволяет осуществить запуск автомобиля на газе, когда двигатель уже разогрет. Опция активируется, если в момент пуска двигателя t редуктора равна или превышает температуру переключения (но не ниже 20 °С), а температура газа не ниже 10 °С.

Максимальная, нагрузка на газе (около 95%) — максимальное значение нагрузки на газе, выше которой контроллер переключится на бензин, перед полным открытием газовых форсунок. Момент, когда бензиновые форсунки полностью открыты, совпадает со значением параметра нагрузки 100 %. газовых форсунок.

Предварительное заполнение системы — после поворота ключа в замке зажигания происходит мгновенное открытие электроклапана, благодаря чему система наполнится газом.

Контроллер генерирует следующие звуковые сигналы:

– короткий сигнал — переключения на газ;

— три сигнала — в случае переключения с газа на бензин из-за малого количества газа в баке;

— три коротких и один длинный — в случае ошибки контроллера;

— два коротких и один длинный — после включения замка зажигания — необходимо провести техосмотр установки;

— три длинных сигнала, повторяющиеся каждую минуту — работа в аварийном режиме.

Нижний предел взрываемости (LEL) — это минимальная концентрация определенного горючего газа, необходимого для воспламенения при сгорании при контакте с кислородом (воздухом). Если концентрация газа ниже значения LEL, смесь между самим газом и воздухом слишком слабая, чтобы воспламениться. Верхний предел взрываемости (UEL) — это максимальный уровень концентрации газа, который будет гореть при смешивании с кислородом; когда концентрация газа выше значения UEL для газа / пара, смесь становится слишком «маслянистой», чтобы воспламениться или взорваться.

Читайте также:  Программное обеспечение для hp deskjet 2050

LEL и UEL: Почему это важно?

Диапазон между нижним и верхним пределами взрываемости (LEL / UEL%) определяется как диапазон воспламеняемости конкретного взрывоопасного и горючего газа.

Примеры LEL для обычных газов:

  • LEL для водорода: 4,0
  • LEL для метана: 5,0

Риск взрыва горючих газов должен тщательно регулироваться на любой производственной площадке, работающей с газами.

Чтобы вызвать взрыв, необходимо одновременно выполнить три условия:

  1. Наличие горючего газа, топливного элемента, в определенной концентрации.
  2. Присутствие кислорода.
  3. Наличие искрового элемента (который зажигает два элемента).

Соотношение топлива и кислорода, необходимых для взрыва, зависит от типа горючего газа. Газы воспламеняются только при смешивании с воздухом в определенном диапазоне концентраций. Если газ смешивается с кислородом в слишком низких или слишком высоких концентрациях, газ не будет воспламеняться и взрываться.

Нижние и верхние значения взрыва (LEL и UEL) определяют необходимый уровень концентрации по типу газа.

Взрывы будут иметь место при концентрациях газа в пределах LEL и значения UEL, не выше и не ниже, а максимальная мощность взрыва будет равна концентрации в средней точке диапазона воспламенения.

Таблица LEL UEL

(Примечание: значения LEL / UEL основаны на комнатной температуре и атмосферном давлении, зажигание запускается трубкой диаметром 2 дюйма).

Когда температура, давление и воспламенение увеличиваются, пределы взрываемости по газу изменяются.

Значения определяются опытным путем и могут изменяться в зависимости от источника информации. Нижний и верхний пределы взрываемости по газу:

LEL Gas LEL % UEL %
Ацетон 2,6 13,0
Ацетилен 2,5 100,0
Акрилонитрил 3,0 17
Аллены 1,5 11,5
Аммиак 15,0 28,0
Бензол 1,3 7,9
1,3-бутадиен 2,0 12,0
Бутан 1,8 8,4
Н-бутанол 1,7 12,0
1-бутен 1,6 10,0
Цис-2-бутен 1,7 9,7
Транс-2-бутен 1,7 9,7
Бутилацетат 1,4 8,0
Угарный газ 12,5 74,0
Карбонил сульфид 12,0 29,0
Хлоротрифлуороэтилен 8,4 38,7
Кумол 0,9 6,5
Циан 6,6 32,0
Циклогексан 1,3 7,8
Циклопропан 2,4 10,4
Дейтерий 4,9 75,0
Диборан 0,8 88,0
Дихлорсилан 4,1 98,8
Диэтилбензол 0,8
1,1-дифтор-1-хлорэтан 9,0 14,8
1,1-Difluoroethane 5,1 17,1
1,1-дифторэтилен 5,5 21,3
Диметиламин 2,8 14,4
Диметиловый эфир 3,4 27,0
2,2-диметилпропан 1,4 7,5
Этан 3,0 12,4
Этанол 3,3 19,0
Этилацетат 2,2 11,0
Этилбензол 1,0 6,7
Этилхлорид 3,8 15,4
Этилен 2,7 36,0
Окись этилена 3,6 100,0
Бензин 1,2 7,1
Гептан 1,1 6,7
Гексан 1,2 7,4
Водород 4,0 75,0
Цианистый водород 5,6 40,0
Сероводород 4,0 44,0
Изобутан 1,8 8,4
Изобутилен 1,8 9,6
Изопропиловый спирт 2,2
Метан 5,0 15,0
Метанол 6,7 36,0
Метилацетилен 1,7 11,7
Метилбромид 10,0 15,0
3-метил-1-бутен 1,5 9,1
Метилцеллозольв 2,5 20,0
Метилхлорид 7,0 17,4
Метилэтилкетон 1,9 10,0
Метантиол 3,9 21,8
Метилвиниловый эфир 2,6 39,0
Моноэтиламин 3,5 14,0
Монометиламин 4,9 20,7
Никель карбонил 2,0
Пентан 1,4 7,8
Пиколин 1,4
Пропан 2,1 9,5
Пропилен 2,4 11,0
Оксид пропилена 2,8 37,0
Стирол 1,1
Тетрафторэтилен 4,0 43,0
Тетрагидрофуран 2,0
Толуол 1,2 7,1
Трихлорэтилен 12,0 40,0
Триметиламин 2,0 12,0
Скипидар 0,7
Винилацетат 2,6
Винилбромид 9,0 14,0
Винилхлорид 4,0 22,0
Винилфторид 2,6 21,7
Ксилол 1,1 6,6

Прибор для измерения LEL/UEL

Для безопасной работы в опасных средах, то есть в закрытых помещениях с присутствием горючих газов, следует тщательно контролировать концентрацию газа.

Поскольку концентрация газа превышает 20% газа, LEL считается небезопасным.

Для контроля значения концентрации газа в закрытых и опасных средах операторы могут использовать счетчики LEL (также называемые счетчиками / детекторами LEL), которые оснащены каталитическими шариковыми и инфракрасными чувствительными элементами для измерения нижнего предела взрываемости газов.

Эти детекторы газа предупреждают операторов всякий раз, когда горючий газ присутствует в окружающей среде на уровне около 10%.

Измерители LEL являются довольно сложными устройствами, которые имеют микропроцессорную модульную конструкцию с самокалибровкой и цифровым отображением информации.

Наиболее используемым измерителем LEL является тип моста Уитстона, который эффективен для большинства применений и сред.

Однако детектор LEL моста Уитстона может быть неэффективен для определенных условий или газов, для которых требуются датчики с более высокой чувствительностью. ПИД-детекторы («фотоионизационные детекторы») являются опцией, когда в опасных условиях требуется более точное измерение LEL..

PID может измерять концентрацию легковоспламеняющихся газов и других токсичных газов даже на очень низких уровнях (от ppb, т.е. частей на миллиард, до 10 тыс. частей на миллион, то есть 1%).

PID являются гораздо более чувствительными инструментами, чем обычные LEL-метры, и, как правило, стоят дороже. PID подходят для измерения следующих органических соединений:

  • Алкоголь
  • Ароматика
  • Амины и амиды
  • Хлорированные углеводороды
  • Кетоны и альдегиды
  • Соединения серы
  • Ненасыщенные углеводороды
  • Насыщенные углеводороды — как бутан и октан

Неорганические соединения, которые могут быть измерены фотоионизационными детекторами:

  • Аммоний
  • Бром
  • Йод
  • Сероводород
  • Оксид азота
  • Полупроводниковые газы
Ссылка на основную публикацию
Нет звука при оцифровке видеокассет
Рассмотрим процесс оцифровки и проблемы, которые могут возникнуть при выполнении этого процесса. Задачей этого процесса является преобразование аналогового сигнала в...
Не переключается время на андроиде
Некоторые пользователи жалуются на то, что время на смартфоне сбивается. Действительно, такое возможно, причем зачастую не зависит от модели смартфона....
Не печатаются буквы в айфоне
Узнайте, как пользоваться функциями «Автокоррекция», предиктивного набора и замены текста, чтобы вводить текст с меньшим количеством нажатий. Использование функции «Автокоррекция»...
Нет зеленого цвета в телевизоре
Пропадание или искажение цвета — одна из самых сложных неисправностей телевизора, поскольку может возникать по самым разным причинам. Данные поломки...
Adblock detector