Yakıtın genel özellikleri. Yapısı. Yakıtın kalorifik değeri.

Yakıt - Bunlar, ana bileşeni karbon olan yanma sırasında termal enerji elde etmek için kullanılan yanıcı maddelerdir.

Yakıt olarak:

Gaz sahalarından çıkarılan doğal gaz;

Petrol sahalarının geliştirilmesi sırasında elde edilen ilişkili gaz;

İlişkili petrol sahalarının ve gaz kondens alanlarından üretilen gazların işlenmesinden elde edilen sıvılaştırılmış petrol gazı

Rusya'daki en büyük gaz alanları: Urengoyskoye, Stavropolskoye, Syzranskoye, vb.

Doğal gazlar bileşimde homojendir ve esas olarak metandan oluşur. Petrol sahalarından ilişkili gaz ayrıca etan, propan ve bütan içerir. Sıvılaştırılmış gazlar bir propan ve bütan karışımıdır ve propan ve bütanın yanı sıra yağın termal işlenmesi sırasında rafinerilerde elde edilen gazlar etilen, propilen ve butilen içerir.

Yanıcı bileşenlere ek olarak, doğal gazlar büyük miktarlarda hidrojen sülfür, oksijen, azot, karbon dioksit, su buharı ve mekanik safsızlıklar içerir.

Gaz cihazlarının normal çalışması, gazın bileşiminin sabitliğine ve içerdiği zararlı kirliliklerin sayısına bağlıdır.

GOST 5542-87'ye göre, doğal gazların yanıcı maddeleri, kalorifik değerin bağıl (hava yoluyla) gaz yoğunluğunun kare köküne oranı olan Wobbe sayısı ile karakterize edilir:

Gazların temel özellikleri.

Havanın özgül ağırlığı 1.293 kg / m3'tür.

Doğal gaz metan CH4, özgül ağırlık 0.7 kg / m3, havadan 1.85 kat daha hafiftir, bu nedenle odanın üst kısmında veya kuyusunda birikir.

Sıvılaştırılmış gaz propan-bütan karışımı (propan C3H8, bütan C4H10) sıvı haldeki özgül ağırlığı 0.5 t / m3, gaz halinde 2.2 kg / m3'tür.

Kalorifik değer.

Bir metreküp gazın tamamen yanmasıyla 8-8.5 bin kilokalori serbest kalır;

Sıvılaştırılmış gaz propan-bütan 24-28 bin kilokalori

Gazların yanma sıcaklığı +2100 derece C'dir.

Hava ile karıştırılmış doğal ve sıvılaştırılmış gazlar patlayıcıdır.

Gaz-hava karışımlarının patlayıcı sınırları.

% 5'e kadar ateşleme oluşmaz

% 5 ila% 15 patlama meydana gelir

Bir ateş kaynağı varsa% 15'in üzerinde yanar ve yanar

Hava kaynağı ateşleme kaynakları

● açık ateş (kibritler, sigaralar);

● Herhangi bir elektrikli cihazı açıp kapadığınızda meydana gelen elektrik kıvılcımı;

● Bir gaz ekipmanının bir parçası üzerindeki bir aletin sürtünmesinden veya metal nesneler birbirine çarptığında ortaya çıkan kıvılcım

Doğal ve sıvılaştırılmış gazlar renksiz ve kokusuzdur. Gaz kaçaklarının tespitini kolaylaştırmak için, ona ekşi lahana kokusu olan bir madde olan etil merkaptan eklenir.

03 Haziran 2011

–	Düşük patlayıcı sınırı	Üst patlayıcı sınırı
B-70 benzin	0,8	5,1
Gazyağı traktörü	1,4	7,5
Propan	2,1	9,5
n-Butan	1,5	8,5
Metan	5	15
Amonyak	15	28
Hidrojen sülfit	4,3	45,5
Karbonmonoksit	12,5	75
Hidrojen	4	75
Asetilen	2	82

Patlama, enerjinin serbest bırakılması ve sıkıştırılmış gazların oluşumu ile birlikte anında kimyasal bir dönüşümdür.

Gaz-hava karışımlarının patlamaları büyük miktarda ısı üretir ve büyük miktarda gaz üretir.

Açığa çıkan ısı nedeniyle, gazlar yüksek bir sıcaklığa ısıtılır, hacim olarak keskin bir şekilde artar ve genişleyerek, bina zarfına veya patlamanın meydana geldiği aparatın duvarlarına büyük bir kuvvetle bastırın.

Gaz karışımlarının patlaması sırasındaki basınç 10 kgf / cm2'ye ulaşır, sıcaklık 1500-2000 ° C arasında değişir ve patlama dalgasının yayılma hızı saniyede birkaç yüz metreye ulaşır. Patlamalar büyük hasara ve yangına neden olma eğilimindedir.

Yanıcı maddelerin yangın tehlikeli özellikleri bir dizi gösterge ile karakterize edilir: parlama noktası, ateşleme, kendiliğinden tutuşma, vb.

Yanıcı maddelerin diğer özellikleri arasında patlama basıncı, karışımdaki yanıcı maddenin herhangi bir konsantrasyonunda karışımın tutuşması ve yanmasının imkansız hale geldiği minimum patlayıcı oksijen içeriği, yangın söndürme maddeleri ile etkileşimin doğası vb.

“Gaz endüstrisinde işgücü koruma ve güvenlik önlemleri”,
AN Yanovich, A.Ts. Astvatsaturov, A.A. Busurin

Göstergeler Metan Propan n-Bütan Havacılık benzin Traktör gazyağı Endüstriyel yağ Buhar parlama noktası, ° С –188 - –77–34 27,200 Kendiliğinden tutuşma sıcaklığı, ° С 537 600–588 490-569 300 250 380 Ateşleme konsantrasyonu, hacimce% 6 , 3–15 2,2–9,5 1,9–8,5 0,8–5,2 1,4–7,5 1–4 Buharların sıvının üstünde tutuşma sıcaklık sınırları, ° С –188 / + 180 - - (77/52) - (34/4) 27–69 146–191 Hız ...

Patlayıcı sıvılaştırılmış ve doğal gaz konsantrasyonları, boru hatlarının, tankların ve aparatların kapatılması sırasında, gaz tamamen çıkarılmadığında ve gelen hava ile karıştırıldığında patlayıcı bir karışım oluşur. Bu bağlamda, çalışmaya başlamadan önce, gaz boru hatları ve tankları su ile yıkanır, buharda pişirilir ve inert bir gazla yıkanır. Gazın diğer tanklardan veya boru hatlarından onarılmasını önlemek için ...

Sıvılaştırılmış gazın çalışma küme bazlarında meydana gelen yangınların analizi, ana kaza türlerinin aşağıdakileri gösterdiğini gösterir: gaz kaçakları, boru hatlarının ve esnek hortumların yırtılması, flanş bağlantılarının bozulması ve fişlerin kopması, valflerde salmastra kutusu contalarının bozulması, sızıntı valfleri, taşma nedeniyle sıvılaştırılmış gaz tanklarının imhası; boru hatları ve tanklarda çeşitli arızalar (imha ...

Gaz buharlaşması sırasında patlayıcı bir gaz-hava karışımı oluşur. İç mekan kazalarında, patlayıcı gaz konsantrasyonları öncelikle gaz kaçağının yakınında meydana gelir ve daha sonra odaya yayılır. Sızıntı yakınındaki açık alanlarda gaz buharlaştığında, depoya yayılan bir gaz kirlenme bölgesi oluşur. Acil bir gaz çıkışı sırasında gaz kirlenme bölgesinin boyutu, birçok gaz akışına bağlıdır.

Gaz yangınlarını söndürmedeki en büyük zorluk, bir yangını söndürdükten sonra gaz kirliliği ve hüküm sürmesine karşı mücadeledir. Bilinen söndürme maddelerinin hiçbiri gaz kirlenmesi ve hüküm sürme tehlikesini ortadan kaldırmaz. Gaz yangınlarına karşı mücadelede ana görev yangının lokalizasyonudur. Son kullanma süresini ve giden gazın hacmini sınırlandırarak ve ayrıca termal koruma ile gerçekleştirilmelidir ...

Madenlerde iklim koşulları. Yüzeydeki iklim koşullarından farklılıkları.

Madencilik işletmelerinin iklim koşulları (termal koşullar), bir kişinin refahı, işgücü verimliliği ve yaralanma seviyesi üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Ayrıca, ekipmanın çalışmasını, maden işlerinin bakımını ve havalandırma yapılarının durumunu etkiler.

Yeraltı çalışmalarındaki sıcaklık ve nem, yüzeydeki sıcaklıklara bağlıdır.

Hava yer altı çalışmalarında hareket ettiğinde, sıcaklığı ve nemi değişir.

Kışın, madene giren hava, hava sağlayan açıklıkların duvarlarını soğutur ve ısınır. Yaz aylarında, hava çalışmaların duvarlarını ısıtır ve soğur. Isı transferi en yoğun olarak hava tedarik çalışmalarında ve rutubetlerinden ağızlarından belirli bir mesafede meydana gelir ve hava sıcaklığı kayaların sıcaklığına yakın olur.

Yer altı madenlerinde hava sıcaklığını belirleyen ana faktörler şunlardır:

1. Kayalar ile ısı ve kütle transferi.

2. Dikey veya eğimli çalışmalarda aşağı doğru hareket ederken havanın doğal olarak sıkıştırılması.

3. Kayaların ve astar malzemelerinin yükseltgenmesi.

4. Maden çalışmaları boyunca taşınması sırasında kaya kütlesinin soğutulması.

5. Hava ve su arasındaki kütle aktarım süreçleri.

6. Makinelerin ve mekanizmaların çalışması sırasında ısı yayılımı.

7. insanların ısı dağılımı, elektrik kabloları soğutma, boru hatları, yanan fikstür, vb.

Çeşitli çalışmalarda izin verilen maksimum hava hızı 4 m / s (taban deliği boşluklarında) ila 15 m / s (asansör bulunmayan havalandırma şaftlarında) arasında değişir.

Kışın yeraltı çalışmalarına verilen hava + 2 ° C sıcaklığa kadar ısıtılmalıdır (hava ısıtıcı kanalı ile gövde arasındaki arabirimden 5 m).

Sanayi tesislerinin çalışma alanında (konsantrasyon tesisleri dahil) optimum ve izin verilen sıcaklık, bağıl nem ve hava hızı normları GOST 12.1.005-88 ve SanPiN - 2.2.4.548-96'da verilmiştir.

Optimal mikro iklim koşulları, termal konfor hissi sağlayan meteorolojik parametrelerin bu tür kombinasyonlarıdır.

Kabul edilebilir - yaralanma veya sağlık koşulları olmayan meteorolojik parametrelerin bu kombinasyonları.

Bu nedenle, kategori I şiddeti çalışmaları için soğuk mevsimde izin verilen sıcaklık aralığı 19-25 ° C'dir; II kategorisi - 15-23 o C; III kategorisi - 13-21 o C.

Sıcak mevsimde, bu aralıklar sırasıyla yaklaşık 20-28; 16-27 ° C; 15-26 S hakkında.

Metanın yanıcılığı ve patlayıcılığının konsantrasyon sınırları. Yanıcılık ve Patlayıcı Yoğunluğu Etkileyen Faktörler

Metan (CH 4) - normal şartlar altında renksiz, kokusuz ve tatsız gaz çok inerttir. Nispi yoğunluğu 0.5539'dur, bunun sonucunda maden çalışmalarının ve tesislerinin üst kısımlarında birikir.

Metan hava ile yanıcı ve patlayıcı karışımlar oluşturur, soluk mavimsi bir alevle yanar. Yeraltı çalışmalarında, karbon monoksit ve hidrojenin oluşumuna yol açan oksijen eksikliği koşulları altında metan yanması meydana gelir.

Havadaki metan içeriği% 5-6'ya (normal oksijen içeriğiyle) kadar olduğunda, bir ısı kaynağının (açık alev) yakınında yanar,% 5-6 ila% 14-16 patlar,% 14-16'dan fazlası patlamaz, ancak yanabilir dışarıdan oksijen akışı. Patlamanın gücü, ilgili metan miktarına bağlıdır. Patlama, havadaki% 9.5 CH4 içeriği ile en büyük gücüne ulaşır.

Metan tutuşma sıcaklığı 650-750® С; patlama ürünlerinin sınırsız bir hacimde sıcaklığı 1875 ° C'ye ve kapalı bir hacimde 2150-2650 ° C'ye ulaşır.

Metan, oksijensiz kompleks kimyasal işlemlerin etkisi altında organik maddede fiberin ayrışması sonucu oluşmuştur. Bunda hayati bir rol, mikroorganizmaların (anaerobik bakteriler) hayati aktivitesi tarafından oynanır.

Kayalarda metan serbesttir (gözenek boşluğunu doldurur) ve bağlı durumdadır. Doğal koşullarda birim kömür (kaya) kütlesinde bulunan metan miktarına gaz içeriği denir.

Kömür madenlerinin maden işlerinde üç tip metan emisyonu vardır: sıradan, sufle ve ani emisyonlar.

Tehlikeli metan birikimini önlemek için ana önlem, çalışmaların havalandırılması ve izin verilen gaz konsantrasyonlarının korunmasını sağlamaktır. Güvenlik kurallarına göre, maden havasındaki metan içeriği tabloda verilen değerleri aşmamalıdır. 1.3.

Madenlerde İzin Verilen Metan İçeriği

Havalandırma ile izin verilen bir metan içeriğinin sağlanması mümkün değilse, madenlerin gazının giderilmesi kullanılır.

Metan tutuşmasını önlemek için, madencilikte açık ateş kullanımı, sigara içmek yasaktır. Gaz tehlikesi olan işlerde kullanılan elektrikli ekipman patlamaya dayanıklı olmalıdır. Patlatma işlemleri için sadece koruyucu patlayıcılar ve patlayıcı cihazlar kullanılmalıdır.

Patlamanın zararlı etkilerini sınırlamak için ana önlemler: madenin bağımsız olarak havalandırılan alanlara ayrılması; kurtarma hizmetinin açık organizasyonu; tüm çalışanların metan özelliklerine alışması ve ihtiyati tedbirler.

Hava gazı karışımları, yalnızca karışımdaki gaz içeriği belirli (her gaz için) sınırlar içinde olduğunda tutuşabilir (patlayabilir). Bu bağlamda, yanıcılığın alt ve üst konsantrasyon limitleri ayırt edilir. Alt limit minimuma karşılık gelir ve üst limit, tutuştukları (tutuştuklarında) ve kendiliğinden (dışarıdan ısı girişi olmadan) alev yayılımı (kendiliğinden tutuşma) içindeki maksimum gaz miktarına karşılık gelir. Aynı limitler gaz-hava karışımlarının patlayıcı koşullarına da karşılık gelir.

Tablo 8.8. Kısmi basınca bağlı olarak su buharı H2O ve karbondioksit CO2'nin ayrılma derecesi

Sıcaklık,

Kısmi basınç, MPa

Su buharı H2O

Karbondioksit CO2

Gaz-hava karışımındaki gaz içeriği düşük yanıcılık sınırından düşükse, bu tür bir karışım yanmaz ve patlayamaz, çünkü karışımı ateşleme sıcaklığına ısıtmak için ateşleme kaynağının yakınında salınan ısı yeterli değildir. Karışımdaki gaz içeriği alt ve üst yanıcılık sınırları arasındaysa, tutuşan karışım hem ateşleme kaynağının yakınında hem de çıkarıldığında yanar ve yanar. Böyle bir karışım patlayıcıdır.

Yanıcılık sınırları (patlayıcı limitleri olarak da adlandırılır) aralığı ne kadar genişse ve alt limit ne kadar düşükse, gaz o kadar patlayıcı olur. Ve son olarak, karışımdaki gaz içeriği üst yanıcılık sınırını aşarsa, karışımdaki hava miktarı gazı tamamen yakmak için yeterli değildir.

Yanıcılık sınırlarının varlığı, yanma sırasında ısı kaybından kaynaklanır. Yanıcı bir karışım hava, oksijen veya gaz ile seyreltildiğinde, ısı kayıpları artar, alev yayılma oranı düşer ve ateşleme kaynağı çıkarıldıktan sonra yanma durur.

Hava ve oksijen içeren karışımlarda ortak gazlar için yanıcılık sınırları tabloda verilmiştir. 8,11-8,9. Karışımın artan sıcaklığı ile, yanıcılık sınırları genişler ve kendiliğinden tutuşma sıcaklığını aşan bir sıcaklıkta, hava veya oksijen ile gaz karışımı herhangi bir hacim oranında yanar.

Yanıcılık limitleri sadece yanıcı gazların türlerine değil, aynı zamanda deneylerin koşullarına da (kap kapasitesi, ateşleme kaynağının termal gücü, karışım sıcaklığı, alev yayılımı, aşağı, yatay, vb.) Bağlıdır. Bu, çeşitli edebi kaynaklarda bu sınırların farklı anlamlarını açıklar. Masada. 8.11-8.12, 50 mm veya daha fazla çapa sahip bir tüpte alev yayılması sırasında oda sıcaklığında ve atmosfer basıncında elde edilen nispeten güvenilir verileri gösterir. Alev yukarıdan aşağıya veya yatay olarak yayıldığında, alt sınırlar hafifçe artar ve üst sınırlar azalır. Balast katışkıları içermeyen karmaşık yanıcı gazların yanıcılık limitleri, katkı maddesi kuralı ile belirlenir:

L r \u003d (r 1 + r 2 + ... + r n) / (r 1 / l1 + r2 / l2 + ... + rn / ln) (8.17)

burada Lg, karmaşık bir gazın alt veya üst yanıcılık sınırıdır (8.17)

burada 12, bir gaz-hava veya gaz-oksijen karışımındaki kompleks bir gazın alt veya üst yanıcılık sınırıdır, cilt. %; r, r2, ..., rn karmaşık bir gazdaki ayrı bileşenlerin içeriğidir, cilt. %; r, + r2 + ... + rn \u003d% 100; l, l2, ..., ln, tabloya göre bir gaz-hava veya gaz-oksijen karışımındaki ayrı ayrı bileşenlerin alt veya üst yanıcılık sınırlarıdır. 8.11 veya 8.12, cilt. %

Gazda balast safsızlıklarının varlığında, yanıcılık sınırları aşağıdaki formülle belirlenebilir:

L6 \u003d LJ 1 + B / (1 - B); 00] / (8.18)

burada Lg, safra katışkıları ile karışımın üst ve alt yanıcılık sınırlarıdır, cilt. %; L2 - yanıcı karışımın üst ve alt yanıcılık sınırları, vol. %; B - balast katışkılarının miktarı, bir birimin fraksiyonları.

Tablo 8.11. Hava ile bir karışımdaki gazların yanıcılık sınırları (t \u003d 20 ° C ve p \u003d 101.3 kPa'da)

					Maksimum patlama basıncı, MPa	Ateşleme sınırlarında aşırı hava katsayısı a
	Yanıcılık sınırları		Karışımın stokiyometrik bileşimi ile	Maksimum patlama basıncı veren karışımın bileşimi ile
	alt	üst				alt	üst
Karbonmonoksit
izobütan
propilen
Asetilen

T tablo 8.12. Oksijen içeren bir karışımdaki gazların yanıcılık sınırları (t \u003d 20ºC ve p \u003d

Hesaplamalarda, aşırı hava katsayısını farklı yanıcılık sınırlarında (bkz. Tablo. 8.11) ve bir gaz-hava karışımının patlamasından kaynaklanan basıncı bilmek genellikle gereklidir. Üst veya alt yanıcılık sınırlarına karşılık gelen aşırı hava katsayısı formül ile belirlenebilir.

α \u003d (100 / L - 1) (1 / VT) (8,19)

Gaz-hava karışımlarının patlamasından kaynaklanan basınç, aşağıdaki formüllerle yeterli bir yaklaşımla belirlenebilir: basit gazın havaya stokiyometrik oranı için:

R vz \u003d Rn (1 + β tk) (m / n) (8.20)

herhangi bir kompleks gazın havaya oranı için:

Rvz \u003d Rn (1 + βtk) Vvlps / (1 + αV m) (8.21)

burada Rbz - patlamadan kaynaklanan basınç, MPa; pH - başlangıç \u200b\u200bbasıncı (patlamadan önce), MPa; gazların hacimsel genleşme katsayısı, sayısal olarak basınç katsayısına eşit (1/273); tK - kalorimetrik yanma sıcaklığı, ° С; t, patlama sonrası havadaki gaz yanmasının reaksiyonu ile belirlenen mol sayısıdır; n, yanma reaksiyonunda yer alan patlamadan önceki mol sayısıdır; V mn,. - 1 m3 gaz, m3 başına ıslak yanma ürünlerinin hacmi; V „, teorik hava akış hızı, m3 / m3'tür.

Tabloda verilen patlama basınçları. 8.13 veya formüllerle tanımlanır, ancak tankın içinde gazın tamamen yanması ve duvarlarının bu basınçlar için tasarlanmış olması durumunda ortaya çıkabilir. Aksi takdirde, duvarların mukavemeti veya en kolay çöken parçaları ile sınırlandırılır - basınç darbeleri, karışımın iltihaplanma hacminden ses hızında yayılır ve muhafazaya alev önünden çok daha hızlı ulaşır.

Bu özellik - alev yayılımı ve basınç darbelerinin (şok dalgaları) farkı - gaz cihazlarını ve odaları bir patlamadaki yıkımdan korumak için pratikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunu yapmak için, duvarların ve zeminlerin açıklıklarına kolayca açılır veya çökebilir kıç yatırması, çerçeveler, paneller, vanalar vb. Bir patlamadan kaynaklanan basınç, koruma cihazlarının tasarım özelliklerine ve koruyucu cihazların alanının odanın hacmine oranı olan deşarj katsayısı kc6'ya bağlıdır.

1. Gaz - renk, tat veya koku olmadan. Toksik olmayan, toksik olmayan. Boğulma etkisi vardır, yani. sızıntı durumunda, binanın hacminden oksijeni uzaklaştırır.

2. Yangın ve patlama tehlikesi.

3. Bu nedenle havadan yaklaşık iki kat daha hafiftir, bu nedenle sızıntılar sırasında tesislerin üst katmanlarında birikir.

Hava yoğunluğu:r hava\u003d 1.29 kg / m3.

Gaz yoğunluğu:r gaz. \u003d 0.72 kg / m3.

4. –162 ° C sıcaklıkta ve atmosfer basıncında (760 mmHg. Sanat) doğal gaz sıvı hale gelir.

5. +1600 ile +2000 О С arasındaki gaz yanması sırasında geliştirilen sıcaklık.

6. Parlama noktası +645 C. Hakkında

7. Bir metreküp gaz yandığında, 8500 Kcal ısı açığa çıkar (Doğal gazın kalorifik değeri).

8. Patlayıcı gaz sınırları: hacimce% 5 ila% 15.

İç ortam havasındaki gaz konsantrasyonu% 5'in altında veya% 15'in üzerindeyse, patlama olmaz. Bir yangın veya yangın olacak. % 5'ten az olduğunda - yanmayı destekleyen gaz ve daha az ısı eksikliği olacaktır.

İkinci durumda (% 15'ten fazla konsantrasyon) az hava olacaktır, yani. oksitleyici ajan ve yanmayı korumak için az miktarda ısı.