Природный газ — состав и основные свойства

Каким образом производится подготовка к транспортировке и использованию

Добытый в недрах природный газ обычно содержит, помимо всего прочего, влагу. Это, в свою очередь, может вызвать серьезные затруднения при эксплуатации голубого топлива. При определенных условиях влага в природном газе начинает конденсироваться. А это, в свою очередь, может привести к коррозии стенок трубопровода. В морозы же влага в магистралях легко образует ледяные пробки, что конечно же, является недопустимым.

Чтобы избежать возникновения подобных проблем, природный газ после добычи обычно подвергается осушке. Для этого на предприятии снижают температуру точки росы на 5-7 °С ниже рабочей в магистрали.

Также перед подачей потребителю природный газ может очищаться от сероводорода и углекислого газа. Первого в голубом топливе, согласно нормативам, должно содержаться не более 2 г на 100 м3. При этом очистка природного газа от углекислого производится обычно с целью снижения концентрации последнего до 2%.

Определяющие факторы потребления газовой смеси

Обогрев дома с использованием природного газа сегодня считается наиболее востребованным и удобным. Но ввиду подорожания «голубого топлива» финансовые затраты домовладельцев существенно возросли. А потому большинство рачительных хозяев сегодня волнует, какой средний расход газа на отопление дома.

Основным параметром при расчете потребления топлива, расходуемого на обогрев загородного дома, являются тепловые потери здания. Хорошо, если владельцы дома позаботились об этом еще при проектировании. Но в большинстве случаев на практике оказывается, что лишь малая часть домовладельцев знает тепловые потери своих строений.

Галерея изображений
Фото из
Для организации отопления с газовым котлом в просторном особняка площадью от 350 м² и более подойдет напольный одноконтурный агрегат мощностью от 45 кВт

Для подготовки горячей воды однокотурный котел дополняется внешним бойлером. Объем бойлера не должен быть больше 300 л, чтобы период подогрева воды был не слишком большим

Устроить отопление в доме площадью от 200 до 350 м² лучше с установкой напольного или настенного одноконтурного котла мощностью до 35 кВт

Для обустройства квартиры, не подключенной к централизованному горячему газоснабжению, или дачи идеально подойдет одно- или двухконтурный котел мощностью до 26 кВт

При обустройстве квартир и дач желательно отдать предпочтение одноконтурным агрегатам, т.к. второй теплообменник двухконтурных котлов не слишком надежен. Бойлер потребуется емкостью до 130 л

Желающим установить дома максимально производительное оборудование стоит обратить внимание на конденсационные модели. КПД их доходит до 109 % благодаря использованию энергии пара, образуемого при сжигании газа

Конденсационные газовые агрегаты выпускаются по аналогии с обычными в напольном и настенном варианте. Но мощность их значительно выше, может достигать 100 кВт

Для сравнения возможностей конденсационных модификаций — мощность обычного напольного котла в среднем 35 — 40 кВт, производительность около 90 %

Напольный газовый котел для большого особняка

Подбор бойлера к одноконтурному газовому котлу

Настенный вариант для загородного дома средней площади

Настенная модель для установки в квартире или на даче

Емкость бойлера для одноконтурной газовой модели

Установка газовых конденсационных котлов

Пределы мощности конденсационных котлов

Конденсационная модель в сравнении с обычной

Потребление газовой смеси напрямую зависит от КПД и мощности котлогенератора. Не меньшее влияние оказывают также:

• климатические условия региона;
• конструктивные особенности постройки;
• количество и тип установленных окон;
• площадь и высота потолков в помещениях;
• теплопроводность примененных стройматериалов;
• качество утепления наружных стен дома.

Учитывайте, что рекомендованная паспортная мощность устанавливаемого агрегата демонстрирует его максимальные возможности. Она всегда будет несколько выше рабочих показателей агрегата, функционирующего в нормальном режиме при обогреве конкретного здания.

Мощность установленного агрегата рассчитывают в строгом соответствии с действующими нормативными требованиями, учитывая при этом все вышеперечисленные факторы

К примеру, если паспортная мощность котла в 15 кВт, то реально эффективно функционировать система будет  при тепловой мощности порядка 12 кВт. Запас Запас по мощности около 20 % рекомендован специалистами на случай аварий и сверх холодных зим. Поэтому при расчете расхода топлива следует ориентироваться именно на реальные данные, а не основываться на максимальные значения, рассчитанные на краткосрочное действие в авральном режиме.

Покупать газовый агрегат рекомендовано с запасом по мощности примерно 20% на случай аварийных ситуаций и холодных зим. Например, если расчетная тепловая мощность равна 10 кВт, то оборудование рекомендовано приобретать с паспортной мощностью 12 кВт (+)

О чем расскажет цвет пламени конфорок

Пламя в конфорках может иметь самые разные оттенки, которые свидетельствуют об особенностях сгорания топлива. Насыщенный голубой цвет огня говорит об однородной структуре газа, который подаётся в кухонную плиту. Однородное и качественное топливо сгорает полностью, выделяет в окружающую среду максимальное количества тепла и минимальный объем вредных веществ.

Нередки случаи, когда собственники квартир замечают в своих конфорках пламя ярко-красного или желтого цвета. Любые оттенки, отличные от голубого, свидетельствуют о том, что в горелку поступает топливо низкого качества с примесями воздуха. Низкокачественное топливо не только может быть достаточно опасным при использовании, но еще и осуществляет значительно худший нагрев. Плохое качество газа приведет к тому, что для работы системы теплоснабжения придется тратить больший объем дорогостоящего ресурса и больше платить по коммунальным счетам.

Из-за этого рекомендуем обращать внимание на цвет огня на плите и в котле. Чаще всего виновниками подачи в квартиры низкокачественного топлива выступают управляющие компании

Представители УК порой намеренно снижают содержание углекислоты и углеводорода в топливе, чтобы повысить свои доходы. В любом случае, обнаружение изменения цвета пламени является отличным поводом для обращения в ответственные органы за разъяснениями.

Некачественная работа системы газоснабжения может не только повысить расходы пользователей квартиры или дома, но также привести к преждевременному износу установленного оборудования, выходу его из строя и даже возникновению аварийных ситуаций. Мы напрямую заинтересованы в том, чтобы в наши дома поставляли природный газ высокого качества, потому при возникновении любых подозрений о содержании в топливе примесей следует провести проверку имеющейся техники, вызывав на дом газовиков.

Добыча газа

В недрах земли газ находится в микротрещинах под большим давлением. Естественное движение метана происходит по определенным закономерностям. Газ залегает в земной коре на расстоянии 1-6 км от поверхности, поэтому сначала проводят геологоразведочные работы. Глубоко в недрах планеты есть поры и трещины очень малых размеров, которые содержат в себе газ. Механизм естественного перемещения газа прост: метан вытесняется из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением. По всей площади месторождения равномерно устанавливают скважины. Так как давление под землей во много раз больше атмосферного, газ сам выходит в скважину.

Подготовка и транспортировка

Газ не сразу пускают по трубопроводу, сначала его особым образом подготавливают в котельнях, ТЭЦ и на химических заводах. Осушают от водяного пара и очищают от примесей: сероводорода (вызывает коррозию труб), водяного пара (вызывает конденсат, мешает движению газа). Подготавливают и трубопровод: с помощью азота в нем создают инертную среду. Далее газ движется по большим трубам диаметром 1,5 м (под давлением 75 атмосфер). Так как при транспортировании потенциальная энергия газа тратится на силы трения между частицами самого газа и на трение между трубой и метаном, существуют компрессорные станции, поднимающие давление внутри трубы до 120 атмосфер. Подземные газопроводы укладывают на глубине 1,5 м, чтобы конструкция не замерзала.

Типы газопроводов

• Магистральные. Давление в системе 6-12 атмосфер поддерживается до газораспределительной станции, которая снижает давление до нужного уровня.
• Линии среднего давления. Давление в системе 3-6 атмосфер.
• Линии низкого давления. Давление при работе составляет от 0,05 до 3 атмосфер. Именно такое давление в газовой трубе в квартире или в частном доме.

Распределительные и регулирующие устройства

• Регулятор давления газа представляет собой оборудование для управления потоком рабочей среды.
• Системы контроля загазованности автоматически перекрывают подачу газа.
• Редукционный агрегат снижает давление топлива.
• Коммутатор перераспределяет магистральный поток на отдельные ветки.
• Манометры и расходомеры позволяют следить за параметрами системы.
• Фильтры очищают газовую смесь от примесей.

Все эти устройства обеспечивают безопасность магистральных трубопроводов и входят в систему автоматического регулирования параметров.

Влияние на экологию

Газодобывающие системы оказывают серьезное влияние на экологию. По статистике, 35% общего количества выбросов в воздушное пространство относятся к этому сектору промышленности. При этом лишь 20% из них нейтрализуются. Выбросы вредных веществ компрессорных станций происходят при следующих операциях:

• залповый характер выброса (при продувке газопровода);
• при смазке дегазационного бака;
• в случае срабатывания пневматических кранов.

Экологические проблемы

Особенно опасна для природного равновесия добыча сланцевого газа. Этот процесс, как правило, производится методом гидроудара. При этом в используемой жидкости содержатся ядовитые компоненты, впоследствии проникающие в почву. Возможен также их выброс в атмосферу. Вызывает опасность данный процесс и в области сейсмологии.

Для того чтобы минимизировать негативные последствия для окружающей среды, добыча и транспортировка газа должна выполняться по разработанной технологии, учитывающей эти моменты.

Классификации залежей газа

Предполагается что полезные ископаемые, в том числе природный газ, образовались в меловую эру. В то время на планете обитали крупные животные, сейчас вымершие. Приверженцы биогенного происхождения считают, что именно с этим связано образование природного газа.

Классифицируются залежи в зависимости от глубины их залегания и времени образования.

Наиболее глубоко расположенные ярусы именуются согласно местности нахождения. Они носят название:

• Сеноманского.
• Валанжинского.
• Туронского.
• Ачимовского.

Залежи газа по ярусам

Туронский слой относительно недавнего происхождения, глубина его залегания около 800 м. Он характеризуется неоднородным составом с большим количеством примесей, снижающих качество сырья.

Россия обладает огромными запасами газа Сеноманского яруса. Глубина месторождений составляет от 1 до 1,8 км. Эта разновидность свободного газа почти не содержит примесей, по большей части, включая метан. Добыча газа в данных условиях не требует его последующей очистки, поэтому наиболее целесообразно, с экономической точки зрения.

Классификация природных газов

Ачимовский слой в настоящее время до конца не изучен. Он отмечается значительным уровнем содержания парафинов. Эти пласты характеризуются высоким внутренним давлением. Добыча газа этой разновидности у нас также осуществляется достаточно широко.

Валанжинский ярус находится на глубине до 3 км и является наиболее глубоким, по сравнению с остальными. Эти запасы сейчас уже истощаются.

Процесс добычи голубого топлива

Предшествующим добыче газа, является процесс геологоразведочных работ. Они позволяют точно определить объем и характер залегания месторождения. В настоящее время применяется несколько методов разведки.

Гравитационный – основывается на вычислении массы горных пород. Для газосодержащих слоев характерна значительно меньшая плотность.

Магнитный – учитывает магнитную проницаемость породы. Посредством проведения аэромагнитной съемки возможно получить полную картину залежей глубиной до 7 км.

Цель данной методики

Сейсмический – используются излучения, отражающиеся при проходе сквозь недра. Это эхо способны уловить специальные измерительные приборы.

Геохимический – изучаются состав подземных вод с определением содержания в них веществ, сопутствующих газовым месторождениям.

Бурение – наиболее эффективный метод, но в то же время самый дорогостоящий из перечисленных. Поэтому до его использования требуется предварительное изучение горных пород.

Способы бурения скважин для добычи природного газа

После того как месторождение определено и оценены предварительные объемы залежей, приступают непосредственно к процессу добычи газа. Производят бурение скважин на глубину размещения яруса полезного ископаемого. Чтобы равномерно распределить давление поднимающегося голубого топлива, скважину выполняют лесенкой либо телескопически (как подзорная труба).

Скважина укрепляется посредством обсадных труб и цементируется. Для равномерного снижения давления и ускорения процесса добычи газа, бурится сразу несколько скважин на одном месторождении. Подъем газа через скважину осуществляется естественным образом – газ перемещается к зоне меньшего давления.

Поскольку после добычи газ содержит различные примеси, следующим этапом является его очистка. Для обеспечения этого процесса вблизи месторождений строят соответствующие промышленные мощности по очистке и переработке газа.

Система очистки природного газа

Добыча с использованием угольных шахт

Угольные пласты содержат большое количество метана, добыча которого не только позволяет получить голубое топливо, но и обеспечить безопасную эксплуатацию предприятий по угледобыче. Подобный способ повсеместно применяется в США.

Основные направления использования и переработки метана

Метод гидроразрыва

При добыче газа данным методом по скважине нагнетается поток воды или воздуха. Таким образом, происходит вытеснение газа.

Этот способ может вызвать сейсмическую неустойчивость разрушенных пород, поэтому он запрещен в некоторых государствах.

Особенности подводной добычи

Добыча газа на Киринском месторождении впервые в России осуществляется с помощью подводного добычного комплекса

Газовые запасы присутствуют, кроме суши, и под водой. В нашей стране обширные подводные месторождения. Подводная добыча выполняется с применением тяжелых гравитационных платформ. Они располагаются на основании, опирающемся на морское дно. Бурение скважин производится колоннами, располагаемыми на основании. На платформах размещаются емкости для хранения извлеченного газа. Далее он транспортируется на сушу через трубопровод.

Данные платформы предусматривают постоянное нахождение людей, выполняющих обслуживание комплекса. Численность может составлять до 100 человек. Эти объекты оборудуются автономным энергоснабжением, площадкой для вертолетов, помещениями персонала.

При расположении залежей вблизи берега, скважины выполняются наклонно. Они начинаются на суше, уходя основанием под шельф моря. Добыча газа и его транспортирование выполняется стандартным порядком.

Нормы и правила

Чтобы определить необходимое расстояние от газовой трубы, после разработки проекта жилого строения граждане Российской Федерации обращаются за соответствующим разрешением (согласованием) в местную газораспределительную организацию. Для определенного ответа нужно знать вид газопровода и какое давление применяется при его подаче. Если данные по разновидности прокладки и о давлении в трубах отсутствуют, однозначный ответ дать невозможно.

Газораспределительная станция

СНиП 42-01-2002 – один из закономерных результатов действия Федерального Закона РФ «О техническом регулировании» № 184, принятого в декабре 2002 года. В ноябре 2008 года было принято Постановление Правительства РФ № 858, согласно которому разрабатывались и утверждались ныне действующие своды правил. Данный СП был утвержден на законодательном уровне в актуализированной редакции и получил название СП 62.13330.2011.

Самый демократичный по стоимости вид топлива получил широкое распространение и стал общедоступным энергетическим ресурсом. Его повсеместное применение и обусловило насущную необходимость разработки нормативных документов, в котором и можно найти разрешенные дистанции.

Компрессорная станция

Начиная с 2010 года СНиП, зарегистрированные Росстандартом:

• являются законодательными документами, соблюдение которых носит обязательный характер;
• проверяется надзирающими организациями, призванными обеспечить безопасность подобных сооружений;
• могут быть основанием для вынесения решения по судебному иску;
• признаются весомым поводом наложения административного взыскания по факту нарушения.

СП 62.13330.2011 регламентирует дистанции, которые необходимо соблюдать в зависимости от вида прокладки магистрального газопровода или его ответвлений и давления жидкого топлива в трубах.

Около жилого здания

Если газ поставляется в баллонах, соблюдать необходимо только предписанные нормы противопожарной безопасности. Более экономичная и объемная транспортировка в трубах предусматривает дифференцированные требования к разным видам поставок и уровня давления при их осуществлении.

Схема подключения

Предупреждение об использовании файлов cookies на сайте Info KS

В соответствии с законами ЕС, поставщики цифрового контента обязаны предоставлять пользователям своих сайтов информацию о правилах в отношении файлов cookie и других данных. Администрация сайта должна получить согласие конечных пользователей из ЕС на хранение и доступ к файлам cookie и другой информации, а также на сбор, хранение и применение данных при использовании продуктов Google.

Файл cookie – файл, состоящий из цифр и букв. Он хранится на устройстве, с которого Вы посещаете сайт Info KS. Файлы cookie необходимы для обеспечения работоспособности сайтов, увеличения скорости загрузки, получения необходимой аналитической информации.

Сайт использует следующие cookie:

Необходимые для работы сайта: навигация, скачивание файлов. Происходит отличие человека от робота.

Файлы cookie для увеличения быстродействия и сбора аналитической информации. Они помогают администрации сайта понять взаимодействие посетителей сайтом, дают информацию о страницах, которые были посещены. Эта информация помогает улучшать работу сайта.

Рекламные cookie. В эти файлы предоставляют сведения о посещении наших страниц, данные о ссылках и рекламных блоках, которые Вас заинтересовали. Цель — отражать на страницах контент, наиболее ориентированный на Вас.

Если Вы не согласны с использованием нами файлов cookie Вашего устройства, пожалуйста покиньте сайт.

Продолжением просмотра сайта Info KS Вы даёте своё согласие на использование файлов cookie.

Формулы и примеры выполнения расчета

Необходимое значение в каждом конкретном случае можно получить, воспользовавшись специальной формулой или усредненными показателями. Об этих способах поговорим детальнее.

Способ #1 — вычисление с использованием формулы

Которая гласит, что часовой объем воздуха (V_ч ), необходимый для сгорания, будет равен:

V_ч = 1,1 х К_изб.в х V_т х V_г/ч х (273 + t)/273,

Где:

• К_изб.в — коэффициент избытка воздуха;
• V_т — теоретически необходимое количество воздуха;
• V_г/ч — часовой расход газа оборудованием;
• t — значения температуры в помещении, где размещено газовое оборудование.

Необходимый для вычислений часовой расход газа указан в паспорте любого газового прибора.

То есть, если такое значение равняется 10, а:

• температура в помещении, к примеру, 18 °С;
• коэффициент избытка воздуха — 1,1.

Тогда выполняем, указанные выше математические действия, а именно:

1,1 х 1,1 х 9,52 х  10 х  (273 + 18) / 273 = 122,1

В результате выясняется, что в этом конкретном случае для сжигания газа, каждый час нужно будет 122,1 м³ воздуха.

Расчет количества воздуха необходим для обеспечения эффективной и безопасной работы любого газового оборудования, включая плиты, колонки и котлы отопления, которые используются в быту

Способ #2 — расчет с помощью усредненных данных

Если нет желания выполнять подобный расчет воздуха на горение нужного количества газа, тогда можно прислушаться к рекомендациям многих производителей, специалистов.

Которые гласят, что процесс будет эффективным, если на каждый киловатт мощности ежечасно подводить не меньше 1,6 м³ воздуха.

Если способ расчета с использованием формулы покажется сложным, то можно воспользоваться  менее точным и просто усредненным, но зато очень простым, а поэтому доступным. Так как все, что нужно сделать это умножить мощность нужного газового прибора на 1,6, что позволит получить приблизительный объем воздуха, который каждый час придется подводить для полного сгорания газа

То есть выполнить вычисление получится всего за одно действие. Для чего взятое из паспорта значение мощности газового прибора следует умножить на указанные 1,6. В качестве результата получится нужное для эффективного горения количество воздуха.

К примеру, если мощность газового котла составляет 40 кВт, тогда это значение следует умножить на 1,6:

40 х 1,6 = 64

Получится 64 м³ воздуха, которые ежечасно необходимо будет подводить к газовому прибору.

Месторождение и добыча

Газ сжижают уже после его добычи. Именно по этой причине мировые запасы считают в кубических метрах. В год может достигаться до 3,6 миллиарда кубометров. Основными странами поставщиками являются Россия, Аравия, Иран, Туркмения, Катар, США, Венесуэла и Объединённые Эмираты.

Мировым лидером по добыче считается Российская Федерация. Основная часть залежь приходится на Уренгой. Там находится приблизительно 16 триллионов кубических метров газа. Также гигантским является и Ямбургское месторождение, где насчитывается 8,2 триллиона газа.

На важность природного ископаемого указывает расход. Скважины бурят по вечной мерзлоте

Для добычи ямбургского топлива необходимо преодолеть 1−3 километра. Из них примерно 50 метров приходится на мерзлоту.

Имеется ещё и Бованенковское месторождение, запасы которого составляют 4,9 триллиона кубических метров. Для местного населения предприятие по добыче и переработке считается местом занятости и дохода.

На днище Баренцева моря были обнаружены залежи ископаемого. Глубина его зарождений — не более 400 метров. На этой местности добыча в полном объёме не разрабатывается. Примерный объём залежей составляет 4 триллиона.

Выводы и полезное видео по теме

Приложенный ниже видеоматериал позволит выявлять недостаток воздуха при горении газа без каких-либо расчетов, то есть визуально.

Рассчитать количество воздуха, необходимого для эффективного горения любого объема газа можно за считанные минуты. И владельцам недвижимости, оборудованной газовым оборудованием, следует об этом помнить. Так как в критический момент, когда котел или любой другой прибор будет работать неправильно, умение вычислять количество воздуха, нужное для эффективного горения, поможет выявить и устранить неполадку. Что, кроме того, повысит безопасность.

Хотите дополнить изложенный выше материал полезными сведениями и рекомендациями? Или у вас остались вопросы по расчету? Задавайте их в блоке комментариев, пишите свои замечания, принимайте участие в обсуждении.

Похожие записи:

Определение класса арматуры а240 Фундамент для забора: виды и марки бетона, глубина столбчатого и сборного Тепловая изоляция для труб из вспененного полиэтилена Рулонные утеплители: изоляция для стен и других поверхностей Установить деревянные окна своими руками? не сложнее, чем пластиковые! 1 квадратный метр это сколько метров?