Mez výbušnosti zemního plynu. Fyzikální vlastnosti plynu. Výbušná koncentrace zemního plynu

Směs zemního plynu se vzduchem může explodovat při koncentraci plynu ve vzduchu 5-15%.

Směs zkapalněného plynu ve vzduchu exploduje v koncentraci 1,5-9,5%.

Pro výbuch musí být současně přítomny 3 podmínky:

Směs plynu a vzduchu musí být v uzavřeném objemu. Na volném vzduchu směs neexploduje, ale vzplane.

Množství plynu v přírodní směsi by mělo být 5-15% u zemního plynu a 1,5-9,5% u zkapalněného plynu. Při vyšší koncentraci se sweep rozsvítí a při dosažení limitu exploduje.

Směs by měla být zahřátá v jednom bodě na bod vzplanutí.

5 První pomoc oběti otravy oxidem uhelnatým

Příznaky:

Existuje svalová slabost

Závrať

Hluk v uších

Ospalost

halucinace

Ztráta vědomí

křeče

Pomoc:

Zastavte tok oxidu uhelnatého

Přeneste postiženého na čerstvý vzduch

Pokud je postižený při vědomí, lehněte si a zajistěte odpočinek a nepřetržitý přístup na čerstvý vzduch

Při bezvědomí je nutné před příjezdem sanitky nebo před nabytím vědomí zahájit masáž zavřeného srdce a umělé dýchání.

Vstupenka číslo 10

5 První pomoc popálenému

Teplo způsobené ohněm, párou, horkými předměty a ve vás. Pokud se oblečení oběti vznítilo, musíte na sebe rychle hodit kabát, jakoukoli hustou látku nebo srazit plamen vodou. Nemůžete běžet v hořícím oblečení, protože vítr rozdmýchává plameny. Při poskytování pomoci, abyste se vyhnuli infekci, byste se neměli dotýkat spálených oblastí pokožky rukama nebo mazat tuky, oleje, vazelínu, posypat jedlou sodou. Na popálenou oblast kůže je nutné přiložit sterilní obvaz. Pokud jsou kusy oblečení přilepené, měl by je následovat obvaz, nelze jej odtrhnout.

Vstupenka číslo 11

5 Obsah povolení k práci pro plyn nebezpečné práce.

Písemné povolení s uvedením doby jeho platnosti, doby zahájení práce, konce práce, podmínek jejich bezpečnosti, složení týmu a odpovědných osob. pro bezpečnost funguje. ND schváleno ch. inženýr. Seznam osob oprávněných k vydání ND schválen. dle objednávky pod předp. ND vychází ve dvou exemplářích. na jednoho mistra práce s jedním týmem; pro jednoho pracoviště. Jedna kopie je předána výrobci, druhá zůstává osobě, která objednávku vystavila. Účtování ND se provádí podle evidenční knihy, uvádějí se: pořadové číslo, souhrn, poloha; CELÉ JMÉNO. resp. průvodci; podpis.

Vstupenka číslo 12

5 první pomoc oběti udušení zemním plynem

Přeneste postiženého na čerstvý vzduch

V případě nepřítomnosti vědomí a pulzu na krční tepně přistoupit k resuscitačnímu komplexu

Při ztrátě vědomí na více než 4 minuty - přetočte se na břicho a přiložte chlad na hlavu

Ve všech případech zavolejte sanitku

Vstupenka číslo 13

1 klasifikace plynovodů podle tlaku.

I- nízký (0-500 mm vodního sloupce); (0,05 kg * s / cm 2)

II-střední (500-30 000 mm vodního sloupce); (0,05-3 kg * s / cm 2)

Vstupenka číslo 14

3 požadavek na osvětlení, větrání a vytápění při hydraulickém štěpení.

Potřeba vytápění místnosti pro hydraulické štěpení by měla být určena v závislosti na klimatických podmínkách.

V prostorách GTP by mělo být zajištěno přirozené a (nebo) umělé osvětlení a přirozené trvalé větrání zajišťující alespoň tři výměny vzduchu za hodinu.

U místností o objemu větším než 200 m3 se výměna vzduchu provádí podle výpočtu, ne však méně než jedna výměna vzduchu za 1 hodinu.

Umístění zařízení, plynovodů, armatur a nástrojů by mělo zajistit jejich pohodlnou údržbu a opravy.

Šířka hlavního průchodu v prostorách by měla být minimálně 0,8 m.

3. června 2011
Dolní mez výbušnosti Horní mez výbušnosti
Benzín B-70 0,8 5,1
Traktorový petrolej 1,4 7,5
Propan 2,1 9,5
n-butan 1,5 8,5
Metan 5 15
Amoniak 15 28
sirovodík 4,3 45,5
Kysličník uhelnatý 12,5 75
Vodík 4 75
Acetylén 2 82

Výbuch je okamžitá chemická přeměna, doprovázená uvolněním energie a tvorbou stlačených plynů.

Při explozích směsí plyn-vzduch se uvolňuje velké množství tepla a vzniká velké množství plynů.

Vlivem uvolněného tepla se plyny zahřejí na vysokou teplotu, prudce zvětší svůj objem a při expanzi tlačí velkou silou na plášť budovy nebo stěny aparatury, ve které k výbuchu dochází.

Tlak v okamžiku výbuchu plynných směsí dosahuje 10 kgf/cm 2, teplota kolísá mezi 1500-2000°C a rychlost šíření výbušné vlny dosahuje několika set metrů za sekundu. Výbuchy mají tendenci způsobit velké ničení a požáry.

Vlastnosti požárního nebezpečí hořlavých látek jsou charakterizovány řadou ukazatelů: bod vzplanutí, vznícení, samovznícení atd.

Mezi další vlastnosti hořlavých látek patří výbušný tlak, minimální obsah výbušného kyslíku, pod nímž je vznícení a hoření směsi nemožné při jakékoliv koncentraci hořlavé látky ve směsi, povaha interakce s hasicími prostředky atd.

„Bezpečnost a ochrana zdraví při práci v plynárenský průmysl»,
A.N. Yanovich, A.Ts. Astvatsaturov, A.A. Busurin

Indikátory Metan Propan n-Butan Letecký benzín Traktorový petrolej Průmyslový olej Bod vzplanutí par, °С —188 — —77 —34 27 200 Teplota samovznícení, °С 537 600—588 490—569 300 250 390 390 .290 .3-1.3 -8,5 0,8-5,2 1,4-7,5 1-4 —(77/52) —(34/4) 27—69 146—191 Rychlost…

Výbušné koncentrace zkapalněných a zemních plynů vznikají při odstávkách potrubí, nádrží a aparatur, kdy nedochází k úplnému odstranění plynu a při jeho smíchání s nasávaným vzduchem vzniká výbušná směs. V tomto ohledu jsou před zahájením práce plynovody a nádrže promyty vodou, napařeny a propláchnuty inertním plynem. Aby se zabránilo opravám plynu z jiných nádrží nebo potrubí...

Analýza požárů, ke kterým došlo na provozovaných základnách clusteru zkapalněného plynu, ukazuje, že hlavní typy havárií jsou následující: přítomnost úniků plynu, prasknutí potrubí a pružných hadic, poruchy přírubové spoje a poruchy zátek, poruchy těsnění ucpávky na uzavírací ventily, neuzavřené ventily, zničení nádrží na zkapalněný plyn v důsledku jejich přetečení; různé poruchy na potrubích a nádržích (zničení ...

Při odpařování plynu vzniká výbušná směs plynu a vzduchu. Při haváriích v prostorách dochází nejprve k výbušným koncentracím plynu v blízkosti místa úniku plynu a následně k šíření po celém areálu. Když se plyn odpaří v otevřených oblastech blízko úniku, vytvoří se zóna kontaminace plynem, která se šíří po celém skladu. Velikost zóny kontaminace plynem během nouzového odtoku plynu závisí na mnoha ...

Hlavním problémem při hašení plynových požárů je boj proti kontaminaci plynem a opětovnému vznícení po uhašení požáru. Žádné známé hasivo nevylučuje riziko plynování a opětovného vznícení. Hlavním úkolem v boji proti plynovým požárům je lokalizace požáru. Musí být provedeno omezením doby výdechu a objemu unikajícího plynu a také tepelnou ochranou ...

Obecná charakteristika paliva. Sloučenina. Spalné teplo paliva.

Palivo jsou hořlavé látky nedílná součást což je uhlík, používaný k získávání tepelné energie jejich spalováním.

Jako palivo:

Zemní plyn těžený z nalezišť plynu;

Přidružený plyn získaný během rozvoje ropných polí;

Zkapalněné uhlovodíkové plyny získané zpracováním souvisejících ropných polí a plyny vyrobené z polí plynového kondenzátu

Největší ložiska plynu v Rusku: Urengoy, Stavropol, Syzran atd.

Zemní plyny mají homogenní složení a sestávají převážně z metanu. Přidružené plyny z ropných polí obsahují také etan, propan a butan. Zkapalněné plyny jsou směsí propanu a butanu a plyny získané v ropných rafinériích při tepelném zpracování ropy kromě propanu a butanu obsahují etylen, propylen a butylen.

Kromě hořlavých složek obsahují zemní plyny velké množství sirovodíku, kyslíku, dusíku, oxidu uhličitého, vodní páry a mechanických nečistot.

Normální provoz plynových spotřebičů závisí na stálosti složení plynu a počtu škodlivé nečistoty v něm obsažené.

Podle GOST 5542-87 jsou hořlavé látky zemních plynů charakterizovány Wobbeho číslem, což je poměr spalného tepla k druhé odmocnině relativní (ve vzduchu) hustoty plynu:

Základní vlastnosti plynů.

Měrná hmotnost vzduchu je 1,293 kg/m3.

Zemní plyn metan CH4, měrná hmotnost 0,7 kg / m3, lehčí než vzduch 1,85 krát, takže se hromadí v horní části místnosti nebo studny.

Směs zkapalněného plynu propan-butan (propan С3Н8, butan С4Н10) má měrnou hmotnost v kapalném skupenství 0,5 t/m3, v plynném skupenství 2,2 kg/m3.

Topný výkon.

V úplné spalování jeden krychlový metr plynu uvolňuje 8-8,5 tisíc kilokalorií;

Zkapalněný plyn propan-butan 24-28 tisíc kilokalorií

Teplota spalování plynů je +2100 stupňů C.

Přírodní a zkapalněné plyny smíchané se vzduchem jsou výbušné.

Meze výbušnosti směsí plynu se vzduchem.

Vznícení do 5 % nenastane

Dochází k 5% až 15% výbuchu

Více než 15 % v případě zdroje ohně se vznítí a shoří

Zdroje vznícení směsi plynu a vzduchu

● otevřený oheň (zápalky, cigarety);

● Elektrická jiskra, která vzniká při zapínání a vypínání jakéhokoli elektrického spotřebiče;

● Jiskra vznikající třením nástroje o obrobek plynové zařízení nebo když do sebe narazí kovové předměty

přírodní a zkapalněné plyny jsou bezbarvé a bez zápachu. Pro snadnější odhalení úniku plynu se přidává etylmerkaptan, látka charakteristická po kysaném zelí.

1. Plyn je bezbarvý, bez chuti a zápachu. Nejedovatý, netoxický. Má dusivý účinek, tzn. v případě netěsností vytlačuje kyslík z objemu prostor.

2. Nebezpečný požár a výbuch.

3. Přibližně dvakrát lehčí než vzduch, proto se v případě netěsností hromadí v horních vrstvách prostor.

Hustota vzduchu:rvzduch= 1,29 kg/m3.

Hustota plynu:rplyn= 0,72 kg/m3.

4. Při teplotě -162 °C a atmosférický tlak(760 mmhg. čl.) zemní plyn přechází do kapalného skupenství.

5. Teplota vznikající při spalování plynu je od +1600 do +2000 °C.

6. Teplota vznícení +645 °C.

7. Spálením jednoho metru krychlového plynu se uvolní 8500 kcal tepla (výhřevnost zemního plynu).

8. Meze výbušnosti plynu: 5 % až 15 % objemu.

Pokud je koncentrace plynu ve vnitřním vzduchu nižší než 5 % nebo vyšší než 15 %, nedojde k výbuchu. Bude oheň nebo oheň. Když méně než 5% - bude nedostatek plynu a méně tepla, které podporuje spalování.

V druhém případě (koncentrace nad 15 %) bude vzduchu málo, tzn. oxidační činidlo a malé množství tepla pro udržení spalování.

Základní fyzikálně-chemické pojmy výbuchů ve vysokých pecích a ocelárnách

Výbuchy ve vysokých pecích a obchodech s otevřenými výhněmi jsou způsobeny různé důvody, ale všechny jsou výsledkem rychlého přechodu (přeměny) látky z jednoho skupenství do druhého, stabilnějšího, doprovázeného uvolňováním tepla, plynných produktů a zvýšením tlaku v místě výbuchu.


Hlavním znakem výbuchu je náhlost a prudké zvýšení tlaku v okolí místa výbuchu.


Vnějším znakem výbuchu je zvuk, jehož síla závisí na rychlosti přechodu hmoty z jednoho stavu do druhého. V závislosti na síle zvuku se rozlišují praskání, výbuchy a detonace. Klapky se vyznačují tupým zvukem, velkým hlukem nebo charakteristickým praskáním. Rychlost přeměn objemu hmoty při klapání nepřesahuje několik desítek metrů za sekundu.


Výbuchy vydávají zřetelný zvuk; rychlost šíření přeměn v objemu látky je mnohem vyšší než u klapání – několik tisíc metrů za sekundu.


Nejvyšší rychlost přechodu látky z jednoho stavu do druhého se získá při detonaci. Tento typ výbuchu se vyznačuje současným zapálením látky v celém objemu, a to okamžitě největší počet teplo a plyny a je vykonáno maximální dílo zkázy. Výrazná vlastnost tento typ výbuchů je téměř úplná absence periody nárůstu tlaku v médiu kvůli obrovské rychlosti transformací, dosahující několika desítek tisíc metrů za sekundu.

Výbuchy plynů

Exploze je typ spalovacího procesu, při kterém spalovací reakce probíhá prudce a vysokou rychlostí.


Spalování plynů a par hořlavých látek je možné pouze ve směsi se vzduchem nebo kyslíkem; doba spalování se skládá ze dvou fází: smíchání plynu se vzduchem nebo kyslíkem a vlastního procesu spalování. Dochází-li při procesu spalování ke smíchání plynu se vzduchem nebo kyslíkem, pak je jeho rychlost malá a závisí na dodávce kyslíku a hořlavého plynu do spalovací zóny. Pokud se plyn a vzduch smíchají předem, pak proces spalování takové směsi probíhá rychle a současně v celém objemu směsi.


První typ spalování, nazývaný difúze, se rozšířil v tovární praxi; používá se v různých topeništích, pecích, zařízeních, kde se teplo využívá k ohřevu materiálů, kovů, polotovarů nebo výrobků.


Druhý typ hoření, kdy ke směsi plynu se vzduchem dochází před začátkem hoření, se nazývá výbušný a směsi jsou výbušné. Tento typ spalování se v tovární praxi používá jen zřídka; vyskytuje se někdy spontánně.


Při tichém spalování vznikající plynné produkty zahřáté na vysokou teplotu volně nabývají na objemu a odevzdávají své teplo na cestě z topeniště do kouřových zařízení.


Při explozivním spalování proces probíhá „okamžitě“; dokončeno ve zlomku sekundy v celém objemu směsi. Produkty spalování zahřáté na vysokou teplotu se také „okamžitě“ roztahují, vytvářejí rázovou vlnu, která se šíří vysokou rychlostí všemi směry a způsobuje mechanické poškození.


Nejnebezpečnější jsou výbušné směsi, které se vyskytují nečekaně a spontánně. Takové směsi se tvoří ve sběračích prachu, plynových kanálech, plynových potrubích, hořácích a dalších plynové spotřebiče ach vysoká pec, otevřená výheň a další obchody. Tvoří se také v blízkosti plynových zařízení v místech, kde nedochází k pohybu vzduchu a plyny unikají netěsnostmi. V takových místech dochází ke vznícení výbušných směsí od stálých nebo náhodných zdrojů požáru a pak náhle dochází k výbuchům, které zraňují osoby a způsobují velké škody ve výrobě.

Meze výbušnosti plynů

K výbuchům směsí plynu a vzduchu dochází pouze při určitých koncentracích plynu ve vzduchu nebo kyslíku a každý plyn má své vlastní, jemu samotnému vlastní, meze výbušnosti – spodní a horní. Mezi dolní a horní hranicí jsou všechny směsi plynu se vzduchem nebo kyslíkem výbušné.


Dolní mez výbušnosti je charakterizována nejnižším obsahem plynu ve vzduchu, při kterém směs začíná explodovat; horní - nejvyšší obsah plynu ve vzduchu, nad nímž směs ztrácí své výbušné vlastnosti. Pokud je obsah plynu ve směsi se vzduchem nebo kyslíkem nižší než spodní mez nebo vyšší než horní mez, pak takové směsi nejsou výbušné.


Například spodní mez výbušnosti vodíku smíchaného se vzduchem je 4,1 % a horní 75 % objemu. Pokud je obsah vodíku nižší než 4,1 %, pak jeho směs se vzduchem není výbušná; není výbušný, i když je ve směsi více než 75 % vodíku. Všechny směsi vodíku se vzduchem se stávají výbušnými, pokud je v nich obsah vodíku v rozmezí od 4,1 % do 75 %.


Nezbytnou podmínkou pro vznik výbuchu je také vznícení směsi. Všechny hořlavé látky se vznítí až při jejich zahřátí na zápalnou teplotu, což je také velmi důležitá vlastnost každé hořlavé látky.


Například vodík ve směsi se vzduchem se samovolně vznítí a dojde k explozi, pokud se teplota směsi stane vyšší nebo rovnou 510 °C. Není však nutné, aby byl celý objem směsi zahřátý na 510 °C K výbuchu dojde, pokud je alespoň malé množství části směsi.


Proces samovznícení směsi ze zdroje ohně probíhá v následujícím pořadí. Zavedení zdroje ohně (jiskry, plamen hořícího stromu, vymrštění horkého kovu nebo strusky z pece atd.) do směsi plyn-vzduch vede k ohřevu částic směsi obklopující zdroj ohně k sobě. -teplota vzplanutí. V důsledku toho dojde v přilehlé vrstvě směsi k procesu vznícení, dojde k zahřátí a roztažení vrstvy; teplo se přenese na sousední částice, ty se také vznítí a přenesou své teplo na částice umístěné dále atd. V tomto případě dojde k samovznícení celé směsi tak rychle, že je slyšet jeden zvuk prasknutí nebo výbuchu.


Nezbytnou podmínkou každého hoření nebo výbuchu je, aby množství uvolněného tepla bylo dostatečné k zahřátí média na teplotu samovznícení. Pokud se neuvolňuje dostatečné množství tepla, nedojde k hoření a následně k výbuchu.


V termickém vyjádření jsou meze výbušnosti hranice, kdy se při spalování směsi uvolňuje tak málo tepla, že nestačí ohřát spalovací médium na teplotu samovznícení.


Například když je obsah vodíku ve směsi menší než 4,1 %, uvolňuje se při spalování tak málo tepla, že se médium nezahřeje až na teplotu samovznícení 510 ° C. Taková směs obsahuje velmi málo paliva ( vodík ) a hodně vzduchu.


Totéž se stane, pokud je obsah vodíku ve směsi vyšší než 75 %. V takové směsi je hodně hořlavé látky (vodík), ale ke spalování je potřeba jen velmi málo vzduchu.


Pokud se celá směs plynu a vzduchu zahřeje na teplotu samovznícení, pak se plyn vznítí bez vznícení v jakémkoli poměru se vzduchem.


V tabulce. 1 ukazuje meze výbušnosti řady plynů a par, jakož i jejich teploty samovznícení.


Meze výbušnosti plynů ve směsi se vzduchem se mění v závislosti na počáteční teplotě směsi, její vlhkosti, výkonu zdroje vznícení atd.


Tabulka 1. Meze výbušnosti některých plynů a par při teplotě 20 ° a tlaku 760 mm rtuti


Jak teplota směsi stoupá, limity výbušnosti se rozšiřují - dolní se snižuje a horní se zvyšuje.


Pokud se plyn skládá z několika hořlavých plynů (generátor, koks, směs koksu a vysoké pece atd.), pak se meze výbušnosti těchto směsí vypočítají pomocí vzorce Le Chatelierova směšovacího pravidla:


kde a je dolní nebo horní mez výbušnosti směsi plynů se vzduchem v objemových procentech;


k1,k2,k3,kn je obsah plynů ve směsi v objemových procentech;


n1,n2,n3,nn jsou dolní nebo horní meze výbušnosti odpovídajících plynů v objemových procentech.


Příklad. Směs plynů obsahuje: vodík (H2) - 64 %, metan (CH4) - 27,2 %, oxid uhelnatý (CO) -6,45 % a těžký uhlovodík (propan) -2,35 %, tj. kx = 64; k2 = 27,2; k3 = 6,45 a k4 = 2,35.


Stanovme spodní a horní hranici výbušnosti plynné směsi. V tabulce. 1 najdeme spodní a horní mez výbušnosti vodíku, metanu, oxidu uhelnatého a propanu a dosadíme jejich hodnoty do vzorce (1).


Dolní meze výbušnosti plynů:


ni = 4,1 %; n2 = 5,3 %; n3 = 12,5 % an4 = 2,1 %.


Dolní limit an = 4,5 %


Horní meze výbušnosti plynů:


ni = 75 %; n2 = 15 %; n3 = 75 %; n4 = 9,5 %.


Dosazením těchto hodnot do vzorce (1) zjistíme horní hranici av = 33 %


Meze výbušnosti plynů s vysokým obsahem inertních nehořlavých plynů - oxidu uhličitého (CO2), dusíku (N2) a vodní páry (H20) - lze pohodlně zjistit z křivek diagramu sestaveného na základě experimentálních dat ( Obr. 1).


Příklad. Pomocí diagramu na Obr. 1 najdeme meze výbušnosti pro generátorový plyn o složení: vodík (H2) 12,4 %, oxid uhelnatý (CO) 27,3 %, metan (CH4) 0,7 %, oxid uhličitý (CO2) 6,2 % a dusík (N2) 53,4 %.


Rozdělme inertní plyny CO2 a N2 mezi hořlaviny; přidáme oxid uhličitý k vodíku, pak celkové procento těchto dvou plynů (H2 + CO2) bude 12,4 + 6,2 = 18,6 %; přidáme dusík k oxidu uhelnatému, jejich celkové procento (CO + N2) bude 27,3 + + 53,4 = 80,7 %. Metan bude brán v úvahu samostatně.


Stanovme poměr inertního plynu k palivu v každém součtu dvou plynů. Ve směsi vodíku a oxidu uhličitého bude poměr 6,2 / 12,4 \u003d 0,5 a ve směsi oxidu uhelnatého a dusíku bude poměr 53,4 / 27,3 \u003d 1,96.


Na vodorovné ose schématu na Obr. 1 najdeme body odpovídající 0,5 a 1,96 a nakreslíme kolmice, až se setkají s křivkami (H2 + CO2) a (CO + N2).


Rýže. 1. Diagram pro zjištění dolní a horní meze výbušnosti hořlavých plynů ve směsi s inertními plyny


První průsečík s křivkami se objeví v bodech 1 a 2.


Z těchto bodů vedeme vodorovné přímky, až se setkají se svislou osou diagramu a zjistíme: pro směs (H2 + CO2) dolní mez výbušnosti an = 6 % a pro směs plynů (CO + N2) an = 39,5 %.


Pokračováním kolmice nahoru protínáme stejné křivky v bodech 3 a 4. Z těchto bodů vedeme vodorovné čáry, dokud se nesetkají se svislou osou diagramu a zjistíme horní meze výbušnosti směsí av, které se rovnají 70,6. a 73 %.


Podle tabulky 1 najdeme meze výbušnosti metanu an = 5,3 % a av = 15 %. Nahrazením získané horní a spodní hranice výbušnosti směsí hořlavých a inertních plynů a metanu do obecného vzorce podle Le Chateliera najdeme hranice výbušnosti generátorového plynu.