Límite explosivo del gas natural. Propiedades físicas del gas. Concentración explosiva de gas natural

Una mezcla de gas natural con aire puede explotar a una concentración de gas en el aire de 5-15%.

Una mezcla de gas licuado en aire explota a una concentración de 1,5-9,5%.

Para una explosión, 3 condiciones deben estar presentes simultáneamente:

La mezcla gas-aire debe estar en un volumen cerrado. Al aire libre, la mezcla no explota, sino que se inflama.

La cantidad de gas en la mezcla natural debe ser del 5 al 15 % para gas natural y del 1,5 al 9,5 % para gas licuado. A mayor concentración, el barrido se encenderá y cuando se alcance el límite, explotará.

La mezcla debe calentarse en un punto hasta el punto de inflamación.

5 Primeros auxilios para una víctima de envenenamiento por monóxido de carbono

Síntomas:

Hay debilidad muscular.

Mareo

Ruido en los oídos

Somnolencia

alucinaciones

Pérdida de consciencia

convulsiones

Asistencia:

Detener el flujo de monóxido de carbono

Sacar a la víctima al aire libre

Si la víctima está consciente, acuéstese y proporcione descanso y acceso continuo al aire fresco.

Si no hay conciencia, es necesario iniciar un masaje cardíaco cerrado y respiración artificial antes de la llegada de una ambulancia o antes de recuperar la conciencia.

billete número 10

5 Primeros auxilios para una víctima de quemaduras

Térmica causada por fuego, vapor, objetos calientes y dentro de ti. Si la ropa de la víctima se incendió, debe ponerse rápidamente un abrigo, cualquier tela densa o apagar la llama con agua. No se puede correr con ropa ardiendo, ya que el viento avivará las llamas. Al brindar asistencia para evitar infecciones, no debe tocar las áreas quemadas de la piel con las manos ni lubricar con grasas, aceites, vaselina, espolvorear con bicarbonato de sodio. Es necesario aplicar un vendaje estéril en el área quemada de la piel. Si las piezas de ropa están atascadas, entonces debe colocarse un vendaje sobre ellas, no puede arrancarlas.

billete número 11

5 Contenido del permiso de trabajo para trabajos peligrosos con gas.

Permiso por escrito, indicando el período de su validez, la hora de inicio de los trabajos, el final de los trabajos, sus condiciones de seguridad, la composición del equipo y las personas responsables. por seguridad obras. ND aprobado cap. ingeniero. Relación de personas legitimadas para emitir ND homologados. por orden bajo prep. ND se emite en dos copias. para un capataz de obra con un equipo; para uno lugar de trabajo. Una copia se transfiere al fabricante, la otra permanece con la persona que emitió el atuendo. La contabilidad de ND se lleva a cabo de acuerdo con el libro de registro; ingresan: número de serie, resumen, posición; NOMBRE COMPLETO. resp. guías; firma.

billete número 12

5 primeros auxilios a la víctima de asfixia con gas natural

Sacar a la víctima al aire libre

En caso de ausencia de conciencia y pulso en la arteria carótida, proceder al complejo de reanimación

En caso de pérdida del conocimiento durante más de 4 minutos, voltéese boca abajo y aplique frío en la cabeza.

En todos los casos llamar a una ambulancia

billete número 13

1 Clasificación de gasoductos por presión.

I- bajo (0-500 mm columna de agua); (0,05 kg * s/cm 2)

II-medio (500-30.000 mm columna de agua); (0,05-3 kg*s/cm2)

billete número 14

3 requisito para la iluminación, ventilación y calefacción en la fracturación hidráulica.

La necesidad de calentar la sala de fracturación hidráulica debe determinarse en función de las condiciones climáticas.

En los locales del GTP, se debe contar con iluminación natural y (o) artificial y ventilación natural permanente, proporcionando al menos tres renovaciones de aire por hora.

Para habitaciones con un volumen de más de 200 m3, el intercambio de aire se realiza de acuerdo con el cálculo, pero no menos de un solo intercambio de aire en 1 hora.

La colocación de equipos, gasoductos, accesorios e instrumentos deberá asegurar su conveniente mantenimiento y reparación.

El ancho del pasaje principal en las instalaciones debe ser de al menos 0,8 m.

3 de junio de 2011
Límite inferior de explosividad Límite superior de explosión
Gasolina B-70 0,8 5,1
Queroseno para tractores 1,4 7,5
Propano 2,1 9,5
n-butano 1,5 8,5
Metano 5 15
Amoníaco 15 28
sulfuro de hidrógeno 4,3 45,5
Monóxido de carbono 12,5 75
Hidrógeno 4 75
Acetileno 2 82

Una explosión es una transformación química instantánea, acompañada de la liberación de energía y la formación de gases comprimidos.

Durante las explosiones de mezclas de gas y aire, se libera una gran cantidad de calor y se forma una gran cantidad de gases.

Debido al calor liberado, los gases se calientan a alta temperatura, aumentan bruscamente de volumen y, al expandirse, presionan con gran fuerza la envolvente del edificio o las paredes del aparato en el que se produce la explosión.

La presión en el momento de la explosión de las mezclas de gases alcanza los 10 kgf/cm 2 , la temperatura fluctúa entre 1500-2000°C y la velocidad de propagación de la onda explosiva alcanza varios cientos de metros por segundo. Las explosiones tienden a causar gran destrucción e incendios.

Las propiedades de riesgo de incendio de las sustancias combustibles se caracterizan por una serie de indicadores: punto de inflamación, ignición, autoignición, etc.

Otras propiedades de las sustancias combustibles incluyen la presión de explosión, el contenido mínimo de oxígeno explosivo, por debajo del cual la ignición y la combustión de la mezcla se vuelven imposibles a cualquier concentración de sustancia combustible en la mezcla, la naturaleza de la interacción con los agentes extintores de incendios, etc.

“Salud y seguridad en el trabajo en industria del gas»,
UN. Yanovich, A. Ts. Astvatsaturov, A.A. Busurín

Indicadores Metano Propano n-Butano Gasolina de aviación Queroseno para tractores Aceite industrial Punto de inflamación del vapor, °С —188 — —77 —34 27 200 Temperatura de autoignición, °С 537 600—588 490—569 300 250 380 .3-15 2.2-9.5 1.9 -8,5 0,8-5,2 1,4-7,5 1-4 —(77/52) —(34/4) 27—69 146—191 Velocidad…

Las concentraciones explosivas de gases licuados y naturales se forman durante el cierre de tuberías, tanques y aparatos, cuando el gas no se elimina por completo y cuando se mezcla con el aire entrante, se crea una mezcla explosiva. En este sentido, antes de comenzar a trabajar, las tuberías y tanques de gas se lavan con agua, se vaporizan y se purgan con un gas inerte. Para evitar que se repare el gas de otros tanques o tuberías...

El análisis de los incendios ocurridos en bases de clústeres operados de gas licuado indica que los principales tipos de accidentes son los siguientes: presencia de fugas de gas, rupturas en ductos y mangueras flexibles, averías conexiones de brida y fallas de tapones, roturas de sellos de prensaestopas en válvulas de cierre, válvulas mal cerradas, destrucción de tanques de gas licuado debido a su desbordamiento; varias averías en tuberías y tanques (destrucción ...

Cuando el gas se evapora, se forma una mezcla explosiva de gas y aire. En caso de accidentes en locales, las concentraciones explosivas de gas se producen primero, cerca del lugar de la fuga de gas, y luego se esparcen por todo el local. Cuando el gas se evapora en áreas abiertas cerca de la fuga, se forma una zona de contaminación de gas que se extiende por todo el almacén. El tamaño de la zona de contaminación de gas durante una salida de emergencia de gas depende de muchos...

La principal dificultad en la extinción de incendios de gas es la lucha contra la contaminación del gas y el reencendido después de extinguir un incendio. Ningún agente extintor conocido elimina el riesgo de gasificación y reencendido. La tarea principal en la lucha contra los incendios de gas es la localización del fuego. Debe llevarse a cabo limitando el tiempo de expiración y el volumen del gas que se escapa, así como mediante protección térmica ...

Características generales del combustible. Compuesto. Calor de combustión del combustible.

Gasolina son sustancias combustibles parte integral de los cuales es carbono, utilizado para obtener energía térmica al quemarlos.

Como uso de combustible:

Gas natural extraído de yacimientos de gas;

Gas asociado obtenido durante el desarrollo de campos petroleros;

Gases de hidrocarburos licuados obtenidos del procesamiento de yacimientos petrolíferos asociados y gases producidos a partir de yacimientos de gas condensado

Los campos de gas más grandes de Rusia: Urengoy, Stavropol, Syzran, etc.

Los gases naturales son de composición homogénea y consisten principalmente en metano. Los gases asociados de los campos petroleros también contienen etano, propano y butano. Los gases licuados son una mezcla de propano y butano, y los gases obtenidos en las refinerías de petróleo durante el procesamiento térmico del petróleo, además de propano y butano, contienen etileno, propileno y butileno.

Además de los componentes combustibles, los gases naturales contienen grandes cantidades de sulfuro de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, vapor de agua e impurezas mecánicas.

El funcionamiento normal de los aparatos de gas depende de la constancia de la composición del gas y del número impurezas nocivas contenido en él.

Según GOST 5542-87, las sustancias combustibles de los gases naturales se caracterizan por el número de Wobbe, que es la relación entre el calor de combustión y la raíz cuadrada de la densidad relativa (en el aire) del gas:

Propiedades básicas de los gases.

La gravedad específica del aire es 1.293 kg/m3.

Gas natural metano CH4, peso específico 0,7 kg/m3, más ligero que el aire en 1,85 veces, por lo que se acumula en la parte superior de la habitación o pozo.

Mezcla de gas licuado propano-butano (propano С3Н8, butano С4Н10) tiene un peso específico en estado líquido de 0,5 t/m3, en estado gaseoso de 2,2 kg/m3.

Capacidad de calentamiento.

En combustión completa un metro cúbico de gas libera 8-8,5 mil kilocalorías;

Gas licuado propano-butano 24-28 mil kilocalorías

La temperatura de combustión de los gases es de +2100 grados C.

Los gases naturales y licuados mezclados con aire son explosivos.

Límites de explosión de mezclas gas-aire.

Hasta un 5% de ignición no ocurre

Se produce una explosión del 5% al ​​15%

Más del 15% si hay una fuente de fuego, se encenderá y arderá

Fuentes de ignición de la mezcla gas-aire.

● abrir fuego (fósforos, cigarrillos);

● Chispa eléctrica que se produce al encender y apagar cualquier aparato eléctrico;

● Chispa generada por la fricción de la herramienta sobre la pieza de trabajo equipo de gas o cuando los objetos metálicos chocan entre sí

naturales y gases licuados son incoloros e inodoros. Se añade etil mercaptano, una sustancia que tiene el olor característico del chucrut, para facilitar la detección de una fuga de gas.

1. El gas es incoloro, insípido e inodoro. No venenoso, no tóxico. Tiene un efecto sofocante, es decir, en caso de fugas, desplaza el oxígeno del volumen del local.

2. Peligro de incendio y explosión.

3. Aproximadamente dos veces más ligero que el aire, por lo que, en caso de fugas, se acumula en las capas superiores del local.

Densidad del aire:raire.=1,29 kg/m 3 .

Densidad de gases:rgas.=0,72 kg/m 3 .

4. A una temperatura de -162 ° C y presión atmosférica(760 mmhg. Art.) el gas natural pasa a estado líquido.

5. La temperatura desarrollada durante la combustión del gas es de +1600 a +2000 °C.

6. Temperatura de ignición +645 °C.

7. La combustión de un metro cúbico de gas libera 8500 kcal de calor (valor calorífico del gas natural).

8. Límites de explosión de gas: 5% a 15% por volumen.

Si la concentración de gas en el aire interior es inferior al 5% o superior al 15%, no habrá explosión. Habrá fuego o fuego. Cuando menos del 5%, habrá una falta de gas y menos calor que apoye la combustión.

En el segundo caso (concentración superior al 15%) habrá poco aire, es decir, oxidante y una pequeña cantidad de calor para mantener la combustión.

Conceptos fisicoquímicos básicos de explosiones en altos hornos y talleres de fundición de acero

Las explosiones en hornos altos y hornos abiertos son causadas por diferentes razones, pero todos ellos son el resultado de una rápida transición (transformación) de una sustancia de un estado a otro, más estable, acompañada de la liberación de calor, productos gaseosos y un aumento de la presión en el lugar de la explosión.


El signo principal de una explosión es repentino y un fuerte aumento de la presión en el entorno que rodea el lugar de la explosión.


Un signo externo de una explosión es un sonido, cuya fuerza depende de la velocidad de transición de la materia de un estado a otro. Dependiendo de la fuerza del sonido, se distinguen estallidos, explosiones y detonaciones. Los aplausos se distinguen por un sonido sordo, un gran ruido o un crujido característico. La tasa de transformaciones en el volumen de la materia durante el aplauso no supera varias decenas de metros por segundo.


Las explosiones hacen un sonido distinto; la velocidad de propagación de las transformaciones en la mayor parte de la sustancia es mucho mayor que con los aplausos: varios miles de metros por segundo.


La mayor tasa de transición de una sustancia de un estado a otro se obtiene durante la detonación. Este tipo de explosión se caracteriza por la ignición simultánea de la sustancia en todo el volumen, y al instante el numero mas grande calor y gases y se realiza el máximo trabajo de destrucción. Rasgo distintivo este tipo de explosiones es la ausencia casi total de un período de acumulación de presión en el medio debido a la enorme velocidad de las transformaciones, alcanzando varias decenas de miles de metros por segundo.

Explosiones de gases

Una explosión es un tipo de proceso de combustión en el que la reacción de combustión procede violentamente y a altas velocidades.


La combustión de gases y vapores de sustancias combustibles solo es posible en una mezcla con aire u oxígeno; el tiempo de combustión consta de dos etapas: la mezcla de gas con aire u oxígeno y el proceso de combustión propiamente dicho. Si la mezcla de gas con aire u oxígeno ocurre durante el proceso de combustión, entonces su velocidad es pequeña y depende del suministro de oxígeno y gas combustible a la zona de combustión. Si el gas y el aire se mezclan de antemano, entonces el proceso de combustión de dicha mezcla se desarrolla rápida y simultáneamente en todo el volumen de la mezcla.


El primer tipo de combustión, llamado difusión, se ha generalizado en la práctica fabril; se usa en varias cajas de fuego, hornos, dispositivos donde se usa calor para calentar materiales, metales, productos semiacabados o productos.


El segundo tipo de combustión, cuando la mezcla de gas con aire se produce antes del inicio de la combustión, se denomina explosiva, y las mezclas son explosivas. Este tipo de combustión rara vez se usa en la práctica de fábrica; a veces ocurre espontáneamente.


Durante la combustión tranquila, los productos gaseosos resultantes, calentados a alta temperatura, aumentan libremente de volumen y ceden su calor en el camino desde el horno hasta los dispositivos de humo.


En la combustión explosiva, el proceso procede "instantáneamente"; completado en una fracción de segundo en todo el volumen de la mezcla. Los productos de combustión calentados a alta temperatura también se expanden “instantáneamente”, forman una onda de choque, que se propaga a gran velocidad en todas las direcciones y provoca daños mecánicos.


Las más peligrosas son las mezclas explosivas que se producen de forma inesperada y espontánea. Tales mezclas se forman en colectores de polvo, canales de gas, gasoductos, quemadores y otros aparatos de gas ah alto horno, hogar abierto y otros talleres. También se forman cerca de dispositivos de gas en lugares donde no hay movimiento de aire y los gases se filtran a través de fugas. En tales lugares, las mezclas explosivas se encienden a partir de fuentes de fuego constantes o accidentales y luego se producen explosiones repentinas que hieren a las personas y causan grandes daños a la producción.

Límites de explosión de los gases

Las explosiones de mezclas de gas y aire ocurren solo en ciertas concentraciones de gas en aire u oxígeno, y cada gas tiene sus propios límites explosivos inherentes a él solo: inferior y superior. Entre los límites inferior y superior, todas las mezclas de gas con aire u oxígeno son explosivas.


El límite explosivo inferior se caracteriza por el contenido de gas más bajo en el aire en el que la mezcla comienza a explotar; superior: el contenido más alto de gas en el aire, por encima del cual la mezcla pierde sus propiedades explosivas. Si el contenido de gas en una mezcla con aire u oxígeno es inferior al límite inferior o superior al límite superior, dichas mezclas no son explosivas.


Por ejemplo, el límite explosivo inferior del hidrógeno mezclado con aire es del 4,1 % y el superior del 75 % en volumen. Si el hidrógeno es inferior al 4,1%, entonces su mezcla con el aire no es explosiva; no es explosivo incluso si hay más del 75% de hidrógeno en la mezcla. Todas las mezclas de hidrógeno con aire se vuelven explosivas si el contenido de hidrógeno en ellas está en el rango de 4.1% a 75%.


Una condición necesaria para la formación de una explosión es también la ignición de la mezcla. Todas las sustancias combustibles se encienden solo cuando se calientan a la temperatura de ignición, que también es una característica muy importante de cualquier sustancia combustible.


Por ejemplo, el hidrógeno en una mezcla con aire se enciende espontáneamente y se produce una explosión si la temperatura de la mezcla llega a ser mayor o igual a 510 °C. Sin embargo, no es necesario que todo el volumen de la mezcla se caliente a 510 °C. .Se producirá una explosión si al menos una pequeña cantidad de parte de la mezcla.


El proceso de autoignición de la mezcla de una fuente de fuego ocurre en el siguiente orden. La introducción de una fuente de fuego (chispa, llama de un árbol en llamas, expulsión de metal caliente o escoria de un horno, etc.) en la mezcla de gas y aire provoca el calentamiento de las partículas de la mezcla que rodea la fuente de fuego hacia sí mismas. -Temperatura de ignición. Como resultado, ocurrirá un proceso de ignición en la capa adyacente de la mezcla, ocurrirá calentamiento y expansión de la capa; el calor se transfiere a las partículas vecinas, también se encenderán y transferirán su calor a las partículas ubicadas más lejos, etc. En este caso, la autoignición de toda la mezcla ocurre tan rápido que se escucha un sonido de estallido o explosión.


Una condición indispensable para cualquier combustión o explosión es que la cantidad de calor liberada sea suficiente para calentar el medio a la temperatura de autoignición. Si no se libera suficiente calor, no se producirá una combustión y, en consecuencia, una explosión.


En términos térmicos, los límites de explosión son los límites cuando, durante la combustión de la mezcla, se libera tan poco calor que no es suficiente para calentar el medio de combustión a la temperatura de autoignición.


Por ejemplo, cuando el contenido de hidrógeno en la mezcla es inferior al 4,1 %, se libera tan poco calor durante la combustión que el medio no se calienta hasta una temperatura de autoignición de 510 °C. Dicha mezcla contiene muy poco combustible (hidrógeno ) y mucho aire.


Lo mismo sucede si el contenido de hidrógeno en la mezcla es superior al 75%. En tal mezcla hay mucha sustancia combustible (hidrógeno), pero muy poco aire necesario para la combustión.


Si toda la mezcla de gas y aire se calienta a la temperatura de autoignición, entonces el gas se encenderá sin ignición en cualquier relación con el aire.


En mesa. 1 muestra los límites explosivos de una serie de gases y vapores, así como sus temperaturas de autoignición.


Los límites de explosividad de los gases en una mezcla con aire varían en función de la temperatura inicial de la mezcla, su humedad, la potencia de la fuente de ignición, etc.


Tabla 1. Límites de explosión de algunos gases y vapores a una temperatura de 20° y una presión de 760 mm de mercurio


A medida que aumenta la temperatura de la mezcla, los límites explosivos se expanden: el inferior disminuye y el superior aumenta.


Si el gas consta de varios gases combustibles (generador, coque, una mezcla de coque y alto horno, etc.), los límites explosivos de tales mezclas se calculan utilizando la fórmula de la regla de mezcla de Le Chatelier:


donde a es el límite explosivo inferior o superior de una mezcla de gases con aire en porcentaje en volumen;


k1,k2,k3,kn es el contenido de gases en la mezcla en porcentaje de volumen;


n1,n2,n3,nn son los límites explosivos inferior o superior de los gases correspondientes en porcentaje de volumen.


Ejemplo. La mezcla de gases contiene: hidrógeno (H2) - 64 %, metano (CH4) - 27,2 %, monóxido de carbono (CO) -6,45 % e hidrocarburo pesado (propano) -2,35 %, es decir, kx = 64; k2 = 27,2; k3 = 6,45 y k4 = 2,35.


Determinemos los límites inferior y superior de la explosividad de la mezcla de gases. En mesa. 1 encontramos los límites explosivos inferior y superior de hidrógeno, metano, monóxido de carbono y propano y sustituimos sus valores en la fórmula (1).


Límites inferiores de explosividad de los gases:


n1 = 4,1%; n2 = 5,3%; n3= 12,5% y n4= 2,1%.


Límite inferior an = 4,5%


Límites superiores de explosividad de los gases:


n1 = 75%; n2 = 15%; n3 = 75%; n4 = 9,5%.


Sustituyendo estos valores en la fórmula (1), encontramos el límite superior av = 33%


Los límites explosivos de los gases con un alto contenido de gases inertes no combustibles - dióxido de carbono (CO2), nitrógeno (N2) y vapor de agua (H2O) - se encuentran convenientemente a partir de las curvas del diagrama construido sobre la base de datos experimentales ( Figura 1).


Ejemplo. Utilizando el diagrama de la fig. 1 encontramos los límites de explosión para el gas generador de la siguiente composición: hidrógeno (H2) 12,4%, monóxido de carbono (CO) 27,3%, metano (CH4) 0,7%, dióxido de carbono (CO2) 6,2% y nitrógeno (N2) 53,4%.


Distribuyamos los gases inertes CO2 y N2 entre los combustibles; añadimos dióxido de carbono al hidrógeno, entonces el porcentaje total de estos dos gases (H2 + CO2) será 12,4 + 6,2 = 18,6%; añadimos nitrógeno al monóxido de carbono, su porcentaje total (CO + N2) será 27.3 ++ 53.4 = 80.7%. El metano se tendrá en cuenta por separado.


Determinemos la relación de gas inerte a combustible en cada suma de dos gases. En una mezcla de hidrógeno y dióxido de carbono, la relación será de 6,2 / 12,4 \u003d 0,5, y en una mezcla de monóxido de carbono y nitrógeno, la relación será de 53,4 / 27,3 \u003d 1,96.


En el eje horizontal del diagrama de la Fig. 1 encontramos los puntos correspondientes a 0.5 y 1.96 y trazamos las perpendiculares hasta encontrar las curvas (H2 + CO2) y (CO + N2).


Arroz. 1. Diagrama para encontrar los límites explosivos inferior y superior de gases combustibles en una mezcla con gases inertes


La primera intersección con curvas ocurrirá en los puntos 1 y 2.


Trazamos líneas rectas horizontales desde estos puntos hasta que se encuentran con el eje vertical del diagrama y encontramos: para una mezcla de (H2 + CO2) el límite explosivo inferior an = 6%, y para una mezcla de gases (CO + N2) un = 39,5%.


Continuando la perpendicular hacia arriba, cruzamos las mismas curvas en los puntos 3 y 4. Trazamos líneas horizontales desde estos puntos hasta que se encuentran con el eje vertical del diagrama y encontramos los límites superiores de la explosividad de las mezclas av, que son respectivamente iguales a 70.6 y 73% .


Según la tabla 1 encontramos los límites explosivos del metano an = 5,3% y av = 15%. Sustituyendo el superior obtenido y límites inferiores explosividad de mezclas de gases combustibles e inertes y metano en la fórmula general de Le Chatelier, encontramos los límites de explosibilidad del gas generador.