Как рассчитать количество газа в баллоне – ТехноРемСтрой-Казань, ООО, торговая компания

Использование сжиженного газа

Несколько сложнее со сжиженным газом. Он широко применяется:

• в современном промышленном производстве;
• в тепловой и электроэнергетике;
• как резервный запас в период наиболее интенсивного потребления населением;
• в качестве замены традиционным бензину или дизельному топливу для автомобильного транспорта;
• в бытовых целях.

В домашнем хозяйстве сжиженный газ в баллонах выгодно использовать для эксплуатации газопотребляющих приборов бытового назначения при условии отсутствия подвода централизованной магистрали.

Для сжижения используются разнообразные смеси пропана с бутаном. Применение метана экономически невыгодно, поскольку при комнатной температуре давление в системе возрастает настолько, что для обеспечения безопасности требуется создание ёмкостей с большой толщиной стенки и применения материалов повышенной прочности.

Изменение объёма газа при переходе из жидкой фазы в газообразную определяется следующими факторами:

• химическим составом;
• давлением;
• температурой;
• плотностью и удельной массой.

Чтобы рассчитать количество литров сжиженного газа в кубометры топлива, перешедшие в газообразное состояние, необходимо использовать указанные характеристики. Но поскольку затруднительно достоверно установить точный состав смеси в баллоне, необходимо руководствоваться приблизительным соотношением, согласно которому при стандартной температуре в 20 градусов из 1-го литра сжиженного получится 200 – обычного газа. Поэтому применяется формула:

Окуб = Ол/5

где:

• Окуб – объём в кубических метрах;
• Ол – объём в литрах.

При расчёте необходимо дополнительно учитывать, что в целях безопасности газовые баллоны заполняются не более 85 процентов общего объёма.

Калорийность природного газа ккал м3

Информация

Форма входа

Статьи о ВО

Физические величины

Тепловая мощность отопительного оборудования обычно представлена в киловаттах (кВт), килокалориях в час (ккалч) или в мегаджоулях в час (МДжч).

1 кВт = 0,86 ккал/ч = 3,6 МДж/ч

Расход энергии измеряют в киловатт – часах (кВтч), килокалориях (ккал) или в мегаджоулях (МДж).

1 кВтч = 0,86 ккал = 3,6 МДж

Большинство бытовых отопительных приборов имеет мощность в

пределах 10 – 45 кВт.

Природный газ

Расход природного газа принято измерять в кубических метрах (м3). Эту величину фиксирует Ваш газовый счетчик и именно ее записывает работник газового хозяйства, когда снимает показания. Один кубический метр природного газа содержит 37,5 МДж или 8 958 ккал энергии.

Пропан (сжиженный газ, СУГ)*

Расход пропана принято измерять в литрах (л). Один литр пропана содержит 25,3 МДж или 6 044 ккал энергии. В основном, все правила и понятия, действующие для природного газа, подходят и для пропана, с небольшой поправкой на калорийность. У пропана более низкое содержание водорода, чем у природного газа.

При сжигании пропана количество тепла, высвобождающегося в скрытой форме, примерно на 3% меньше, чем у природного газа. Это говорит о том, что традиционные фурнасы, работающие на пропане чуть более производительны, чем работающие на природном газе. С другой стороны, когда мы имеем дело с высокоэффективными конденсационными нагревателями, то пониженное содержание водорода усложняет процесс конденсации и пропановые нагреватели немного проигрывают тем, что работают на природном газе.

* В отличие от Канады, в Украине распространен не чистый пропан, а пропан – бутановые смеси, в которых доля пропана может колебаться от 20 до 80 %. Бутан имеет калорийность 6 742 ккалл

Важно помнить, что температура кипения пропана составляет минус 43°C, а температура кипения бутана – лишь минус 0,5 °C. Практически это приводит к тому, что при высоком содержании бутана в баллоне с газом на морозе газ из баллона не испаряется без дополнительного подогрева

Конструкция стального газового баллона

Для транспортировки и хранения легких углеводородов, таких как пропан, пропан-бутан или бутан, могут использоваться композитные баллоны, емкостью до 47 литров.

Однако более вместительные, 50 литровые сосуды для сжиженных углеводородов, изготавливаются из стали. Для хранения остальных сжиженных или сжатых газов, используются только стальные резервуары различного литража.

В ГОСТ 15860 подробно описаны разновидности, характеристики и допустимые размеры газовых баллонов для углеводородов. В ГОСТ 949-73 указаны параметры газовых емкостей пригодных для эксплуатации, с внутренним давлением до 19,6 МПа.

Толщину стенок диктуют ГОСТы, регулирующие конструкцию баллонов. Заготовками для стальных 50 литровых баллонов, служат бесшовные трубы из стали марок: 45, 34CrMo4, 30ХМА и 30ХГСА

Оба ГОСТа указывают на то, что для безопасной транспортировки и хранения газов, каждый сосуд должен иметь следующие элементы конструкции:

1. Опорный башмак.
2. Корпус, состоящий из обечайки, нижнего, верхнего днища и подкладного кольца.
3. Информационную табличку.
4. Горловину.
5. Клапан или вентиль.

Допускаются модификации, в которых присутствует воротник, ручка/ручки и колпак.

Кроме основных стандартов по изготовлению баллонов для газа, существуют дополнительные нормативы, которые в обязательном порядке должны соблюдать производители.

К вспомогательной документации относятся правила безопасности: ПБ 03-576-03 «Правила устройства и безопасного использования сосудов, находящихся под давлением». В них подробно описаны требования к вентилям и другим вспомогательным механизмам.

Кто покупает газ у россии

Основными потребителями и покупателями нашего природного газа являются европейские страны. Главными импортерами газа являются такие страны, как республика Турция, Италия и Германия. Эти страны покупают газ в больших объемах.Многие страны Европы зависят от российского газа.

Белоруссия и Армения покупают газ только из России, поэтому они на 100 % зависят в этом компоненте о наших поставок. Эти братские страны закупают у нас газ в среднем за 170 долларов за тысячу кубометров. Хотя средняя цена природного газа на мировом рынке составляет более 400 долларов.

Также от российского газа полностью зависят Финляндия, Латвия, Болгария, Литва и Эстония. Эти государства, кроме Финляндии, платят за газ 419 условных единиц за тысячу кубометров. Конечно, с этими странами у нас не всё хорошо, но терять покупателей, с которыми мы непосредственно граничим тоже нельзя.

На 60 — 70 % от поставки российского газа зависят такие страны, как Чехия, Украина, Турция, Словакия и Польша. Хотя Украина и Турция хотят прекратить импортировать наш газ, но им будет крайне трудно найти замену.На 20 — 40 % от поставки нашего газа зависят также Италия, Франция, Нидерланды и многое другие.

Можно сделать небольшой вывод, что российский природный газ необходимо использовать рационально. Это сырье, которое необходимо сохранить нашим детям, внукам и правнукам

Сейчас происходят много локальных войн из-за ресурсов, поэтому нужно обратить внимание на безопасность не только страны, но и газовых месторождений

( Пока оценок нет )

investobox/ автор статьи

Данный материал написан и опубликован одним из наших авторов (экспертом в своём деле). За каждой статьей стоит опытный сотрудник нашей команды, который проверил материал на ошибки и актуальность. Будем зарабатывать в интернете вместе!

Особенности преобразования сжиженных газов

В современной промышленности сжиженные газы применяются в следующих сферах:

• на промышленных предприятиях;
• при производстве тепла и электроэнергии;
• в качестве резервных запасов в холодное время года при потреблении населением;
• как альтернативное топливо для транспортных средств;
• в быту.

В домашних условиях баллоны со сжиженным газом используют, если к дому не подведена централизованная магистраль. В данной ситуации не учитывается температура подаваемого топлива, а только определяется объём. В отдельных случаях в некоторых регионах могут применяться температурные поправки при расчёте объёма, если счётчик не снабжён соответствующим устройством для компенсации показаний.

Смесь приготавливается из сжижения бутана с пропаном в различных соотношениях. Метан использовать нецелесообразно с экономической точки зрения. Указанная смесь при повышении температуры окружающей среды до комнатных показателей расширяется с такой интенсивностью, что для изготовления баллонов требуется выполнять толстые стенки или применять дорогие материалы высокой прочности.

Пропорциональность перехода объёма газовой смеси при её испарении из жидкого состояния зависит от следующих показателей:

• химических элементов, входящих в состав;
• температурных характеристик и уровня давления;
• молярной массы и степени плотности.

Точное пропорциональное соотношение смеси в баллоне определить не представляется возможным, поэтому учитывают примерную величину. Предполагается, что при 20-градусной температуре в комнате, считаемой стандартной, при испарении одного литра топлива в сжиженной консистенции выйдет около 200 газообразного.

Расчёт выполняется по следующей формуле:

Vкуб = Vл/5,

В которой:

• Vкуб – показатель объёма в кубометрах;
• Vл – указанная величина в литрах.

При выполнении расчёта следует уточнять полученное значение, исходя из того, что по правилам безопасности ёмкости с газом не заполняются на 15 процентов общего объёма.

Если рассчитать количество кубов в заправленном баллоне пропан-бутана, вмещающем 50 л, при подключении газового счётчика, получим следующее значение:

• в баллон закачивается 21 кг газа;
• количество кубических метров газового топлива равно 50/5 = 10;
• после корректировки по причине неполного заполнения баллона, получим значение 10 х 0,85 = 8,5 кубов.

Виды газов и их масса

Полученное значение зависит от температуры окружающего воздуха, поскольку этот показатель влияет на уровень давления внутри ёмкости.

Приведённый расчёт позволяет получить ответ только приблизительно. Но решающее значение в определении показателей использования сжиженного газообразного топлива имеет молярная масса газа и его теплотворная способность. При этом газ рассчитывается в килограммах.

Кубометры учитываются только при поставке газообразного топлива централизованным способом, при определении израсходованного объёма индивидуальным прибором учёта. В данном случае преобразование из кубометров в литры производится стандартным способом, умножением на 1000.

На территории нашей страны действуют несколько ГОСТ регламентирующих технические условия к газовым емкостям. В частности, ГОСТ 949-73 регламентирует нормативы к стальным сосудам объемом от 0.4 до 50 литров и работающих с давлением от 9.8 до 19.6 МПа.

Металлические баллоны по праву считают оптимальным решением задачи хранения и перевозки технических газов. Для производства баллонов используют малоуглеродистые или легированные стальные сплавы. Баллоны выпускают с объемом от 5 до 50 литров и весом от 4 до 22 кг.

Кроме баллонов, изготовленных из стали для хранения и перевозки газа применяют изделия, выполненные из композита.

Они обладают следующими достоинствами:

1. Малый вес, разница между баллонами одного объема может достигать 70%.
2. Повышенная стойкость к ударным нагрузкам. Взрывобезопасность, даже под действием открытого огня.
3. Конструкция композитного баллона выполнена таким образом, что практически утечка газа невозможна.
4. Полимерные материалы, использованные при изготовлении баллона, исключают возникновение коррозии и образовании искр.
5. Композитные сосуды обладают интересным внешним видом.

Для изготовления баллонов этого типа применяют стеклоткань и эпоксидные смолы.

Следует отметить, что с течением времени сосуд может изменить свой цвет, но это не влияет на его эксплуатационные свойства.

Для обеспечения безопасной эксплуатации полимерных сосудов приняты следующие меры:

1. Установка клапана сброса излишнего давления.
2. Установка плавящейся вставки.

При росте температуры газ начинает увеличиваться в объеме и в результате образуются его излишки. Они и создают лишнее давление на сосуд. Для устранения избытка давления предназначен предохранительный клапан. Он открывается по достижении определенного уровня давления.

Под действием повышенной температуры, точно так же происходит рост давления внутри сосуда, в этом случае срабатывает плавкая вставка. Вставка расплавится и образует отверстие, через которое выходят излишки газа. Но, после срабатывания плавкой вставки, емкость подлежит утилизации.

Емкости разного объема, выполненные из композитных материалов, рассчитаны для работы при температуре от – 40 до 60 градусов.

Конструкция, объем и маркировка газовых сосудов

Расчет двуокиси углерода (углекислота) в баллонах

   Углекислота (по ГОСТ 8050-85 «Двуокись углерода газообразная и жидкая») применяется как защитный газ для электросварочных работ. Состав смеси: СО2; Ar CO2 ; Ar CO2 O2. Еще производители могут маркировать ее как смесь MIX1 – MIX5.

   Параметры и размеры баллонов для ацетилена можно посмотреть по ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего для газов на Рр ≤ 19,7МПа». Наиболее популярными являются баллоны объемами 5, 10 и 40 литров.

   При рабочем давлении углекислоты в баллоне 14,7 МПа (150 кгс/см2) коэффициент заполнения: 0,60 кг/л; при 9,8 МПа (100 кгс/см2) – 0,29 кг/л; при 12,25 МПа (125кгс/см2) – 0,47 кг/л.

   Объемный вес углекислоты в газообразном состоянии равен 1.98 кг/м³, при нормальных условиях.

   Посчитаем вес углекислоты в самом распространенном баллоне в строительстве: объемом 40л с рабочим давлением 14,7 МПа (150 кгс/см2).

40л • 0,6 = 24кг

   Посчитаем объем углекислоты в газообразном состоянии:

24кг / 1,98 кг / м3 = 12,12м3

   Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 40л = 24кг = 12,12м3

Данный газ доступен у нас: двуокись углерода (углекислота)

Расчет кислорода в баллонах

   Параметры и размеры кислородных баллонов можно посмотреть по ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего для газов на Рр ≤ 19,7МПа». Наиболее популярными являются баллоны объемами 5, 10 и 40 литров.

   По ГОСТ 5583-78 «Кислород газообразный технический и медицинский» (приложение 2), объем газообразного кислорода в баллоне (V) в кубических метрах при нормальных условиях вычисляют по формуле:

V = K1•Vб,

   Vб — вместимость баллона, дм3;

    K1 — коэффициент для определения объема кислорода в баллоне при нормальных условиях, вычисляемый по формуле

К1 = (0,968Р 1) *   *

   Р — давление газа в баллоне, измеренное манометром, кгс/см2;

    0,968 — коэффициент для пересчета технических атмосфер (кгс/см2) в физические;

    t — температура газа в баллоне, °С;

    Z — коэффициент сжигаемости кислорода при температуре t.

    Значения коэффициента К1 приведены в таблице 4, ГОСТ 5583-78.

   Посчитаем объем кислорода в самом распространенном баллоне в строительстве: объемом 40л с рабочим давлением 14,7МПа (150кгс/см2). Коэффициент К1 определяем по таблице 4, ГОСТ 5583-78 при температуре 15°С:

V = 0,159 • 40 = 6,36м3

   Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон кислорода = 40л = 6,36м3

Таблица 4. ГОСТ 5583-78.

Расчет пропана-бутана в баллонах

   Параметры и размеры кислородных баллонов для пропана, бутана и их смесей можно посмотреть по ГОСТ 15860-84. В настоящее время применяются четыре типа данных изделий, объемами 5, 12, 27 и 50 литров.

При нормальных атмосферных условиях и температуре 15°С плотность пропана в жидком состоянии составляет 510 кг/м3, а бутана 580 кг/м3. Пропана в газовом состоянии при атмосферном давлении и температуре 15°С равна 1,9 кг/м3, а бутана — 2,55 кг/м3. При нормальных атмосферных условиях и температуре 15°С из 1 кг жидкого бутана образуется 0,392 м3 газа, а из 1 кг пропана 0,526 м3.

   Посчитаем вес пропанобутановой смеси в самом распространенном баллоне в строительстве: объемом 50 с максимальным давлением газа 1,6МПа. Доля пропана по ГОСТ 15860-84 должна быть не менее 60% (примечание 1 к табл.2):

50л = 50дм3 = 0,05м3;

0,05м3 • (510 • 0,6 580 •0,4) = 26,9кг

   Но из-за ограничения давления газа 1,6МПа на стенки в баллон этого типа не заправляют более 21кг.

   Посчитаем объем пропанобутановой смеси в газообразном состоянии:

21кг • (0,526 • 0,6 0,392 •0,4) = 9,93м3

   Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 50л = 21кг = 9,93м3

Данные газы доступны у нас: пропан C3H8

Рисунок 2 – ацетиленовый баллон

Максимальное давление ацетилена в баллоне составляет 3 МПа. Давление ацетилена в полностью наполненном баллоне изменяется при изменении температуры:

Давление наполненных баллонов не должно превышать при 20°С 1,9 МПа.

При открывании вентиля баллона ацетилен выделяется из ацетона и в виде газа поступает через редуктор и шланг в горелку или резак. Ацетон остается в порах пористой массы и растворяет новые порции ацетилена при последующих наполнениях баллона газом. Для уменьшения потерь ацетона во время работы необходимо ацетиленовые баллоны держать в вертикальном положении.

Для полного использования емкости баллона порожние ацетиленовые баллоны рекомендуется хранить в горизонтальном положении, так как это способствует равномерному распределению ацетона по всему объему, и с плотно закрытыми вентилями. При отборе ацетилена из баллона он уносит часть ацетона в виде паров.

Для определения количества ацетилена баллон взвешивают до и после наполнения газом и по разнице определяют количество находящегося в баллоне ацетилена в кг.

Пример. Масса баллона с ацетиленом 89 кг, порожнего – 83 кг, следовательно, количество ацетилена в баллоне равно: по массе – 89-83=6 кг, по объему – 6/1,09=5,5 м³ (1,09 кг/м³ – плотность ацетилена при атмосферном давлении и температуре 20°С).

Масса пустого ацетиленового баллона складывается из массы самого баллона, пористой массы и ацетона. При отборе ацетилена из баллона вместе с газом расходуется 30- 40 г ацетона на 1 м3 ацетилена. При отборе ацетилена из баллона необходимо следить за тем, чтобы в баллоне остаточное давление было не менее 0,05-0,1 МПа.

Использование ацетиленовых баллонов вместо ацетиленовых генераторов дает ряд преимуществ: компактность и простота обслуживания сварочной установки, безопасность и улучшение условий работы, повышение производительности труда газосварщиков.

Причинами взрыва ацетиленовых баллонов могут быть резкие толчки и удары, сильный нагрев (свыше 40°С).

Сколько газа в баллонах?

Прежде чем мы перейдем к расчетам расхода газа, нужно понять, а сколько топлива вообще содержится в баллоне.

Для этого воспользуемся физической формулой:

m=V*p,

где V – объем, p – плотность вещества, m – его масса.

Согласно, ГОСТ 15860-84 плотность чистого пропана при 0°С составляет 0,528. Для вашего удобства мы подготовили таблицу плотности пропан-бутановой смеси при разных температурах.

Стоит также помнить, что баллон не заправляют полностью (максимум на 80%), чтобы при повышении температуры его не разорвало.

Таким образом, в баллоне содержится примерно следующее количество газа:

• 50 литров: 21,12 кг
• 27 литров: 11,4 кг
• 12 литров: 5,06 кг
• 5 литров: 2,11 кг

Таблица объема и веса баллонов с техническими газами – газресурс

Таблицы масс газовых баллонов

Типы газовых баллонов под метан

На сегодняшний день существует 4 разновидности резервуаров под природный газ, это:

• ТипI. Полностью металлическая конструкция. Отливается в специализированных резервуарах и не имеет швов. Прочная и надежная конструкция, проверенная годами. Баллон имеет горловину под вентиль в форме цилиндра с одной стороны, и дно закругленной формы с другой. В процессе изготовления все резервуары подвергаются испытаниям избыточным давлением и проходят проверку ультразвуком для выявления скрытых дефектов. Несмотря на более современные технологии изготовления других типов, многие считают Тип 1 наиболее надежной конструкцией.
• ТипII. Баллоны второго типа представляют собой металлопластиковую конструкцию. Изготовлены они из легированной конструкционной стали. Основная часть конструкции покрыта армирующей оболочкой. Заявлено, что сталь, которая применяется в данной конструкции не изменяет своих физических свойств при низких температурах окружающей среды.

• ТипIII. Конструкция третьего типа схода с предыдущей. Отличительной особенностью является наличие алюминиевого лейнера, который усилен оплеткой из карбоволокна. Разрывное усилие составляет около 140 кгс/ мм2. Оплетка пропитывается специально разработанным составом на основе эпоксидной смолы. Плюсом данного типа конструкции является стойкость к коррозии на протяжении всего периода эксплуатации.
• ТипIV. Четвертый тип по своей конструкции аналогичен предыдущим двум. Особенностью исполнения является материал лейнера. В данном типе он полимерный, усиленный армирующей оболочкой из углеродного волокна или композитного материала. Основным плюсом баллона данного типа является его небольшой вес, за счет использования современных технологий производства. К минусам же относится высокая цена изделия, редкость на рынке, а также хрупкость изделия при воздействии механических повреждений.