Безопасность труда в газовом хозяйстве

Министерство Сельского хозяйства Российской Федерации

Санкт-Петербургский Государственный Аграрный Университет

 

 

Кафедра технологических энергосистем

 

 

 

 

 

 

 

 

Работа по дисциплине «Безопасность  труда в газовом хозяйстве»

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент

гр 095241

факультета с/х строительства

отделения БЖД

Сакидон М.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Пушкин

2012

 

Состав природного газа

№ задания	Месторождение газа	Состав газа, % по объему,
19	Ямал	78,97	4,53	2,34	1,02	0,27	1,02	-	11,84

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетная часть

1.Расчет физико-химических  свойств горючих газов

1)Теплота сгорания газообразного  топлива заданного состава определяется:

=35,88*+64,36*+93,18*+123,60*+156,60*+

+23,46*=35,88*0,7897+64,36*0,0453+93,18*0,0234+123,60*0,0102+156,60*0,0027+23,46*0=35,111МДж/,

=39,82*+70,31*+101,20*+133,80*+169,30*+

+25,46*=39,82*0,7897+70,31*0,0453+101,2*0,0234+133,8*0,0102+169,3*

*0,0027+25,46*0=38,82 МДж/

2) Плотность газа данного  состава определяется:

=0,01(∑=0,01(0,72*78,97+1,35*4,53+2,01*2,34+2,7*1,02+3,22*0,27+

+1,54*0+1,97*11,84+1,25*1,02)=0,01*95,84=0,96 кг/

3) Относительная плотность  смеси горючих газов определяется:

d= = =0,75

4) Показатель взаимозаменяемости  газов, это число Воббе - определяется:

=/=35,111/0,866=40,544

5) Пределы воспламенения  смесей горючих газов

=/∑r*100%

…

=/∑r*100%

=78,97/87,13*100%=90,63%

=4,53/87,13*100%=5,2%

=2,34/87,13*100%=2,68%

=1,02/87,13*100%=1,17%

=0,27/87,13*100%=0,3%

Нижний и верхний пределы  воспламеняемости газа:

= = = = 4,61%

 

= = = = 14,55%

 

Нижний и верхний пределы  воспламеняемости газа с учетом балластных примесей:

=

б- содержание балластных примесей в долях единицы

 

=4,61* = 4,61*%

 

= = 14,55* = 14,55*%

6. Калориметрическая температура

 

6.2. Определение давления, возникающего при взрыве газа

 

 

 

 

 

 

 

 

6.3. Определение времени  образования взрывоопасной концентрации  в помещении

 

τ=

 

 

ТРЕБОВАНИЯ

ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ, ХРАНЕНИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ БАЛЛОНОВ СО СЖИЖЕНЫМИ И РАСТВОРЕННЫМИ ГАЗАМИ

 

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ 

 

1. К эксплуатации, транспортировке баллонов допускаются лица, не моложе 18 лет, обученные и аттестованные в установленном порядке, прошедшие медкомиссию и инструктаж на рабочем месте, имеющие удостоверение с фотографией на право выполнения данного вида работ.
2. Персонал должен соблюдать правила внутреннего трудового распорядка, правила пожарной безопасности и настоящую инструкцию.
3. Лица, ответственные за хранение, получение со склада и перевозку сжатых газов назначаются приказом начальника дистанции.
4. При хранении баллонов на открытых площадках навесы, защищающие их лт воздействия осадков и прямых солнечных лучей, должны быть выполнены из негорючих материалов.
5. Баллоны с горючим газом, имеющие башмаки, должны храниться в вертикальном положении в специальных гнездах, исключающих их падение.
6. Баллоны, не имеющие башмаков, должны храниться в горизонтальном пложении на рамах или стеллажах. Высота штабеля не должна превышать 1,5 м , а клапаны должны быть закрыты предохранительными колпаками.
7. Пустые баллоны следует хранить раздельно от наполненных баллонов.
8. Газовые баллоны должны быть предохранены от ударов и действия прямых солнечных лучей.  

От отопительных приборов баллоны должны устанавливаться  не менее 1 м.

2. Требования безопасности  перед началом работы

 

2.1. Надеть положенную спецодежду, спецобувь.

2.2. Осмотреть рабочее  место, освободить его от посторонних,  горючих материалов.

2.3. Осмотреть и убедиться  в исправном состоянии носилок  и тележек для транспортировки  баллонов.

3. Требования безопасности во время работы

 

1. Эксплуатация, хранение и транспортировка баллонов со сжатыми и растворенными газами (кислород, ацетилен, пропан) должны осуществляться в соответствие с требованиями правил устройств и безопасной эксплуатацией сосудов, работающих под давлением.
2. При получении баллонов на складе их необходимо осмотреть и убедиться в том, что:

-на корпусе баллона нет вмятин, повреждений:

-срок годности баллона, указанный  на клейме , не истек;

-на вентиле имеется защитный  колпак;

-вентиль исправен.

3.3. . Баллоны со сжатым и сжиженным  газом необходимо грузить и  разгружать с особой осторожностью.  Погрузку и выгрузку должны  выполнять двое рабочих, при  этом нельзя разгружать баллоны  вентилем вниз, бросать их и  ударять один о другой, т. к.  вследствие высокого давления  внутри баллона и дополнительного  местного увеличения напряжения  при ударе, может послужить  причиной взрыва.

3.4. Баллоны с кислородом  и ацетиленом укладывают в  машины не более, чем в три ряда и не выше бортов на специальные стеллажи с прокладками. Кузов машины должен быть тщательно очищен от мусора, особенно от любых видов масел.

3.5. Кислородные баллоны  от места разгрузки нужно перемещать  только на специальных носилках  или тележках. Нельзя переносить  их на плечах, т. к. при случайном  падении может произойти взрыв.

3.6.Грузить и перемещать  баллоны, у которых вентили  не закрыты колпаками, а также  прикасаться к вентилям замасленными  руками запрещается.

3.7. Разрешается транспортировка  баллонов в специальных металлических  контейнерах на автомобильном  транспорте.

3.8. Баллоны с газом,  устанавливаемые в помещениях, должны  находиться от радиаторов отопления  и других нагревательных приборов  на расстоянии не менее 1м,  а от источников тепла с  открытым огнем – не менее  5м.

3.9. Баллоны с газом  должны храниться в специальных  спроектированных для этого открытых  и закрытых складских помещениях. Складское хранение в одном  помещении баллонов с кислородом  и горючим газом запрещается.

3.10 Хранение и транспортировка  баллонов должны производиться  с навернутыми колпаками.

3.11. При бесконтейнерной транспортировке баллонов должны соблюдаться следующие правила:

• на баллонах до отказа должны быть навернуты предохранительные колпаки;
• баллоны должны укладываться в специальные гнезда, обитые войлоком;
• при погрузке более одного ряда должны применяться специальные прокладки;
• при погрузке и разгрузке не допускается сбрасывать баллоны и ударять друг о друга;
• баллоны укладываются только поперек автотранспорта.

3.12.При сварке на открытых  площадках в зимнее время баллоны  углекислым газом во избежание  замерзания должны размещаться  в утепленных помещениях.

3.13. Совместная транспортировка  кислородных и ацетиленовых баллонов  разрешается при следующих условиях:

• одновременно можно перевозить не более 10 баллонов (суммарно);
• ацетиленовые баллоны тщательно очищают от следов масла;
• баллоны должны быть уложены на деревянных подставках.

3.13. В летнее время баллоны  должны быть защищены от солнечных  лучей брезентом.

3.14. Редуктор предназначен  для регулирования расхода газа , понижения и автоматического поддержания давления газа до рабочего.

3.15. Редукторы, выпускаемые  промышленностью, стандартизированы  по следующим типам:

Б- баллонные, Р- рамповые, С- сетевые.  А- ацетиленовые, К- кислородные, М- метановые, П- пропан-бутановые.

Баллонные редукторы для  различных газов отличаются размерами  и конструкцией присоединительного узла, условной  окраской, присвоенной  соответствующему газу.

3.16 Запрещается пользоваться редуктором без манометра или с неисправным манометром.

Хранение баллонов

 

3.13 В рабочем положении и при хранении баллоны должны находиться в вертикальном положении. Пустые баллоны хранить отдельно от наполненных баллонов.

3.14. Хранить баллоны с  газами следует с навинченными  на них колпаками.

3.15 Баллоны для проведения  газопламенных работ должны иметь  отличительную окраску.

3.16. Баллоны, имеющие трещины,  вмятины, риски глубиной более  10 %толщины стенки отбраковываются  и изымаются из эксплуатации.

3.17. При хранении и перевозке  следить, чтобы на них не  попадало масло.

3.18.баллоны должны возвращаться  на склад с навернутыми колпаками  и закрытыми вентилями.

Хранение карбида кальция 

 

3.19 Барабаны с карбидом кальция  следует хранить в сухих, защищенных  от попадания влаги, хорошо  проветриваемом помещении, с кровлей  легкого типа, не имеющих чердачных  перекрытий.

В здании склада должно быть освещение, канализация, отопление.

3.20.Склад должен быть  обеспечен  углекислотными огнетушителями, асбестовым полотном и ящиком  с сухим песком.

3.21.На складе хранения  карбида кальция курение запрещено.

Требования безопасности в аварийных ситуациях

 

4.1. При получении термического  ожога, если на пострадавшем  загорелась одежда. Нужно быстро  набросить на него любую плотную  ткань или сбить пламя водой.

4.2. При небольших по  площади ожогах 1-ой и 2-ой степени  нужно наложить на обожженный  участок кожи стерильную повязку  и направить пострадавшего в  лечебное учреждение. Поставить  в известность руководителя работ.  При тяжелых и обширных ожогах  пострадавшего необходимо завернуть в чистую ткань или простыню, не раздевая его, укрыть потеплее, создать покой до прибытия врачей.

Требования безопасности по окончании работ

 

5.1. После окончания работ тщательно  проверить состояние рабочего  места, если проводились газоэлектросварочные работы, эти места промыть водой.

5.2. Все баллоны с газом  доставить к месту их постоянного  хранения и сдать кладовщику.

5.3. Вымыть руки с мылом,  принять душ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 1

Рассчитать горелку турбулентного  смешения с периферийной подачей  газа. Производительность ее =300. Характеристика сжимаемого газа

=3511,1 МДж/, =9,24 , ρ=0,96 кг/. Коэффициент избытка воздуха α = 1,1. Описать принцип работы горелки, привести схему или чертеж горелки.

 Горелка газовая турбулентного  смешения - горелка, у которой  смесеобразование, осуществляемое  за счет турбулентной диффузии, начинается в устье и завершается  в топочной камере. Горелка газовая  турбулентного смешения — горелка  с незавершенным (до поступления  в топку) предварительным смешением  газа с воздухом. Интенсификация и равномерность смесеобразования достигаются: разделением потока газа (реже воздуха) на мелкие струи (многоструйные вихревые горелки низкого и среднего давлений); направлением газовых струй под углом в закрученный или незакрученный поток воздуха; повышением степени крутки потока воздуха (горелка низкого давления — ГНШ); увеличением пути перемешивания и продолжительности контакта газа и воздуха внутри горелки. Интенсивность крутки улучшает качество и быстроту смешения газа с воздухом, вследствие чего ускоряется процесс выгорания топлива и сокращается длина факела. Основные достоинства этих горелок: возможность сжигания большого количества газа при небольших габаритах горелки; широкий диапазон регулирования производственности горелки; возможность подогрева газа и воздуха до температур, превышающих температуру самовоспламенения; простое конструктивное выполнение горелок с комбинированным сжиганием топлива (газ — мазут; газ — угольная пыль). Производительность горелок газового турбулентного смешения — 60 кВт — 60 МВт. Их используют для обогрева котлов и промышленных печей. Для сжигания газа в топках котлов применяют многоструйные вихревые горелки низкого и среднего давлений (ГА, ГГВ), а также комбинированные горелки (газомазутные или пылегазовые). Горелка ГА предназначена для сжигания природного газа с теплотой сгорания 35,6 МДж/м , имеет 9 типоразмеров (4 на низкое давление, 5 на среднее) с производительностью 395—10 890 кВт (39—1100м*/ч). Эта горелка блочная и состоит из нескольких газорасределительных трубок (от 5 до 34), объединенных общей воздушной камерой. Из каждой трубки газ выходит в виде 8 или 12 тонких струек. Каждый малый поток воздуха закручивается с помощью лопаток направляющих аппаратов и поступает в цилиндрические выходные каналы, в которых начинается процесс смесеобразования между закрученным потоком воздуха, пересекающим газовые струйки. Горелки ГА сложны в изготовлении и имеют большую массу (42—539 кг). Для устранения этих недостатков разработана горелка упрощенной конструкции, имеющая 10 типоразмеров, произвидительностью 115—8660 кВт, получившая название горелка газовая вихревая — ГГВ. Она обеспечивает центральную струйную подачу газа (число струек 12; 24; 36 или 48 в зависимости от типоразмера). Центральная направляющая труба служит для розжига горелки переносным запальником, для установки мазутной форсунки и для наблюдения за работой горелки. Полное сгорание обеспечивается при номинированной тепловой мощности и номинированном давлении газа 2 или 30 кПа с коэффециентом избытка воздуха 1,02—1,05. В таких условиях дайна факела изменяется от 140 до 2000 мм. Коэффециент рабочего регулирования горелки 6,3. В качестве стабилизатора пламени применяют керамический туннель с внезапным расширением. Для сжигания природных газов с теплотой сгорания 30—45 МДж/м в промышленных печах наибольшее распространение получила горелка ГНП. Разработано 9 типоразмеров этой горелки с номинированной тепловой мощностью 73—2980 кВт с двумя типами наконечников газового сошла (А и Б). Наконечник типа А обеспечивает короткий факел (равный 9—16 диаметрам выходного отверстия) за счет многоструйной подачи газа (4; б и 8 струй) под углом к потоку воздуха; типа Б — более длинный факел (равный 14—19 диаметрам), обусловленный образованием центральной газовой струи. Поминированное давление газа — 3,92, воздуха - 0,83—3,2 кПа. Коэффециент рабочего регулирования горелки — 7—10. Горелки обеспечивают полное сжигание газа при коэффециенте избытка воздуха, равном 1,05— 1,07. В качестве стабилизатора пламени, применяют керамический туннель.

 

 

 

 

Расчет горелки

1.Принимаем улиточный  подвод воздуха. Определяем размеры  выходного отверстия горелки  и улитки по формуле:

 

Q/F= от 35* до 40*

= 0,083

 

=400мм

Принимаем диаметр равным 400 мм. Размеры улитки при степени  крутки 0,4 следующие 

b==400 мм

==0,4

a=0,4*400=160

2.Определяем ширину рабочей  зоны и действительную скорость  воздуха при выходе из улитки. Диаметр зоны обратных токов  при степени крутки 0,4 равен ~0,4*=0,4*400=160 мм

Ширина рабочей зоны равна:

Ϫ= (400-160)/2= 120 мм

Средний угол спирального  подъема воздуха

= 40,  sin 40=0,64

Рассчитываем действительную скорость воздуха при выходе из улитки

= ==12,54 м/с

 

 

3. Определяем необходимое  давление воздуха перед горелкой. Скорость воздуха во входном  патрубке горелки

===13,23

Коэффициент сопротивления  принимаем равным ζ =4,7, тогда

ʌ=*+(ζ-1)**=101,4+3,7*112,8=101,4+417,7=519 Па

4. Определяем поперечное  сечение газового коллектора

=0,00556

Где скорость 15 м/c

5. Определяем глубину  проникновения газовых струй  в закрученный поток воздуха.  Величину А принимаем равно толщине кольцевой зоны, где нет обратных токов

A=0,55=0,55*200=110

=0,36A=39,6

 

6. Принимаем шаг больших  отверстий

=2,5*=99 мм

Определяем число больших  отверстий

n===10,17 принимаем 10 отверстий

7. Вычисляем диаметр больших  отверстий

=0,0025*0,87=0,008=8 мм

принимаем k=1,7, a =0,98.

 

 

 

Относительный шаг отверстий  равен

=11,7

8. Рассчитаем скорость  выхода газа из горелки 

=0,9*0,98*300/(3600*10*0,008)=264,6/2,304=87,6 м/с

9. Определяем суммарную  площадь выходных отверстий

 

10. Рассчитываем меньшие отверстия

 

 мм

 

 

 

22,8/8=2,85, следовательно, малые  струи газа также сливаться  не будут

11. Определяем необходимое  давление газа в коллекторе:

ʌ=

 

 

 

 

 

Задача 2

Рассчитать подовую горелку  для чугунного котла с поверхностью нагрева 

= 34 , переводимого на природный газ. Производительность котла 400 кВт. Размер колосниковой решетки 1592X815 мм. Характеристики сжигаемого газа: =3511,1 МДж/, =9,24 , ρ=0,96 кг/; КПД котла —0,87. Описать принцип работы горелки, привести схему или чертеж горелки.

Принцип работы:

Устройство, состоящее из перфорированного газового коллектора, изготовленного из стальной трубы и  размещенного по оси прямоугольного канала, выполненного из огнеупорных  материалов. Подовая горелка работает по диффузионному принципу. Газ без предварительного смешения истекает из двух рядов отверстий (расстояние между центрами отверстий в ряду — 15—26 мм) и образующих между собой угол 90. Воздух подается через колосниковую решетку из поддувального пространства под газовый коллектор вентилятором или поступает туда за счет разрежения в топке, проходит в канале, с двух сторон омывая газовый коллектор, который устанавливается строго по оси туннеля. Газовые струйки в результате турбулентной диффузии интенсивно перемешиваются с воздухом, и на расстоянии 20—40 мм от отверстий коллектора начинается процесс горения. Длина факела подовой горелки (0,5—1 м) требует соответствующей высоты топки. Полнота сгорания газа в горелках этого типа зависит от соотношения скоростей газа и воздуха, диаметрам расположения газовых отверстий, расстояния между ними, размеров, формы и качества кладки канала, разрежения в топке. Оптимальная скорость выхода струй газа из отверстий коллектора — 25—80 м/с, скорость воздуха в канале в плоскости коллектора — 2,5—8 м/с. Подовые горелки обеспечивают полное сжигание природного газа при коэффециенте избытка воздуха а - 1,1...1,3. Концентрация оксидов азота в продуктах горения составляет ~ 120 мг/м .  
Горелки ПГОД предназначены для сжигания природного газа с а - 1,5... 1,2 в топках котлов ДКВР. Горелки щелевые однотрубные с принудительной подачей воздуха работают на газе низкого (1,3; 2 кПа) — ПГОД-Н и среднего (30 кПа) давлений — ПГОД-С. Номинальная тепловая мощность для горелок типа Н — 150—1000 кВт, типа С — 500—3600 кВт; давление воздуха — соответственно — 200—300; 200—300 и 500—600 Па. Достоинством подовых горелок являются простота изготовления, высокая устойчивость пламени, широкий диапазон регулирования тепловых потоков в топках с высотой, большей высоты факела. Подовые горелки применяют в небольших печах и сушилках, а также при переводе на газовое топливо котлов, имеющих слоевые топки паропроизводительностью до 20 т/ч.

 

 

 

 

 

 

Расчет горелки

1. Принимаем одну подовую горелку. Расход газа на горелку равен:

 

2. Для коллектора горелки  выбираем цельнотянутую трубку  с наружным диаметром 40 мм и  толщиной стенки 4 мм. Скорость газа  в трубе составит:

 

Площадь живого сечения трубы  равна 0,00081.

3. Определим скорость  воздуха в узком сечении щели, предполагая, что котел работает без дутья, разрежение в топке составляет 8 Па:

 

при =0,7,

4. Определим ориентировочную  длину коллектора, принимая =350 кВт/м

 

5. Определим ширину щели  а. Коэффициент избытка воздуха  принимаем α=1,2, а 

а = = 0,49 м= 490 мм

6. Определим проникновение  струи в глубь воздушного потока:

 

7. Рассчитаем диаметр  выходных отверстий, приняв угол  раскрытия 90, тогда угол атаки  α=45, sin45=0,707. Отношение скоростей принимаем /=11, а коэффициент k=1,7

 

Шаг отверстий δ=0,75*202+3=154,5 мм

Принимаем δ=155 мм

8. Определяем число отверстий  в коллекторе. Расход газа через  одно отверстие равен

 

/=11

Число отверстий

 

9. Проверим длину коллектора

 

Величина практически  не отличается, все допустимо

10. Определим необходимое  давление газа перед задвижкой  горелки:

 

 

Здесь коэффициент расхода  выходных отверстий =0,65, а сумма коэффициентов  гидравлических сопротивлений на пути движения

газа через задвижку горелки  и до отверстий  = 2,5.