Proč se zkapalněné a stlačené plyny skladují v lahvích? Typy nádob + pravidla provozu

Přiznejte si, modré palivo je velmi pohodlné k použití a není drahé. Jeho popularitu posiluje ekologická bezpečnost a prakticky všudypřítomná dostupnost. Ale zamysleli jste se někdy vážně nad tím, proč se stlačené plyny skladují ve speciálních lahvích a jak to ovlivňuje vaši bezpečnost?

V námi předloženém článku naleznete podrobné, technicky podložené odpovědi na tyto otázky. Vysvětlíme, v čem se liší zkapalněné plynné prostředí od stlačeného analogu. Seznámíme vás s technickými zvláštnostmi nádob na plyn, s pravidly jejich plnění a přepravy.

Proč se plyny stlačují a jak to ovlivňuje lahve?

V plynném stavu nemají látky určitý tvar na rozdíl od pevných těles. Skladovat a přepravovat je lze pouze v hermeticky uzavřených nádobách.

Ale kvůli nízké hustotě zabírá i nepatrné množství plynu velký objem. Například k přepravě pouhých 26,9 kg propanu v jeho běžném plynném stavu by byla potřeba obrovská nádoba o objemu asi 14 000 litrů.

Propan a butan jsou nejžádanější plyny v komunální a domácí sféře. Získávají se při zpracování ropy nebo se uvolňují z ropy během její těžby, například technologií frakování.

Problém se řeší stlačením plynu působením vnějšího tlaku. V důsledku toho se jeho hustota zvyšuje a objem zmenšuje. Po stlačení se stejných 26,9 kg propanu vejde do nádoby o objemu 50 litrů.

Při stlačení přecházejí takové plyny jako propan, butan, amoniak, chlor, oxid uhličitý do kapalného skupenství, proto se nazývají zkapalněné. Kyslík, argon, metan zůstávají v plynném stavu a nazývají se stlačené plyny.

Zde je třeba upřesnit, že lze jakékoli plyny přeměnit na kapalinu stlačením, ale síla tlaku musí být vyšší a teplota výrazně nižší než normální teplota vzduchu.

Pro stlačené a zkapalněné plyny se běžné nádoby nehodí. Plyn, který se snaží expandovat, je rychle zničí a unikne „na svobodu“, což už hrozí výbuchy, požáry, otravami a finančními ztrátami. Proto se používají speciální nádoby pod vnitřním přetlakem, známější jako plynové lahve.

Konstrukční zvláštnosti plynových lahví

Požadavky na konstrukci plynových lahví, včetně rozměrů a tloušťky stěn, stanovují státní technické normy. Čím vyšší tlak je použit ke stlačení plynu, tím pevnější musí být nádoba.

Tělesa nádob na stlačený metan, používaný jako palivo pro spalovací motory, nemají švy a skládají se z kovového a kompozitního pláště. Jsou navržena na tlak do 245 kg/cm².

Kyslík a argon se používají pro svářečské práce. Lahve pro ně jsou vyráběny podle GOST 949-73. Materiálem je uhlíková nebo legovaná ocel. S objemem 20-50 litrů jsou nádoby z legované oceli se stěnami tloušťky 6 mm schopny vydržet vnitřní tlak až 19,6 MPa.

Podle platné normy jsou zvenčí natřeny modrou emailem a na těle mají černý nápis „kyslík“. Nádoby na argon jsou šedé se zeleným nápisem „argon čistý“.

Ocelové svařované lahve na zkapalněný uhlovodíkový plyn jsou vyráběny podle GOST a splňují stanovené bezpečnostní požadavky.

Propan, butan a jejich směsi jsou uchovávány pod tlakem 1,6 MPa v ocelových svařovaných lahvích červené barvy. Jelikož je tento plyn široce využíván pro komunální, domácí a průmyslové účely, je vhodné podrobněji prozkoumat specifika jeho skladování a přepravy, stejně jako bezpečnostní pravidla při plnění lahví.

Použití zkapalněného propan-butanu

Propan-butan technický (PBT), jak jej klasifikuje GOST R 52087-2018, patří do kategorie zkapalněných uhlovodíkových plynů (LPG). Získává se při zpracování ropy. K přechodu PBT do kapalného stavu stačí relativně malé zvýšení tlaku. Snížení teploty není nutné.

Při normální teplotě vzduchu vede snížení tlaku k odpařování PBT a jeho přechodu do plynné fáze. Při plnění lahví v nich vzniká dvoufázový systém sestávající současně ze zkapalněného plynu a jeho páry.

Tato vlastnost je výhodou oproti jiným druhům palivových plynů: směs propan-butanu se skladuje a přepravuje jako kapalina v kompaktních nádobách; používá se však ihned jako plyn, bez dalších úprav, což poskytuje spotřebiteli další pohodlí.

Zkapalněný topný plyn v lahvích je doručován spotřebitelům specializovanými vozidly s povinným dodržováním pravidel pro manipulaci s nebezpečnými náklady.

Do lahví stejného objemu se vejde téměř dvakrát více zkapalněného propan-butanu než stlačeného metanu. Z hlediska výdeje tepla předčí zkapalněný PBT také stlačený metan při stejném objemovém množství.

Díky nižší spotřebě kovu mají lahve pro PBT menší hmotnost. To vše zlevňuje přepravu, snižuje počet dodávek a činí použití propan-butanové směsi pro komunální, domácí a výrobní účely ekonomicky opodstatněným.

PBT je žádaný v obcích, které nemají přístup k hlavním plynovodům. K vaření, ohřevu vody a teplonosných médií v topných systémech je používán soukromými domácnostmi, stravovacími a obchodními podniky, farmářskými hospodářstvími a rekreačními středisky.

Lahve pro propan-butanovou směs

PBT je v lahvích uchováván při tlaku, který je desetkrát nižší, než je potřeba pro skladování stlačených plynů. Díky tomu se zjednodušuje výrobní technologie a snižuje se spotřeba kovu lahví. Přesto jsou na ně kladeny přísné požadavky.

Pro propan-butanovou směs jsou určeny ocelové svařované lahve o objemu 5, 12, 27, 50 litrů, dimenzované na vnitřní tlak až 1,6 MPa.

Rovněž je možné je skladovat v lahvích z kompozitního materiálu, dimenzovaných na 2,0 MPa. Konstrukce, tvar a rozměry každé součásti lahve jsou stanoveny státními technickými normami.

Alternativou k tradičním ocelovým lahvím se staly novější lahve z kompozitních materiálů s životností 20 let a s periodicitou zkoušek 5 let.

Podle GOST 15860-84 se válcový prvek lahve (plášť), jeho dno a podkládací kroužky vyrábějí z vysoce pevných ocelí. Povrch musí být bez trhlin, dutin a jiných vad snižujících tloušťku stěn.

Dno se vyrábí za tepla nebo za studena tvářením. Jednotlivé prvky se spojují svařováním. Uzavírací zařízení se instaluje do hrdla lahve. Pro úplné utěsnění spoje se používá olovnatý glejt nebo suřík.

Ochranné kryty mohou být ocelové a litinové se závitovým nebo bezzávitovým spojením. Hlavním požadavkem na ně je schopnost zajistit spolehlivou ochranu uzavíracího zařízení.

V sestavě musí být lahev:

• pevná;
• těsná;
• bez deformací.

Z vnější strany je lahev natřena červeným smaltem odolným proti povětrnostním vlivům. Název obsahu „Propan“ je napsán bílým smaltem uprostřed válcové části těla. Nesoulad nápisu a barvy s platnou normou je důvodem k vyřazení lahve.

Každá láhev na límci nebo hrdle musí mít štítek s uvedením výrobce, data výroby a zkoušek, technických údajů.

Podle GOST R 55559-2013 se kompozitní láhev skládá z vnitřní těsnící vložky (lineru), na kterou je navinut kompozitní materiál. Jsou povolena i jiná technická řešení. Barva kompozitní láhve je také červená.

Láhev je vybavena uzavírací a pojistnou armaturou, včetně pojistných zařízení proti zvýšení tlaku a zvýšení teploty, což zvyšuje její bezpečnost.

Při provozu kompozitních lahví je nutné zohlednit princip činnosti pojistných zařízení. Při přeplnění láhve nebo expanzi plynu v důsledku zvýšení teploty je jeho přebytek odváděn ven. To může vést ke zvýšení koncentrace plynu v místnosti, kde je láhev umístěna.

K zabránění překročení koncentrace plynu pomůže detektor úniku se zvukovou signalizací, který se upevňuje na stěnu v kuchyni nebo jiné plynofikované místnosti.

Před odesláním lahví k prodeji provádějí výrobci přejímací zkoušky. Dále musí ocelové i kompozitní láhve každých 5 let projít technickou prohlídkou.

Každá láhev je opatřena pasem, kde jsou uvedeny její technické údaje a lhůty pro absolvování technické prohlídky.

Vlastnosti propan-butanu a bezpečnostní opatření

Fyzikální a chemické vlastnosti plynů určují nejen požadavky na konstrukci lahví, ale také bezpečnostní opatření při jejich plnění, přepravě a provozu.

Zvýšení vnější teploty vede k rozpínání kapalné frakce propan-butanu, proto je povoleno plnit láhve maximálně na 85 % jejich objemu. Například 50litrová láhev, která teoreticky pojme 26,9 kg zkapalněného propan-butanu, obsahuje po naplnění ve skutečnosti asi 21 kg. Volný prostor je vyplněn parní fází.

Dolní meze výbušnosti propanu a butanu činí 2,3 % a 1,9 % objemu místnosti, což činí jejich směsi se vzduchem extrémně výbušnými. Spotřebitelé a personál plnících stanic musí vyloučit vznik výbušných koncentrací a zdrojů vznícení LPG.

Plnění láhve LPG na více než 85 % s sebou nese riziko výbuchu a požáru, zejména vysoké riziko je v podzimním a zimním období.

Směsi propan-butanu jsou těžší než vzduch a i při malých únicích se mohou hromadit ve sklepech a suterénech v nebezpečné koncentraci. Odtud zákaz instalace plynových zařízení v takových místnostech.

Natřete mýdlo na struhadle, přidejte do vody, napěňte štětcem a naneste mýdlový roztok na problémové místo – výskyt bublin signalizuje únik plynu.

Propan-butan, stejně jako oxid uhličitý, působí na člověka a zvířata nikoli otravně, ale dusivě, pokud koncentrace kyslíku ve vzduchu klesne na 19 %. To může vést ke zhoršení zdraví člověka až k smrti. PBT nemá zápach, proto se do něj přidávají odoranty, které pomáhají zjistit jeho přítomnost ve vzduchu.

Nedodržování bezpečnostních opatření vede ke vzniku nouzových situací v důsledku úniku plynu a jeho vznícení. Rovněž je možný výtrysk a výbuch plynu s destrukcí tlakové láhve.

Pravidla plnění domácích plynových lahví

Plnění se provádí na speciálně vybavených stanicích s povinným automatickým vážením a odstřiháváním plynu dávkovačem. To umožňuje kontrolovat stupeň naplnění s vysokou přesností.

Láhve nejsou připuštěny k plnění v následujících případech:

• nefunkční ventil nebo klapka;
• chybí zbytkový tlak;
• platnost prohlídky vypršela;
• jsou přítomny defekty na povrchu;
• označení a barva neodpovídají normě GOST.

Na čerpacích stanicích pro automobily, které nemají samostatnou licenci a příslušné vybavení, je plnění domácích lahví zakázáno na legislativní úrovni.

Zařízení čerpacích stanic pro automobily je určeno pouze pro automobilové lahve vybavené uzavíracími ventily (multiventily), které neumožňují plnění nad normu.

Pro plnění domácích plynových lahví je zapotřebí speciální zařízení, které se liší od vybavení běžné čerpací stanice pro automobily.

Je třeba pamatovat: pokud při záporných teplotách naplníte láhev propan-butanem na více než 85 % a poté ji přenesete do teplé místnosti, může dojít k výbuchu.

Při přemisťování chraňte lahve před pády a nárazy, neotáčejte je víčky dolů. Nakládka a vykládka z automobilu se provádí při vypnutém motoru.

Bezpečnost vytápění a ohřevu teplé vody na lahvový plyn

Při absenci přístupu k centralizovanému zásobování plynem lze jako palivo pro autonomní topné systémy a ohřívače vody použít zkapalněný plyn. Je levnější než elektřina. Na rozdíl od dřeva, uhlí nebo nafty neznečišťuje vzduch pevnými zplodinami, je tedy ekologičtější.

Místo lahví v soukromých domech lze použít plynové zásobníky o objemu až 20 000 litrů, pokud nebudou problémy s jejich plněním.

Při organizaci systému vytápění a ohřevu teplé vody na LPG je nutné zohlednit požadavky normy SNiP 42-01-2002.

Kromě lahví (50 l) se používá následující zařízení:

• plynový kotel;
• redukční ventily;
• uzavírací armatura;
• komponenty plynovodu;
• radiátory.

Kotel může být jedno- nebo dvouokruhový, ale vždy s hořákem na zkapalněný plyn. Pokud je plynový lahvový plyn dočasným řešením a dům se plánuje připojit k centrálnímu zásobování plynem, je rozumné koupit kotel pro zemní plyn a další zařízení pro LPG. Dvouokruhový kotel zajistí současně ohřev teplé vody i vytápění místností.

Je možná instalace vysoce účinného kondenzačního kotle, vybaveného dvěma výměníky tepla pro ohřev topného média a teplé vody. V takovém kotli se vodní pára vznikající při spalování plynu přeměňuje na kapalinu, což umožňuje získávat další tepelnou energii.

Výkon kotle se volí podle plochy vytápěné místnosti a dává se přednost modelům s vyšší účinností.

K plynovým kotlům se připojuje několik plynových lahví, což zvyšuje celkový objem plynu a prodlužuje interval mezi doplňováním

Současně se používá několik nejobjemnějších 50litrových lahví spojených do jedné baterie. Lahve jsou umístěny v kovových, větraných skříních venku na severní straně domu, aby se zabránilo zahřívání slunečním zářením. Další možností – samostatně stojící neobytná místnost.

Aby při silných mrazech neklesal tlak v systému, je nutné skříně izolovat nehořlavými materiály a v místnosti zajistit minimální vytápění.

Je důležité zajistit, aby vzdálenost od kotle byla nejméně 2 metry a k zařízení byl volný přístup pro kontrolu. V blízkosti plynového zařízení by neměly být žádné odvodňovací jámy, sklepy, suterény, příkopy. Plynofikace sklepních a suterénních prostor je zakázána.

Lahve se připojují k plynovodu přes plynový regulátor, který umožňuje regulovat tlak plynu při jeho odběru. Může být samostatný pro každou lahev nebo společný pro všechny.

Barva regulátoru musí odpovídat barvě lahve, tedy být červená (pro propan-butan). Nesmí se do něj dostat nečistoty, jinak by se mohl zvýšit tlak a zařízení by se mohlo poškodit. Jednou týdně se regulátor kontroluje na přítomnost samovolného průtoku a funkčnost pojistného ventilu.

Při spojení lahví do jedné baterie je vhodné použít rampu pro stabilizaci tlaku, která se skládá z připojovacího modulu, regulátoru, filtru, ventilu, stabilizátoru

Pro vytvoření plynovodu se používají ocelové trubky o tloušťce stěny nejméně 2 mm. Část trubky, která prochází zdí, je umístěna do ochranného pouzdra. Pro připojení topného kotle k plynovodu lze použít flexibilní přípojku. Regulátor se připojuje k plynovodu pomocí pryžotextilní hadice (pryžotextilní hadice).

O tom, jakou směs plynů je nejlepší použít pro skladování v zásobníku plynu, je podrobně napsáno v následujícím článku, který doporučujeme prostudovat.

LPG pro ohřev vody

Průtokové ohřívače a zásobníkové plynové ohřívače vody (bojlery), stejně jako topné kotle, jsou schopny pracovat na propan-butan. Přechod ze zemního plynu na zkapalněný plyn se také provádí výměnou trysek hořáku. Na trhu jsou k dispozici modely vybavené sadami pro LPG od výrobce. Připojení k plynovým lahvím se provádí přes regulátor tlaku.

Ohřívač se instaluje v neobytné místnosti s větráním a odsáváním. Minimální vzdálenost od plynového ohřívače k okolním předmětům je stanovena normami a musí být dodržována z důvodu bezpečnosti. Instalace v koupelně je zakázána.

Vybavení ohřívačů a kotlů přístroji pro automatickou kontrolu a regulaci zvyšuje jejich účinnost a bezpečnost. Moderní modely mají systémy ochrany proti přehřátí a zapnutí bez vody, kontrolu plamene. LED displej zobrazuje důležité informace, například teplotu vody vstupující do kohoutků.

Závěry a užitečné video k tématu

Kontrola bezpečnosti plynové lahve, životnost a vyřazení:

Příčiny poklesu tlaku plynu v systému při -42°C a způsoby boje proti zamrzání plynových lahví:

Po stlačení je uhlovodíkový plyn v lahvi při zvýšeném tlaku a je schopen prudce expandovat při zvýšení teploty.

Dodržování bezpečnostních pravidel a používání plynových lahví splňujících stanovené normy pomáhá předcházet havarijním situacím a efektivně využívat modré palivo pro vaření, vytápění prostor a ohřev teplé vody v rodinných domech.

Podělte se o to, jak používáte lahvový plyn na chatě nebo v domě mimo město. Zanechte prosím komentáře, ptejte se, publikujte fotografie v blokovém formuláři níže. Sdílejte cenné informace k tématu článku, které stojí za to sdílet s návštěvníky webu.