Работа газовых отопительных котлов модели «ОЧАГ» на сжиженном газе

Оставить заявку на консультацию

Где купить?
Наличие точек продаж в более чем 50 регионах страны. Выберите магазин, наиболее доступный Вам.

найти магазин >

Продукция
Широкий ассортимент газового отопительного оборудования и комплектующих

выбрать продукцию >

Установка и обслуживание
Сервисное обслуживание предоставляется на всей территории России, где представлена продукция компании. Выберите партнера, наиболее доступного Вам.

найти партнёра >

Газоснабжение для индивидуального жилого дома на базе сжиженного газа от индивидуальных газобаллонных установок необходимо проектировать и изготавливать согласно  МДС 40-2.2000  «Пособия по проектированию автономных инженерных систем одноквартирных и блокированных жилых домов (водоснабжение, канализация, теплоснабжение и вентиляция, газоснабжение, электроснабжение). (Одобрено Письмом Госстроя РФ от 15.05.1997 г. N 13-288)

Разрешение на газификацию индивидуальных жилых домов выдают эксплуатационные организации газового хозяйства по заявлению владельца дома.

При газификации сжиженным газом от индивидуальных газобаллонных установок изготавливаются эскизы, представляющие собой поэтажные планы домов в масштабе 1:100 или 1:200 с указанием на них расположения баллонов (шкафа), плиты и газопровода.

Эскизы составляются в двух экземплярах и представляются домовладельцем в предприятие газового хозяйства перед обследованием для определения возможности газификации при выдаче разрешений.

Один экземпляр эскиза остается в эксплуатационной организации, а второй передается владельцу дома для представления монтажникам вместо проекта.

 ВНИМАНИЕ! При поставке пользователю «Комплекта перевода на СУГ» для перевода газоиспользующей установки работе на СУГ необходимо выполнять требования:

– МДС 40-2.2000 «Пособие по проектированию автономных инженерных систем одноквартирных и блокированных жилых домов (водоснабжение, канализация, теплоснабжение и вентиляция, газоснабжение, электроснабжение)» и требования Постановления Правительства РФ от 21 июля 2008 г. N 549 "О порядке поставки газа для обеспечения коммунально – бытовых нужд граждан" (Собрание законодательства РФ, 2008, N 30, ст. 3635 разработан «Порядок содержания и ремонта внутридомового газового оборудования). Зарегистрировано в Минюсте РФ 17 сентября  2009 г. 14788;

– ОСТ 153-39.3-051-2003 «Техническая эксплуатация газораспределительных систем. Основные положения. Газораспределительные сети и газовое оборудование зданий. Резервуарные и баллонные установки» (см. п.3 Термины, сокращения и определения:

– групповая баллонная установка СУГ – технологическое устройство, служащее в качестве источника газоснабжения потребителей, включающее более двух баллонов для СУГ, трубопроводы, запорную арматуру, регулятор давления газа, предохранительный сбросной клапан, манометр;

– индивидуальная баллонная установка СУГ – технологическое устройство, служащее в качестве источника газоснабжения потребителей, включающее не более двух баллонов для СУГ, трубопроводы, регулятор давления газа.)

Применяемый и поставляемый потребителям сжиженный углеводородный газ (СУГ) должен соответствовать ГОСТ 20448-90 "Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления. Технические условия", который регламентирует использование в коммунально – бытовых целях пропана технического (ПТ), бутана технического (БТ) и смеси пропана и бутана технической (СПБТ). Содержание компонентов в указанных сжиженных углеводородных газах (СУГ) дано в таблице 1. 

Содержание компонентов в сжиженных углеводородных газах

коммунально - бытового назначения (по ГОСТ 20448-90)

Таблица 1

Наименование газа

пропан и пропилен

бутан и бутилен

Пропан технический (ПТ)

Смесь пропана и бутана (СПБТ)

Бутан технический (БТ)

не менее 75%

не нормируется

не нормируется

не нормируется

не более 60%

не менее 60%


 

       Сжиженные пропан - бутановые смеси поступают к потребителям в цистернах или баллонах. Баллоны для сжиженного газа должны соответствовать требованиям ГОСТ 15860. Применять можно баллоны вместимостью от 5 до 50 л.

       В табл. 2 приведены усредненные значения количества газообразного пропан - бутанового топлива, которое можно получить от баллонов со сжиженным газом различной емкости (после редуктора).

Количество топлива в стандартных баллонах

       Таблица 2.

Емкость баллона в л

5

12

27

50

Количество газообразного топлива, л,

1250 (1,25)

3000 (3,0)

6750 (6,75)

12500 (12,5)


 Перед сжиганием сжиженный газ регазифицируется. У потребителей малой мощности регазификация осуществляется путем снижения давления газовой фазы в емкости при отборе газа. Регулирование давления газовой фазы осуществляется местным регулятором (лягушкой) для оптимизации расхода газа из баллона, контроля давления на выходе из баллона и создания стабильного газового потока в подводящей магистрали, настраиваемым на низкое давление Ризб=20–35 мбар (Рном = 2940 Па (300 мм.вод.ст.), Рмах = 3528 Па (360 мм.вод.ст.), Рмин = 1960 Па (200 мм.вод.ст.).

Сжиженные технические смеси пропан-бутана должны содержать не менее 93 % пропан-бутановых (С3Н8+С4Н10) фракций. Среднее значение низшей теплоты сгорания, в пересчете на 1 м3 регазифицированной пропан - бутановой смеси при нормальных условиях, Qн=92,2 мДж/м3. Плотность при нормальных условиях r=2,2–2,4 кг/м3.

 Сжиженные газы это пропан, бутан и смесь из пропана и бутана, которые при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии, а при относительно небольшом повышении давления (без снижения температуры) переходят в жидкое состояние. При снижении давления эти углеводородные жидкости испаряются и переходят в паровую фазу. Это позволяет хранить сжиженные углеводороды с удобствами характерными для жидкостей и контролировать, регулировать и сжигать с удобствами для природных и других горючих газов.

Важно:

1  Пары сжиженного газа тяжелее воздуха и могут скапливаться в низких частях помещений с образованием взрывоопасной смеси с воздухом, поэтому при использовании сжиженных газов надо тщательно следить за герметичностью аппаратуры и коммуникаций. Предельно допустимая концентрация в воздухе сжиженных газов 300 мг/м³.

2   Из баллона ёмкостью 50 литров в час можно отбирать не более 1 м³ (при расходе > 1 м³ баллон обмерзает (не хватает площади испарения), для получения большего расхода можно применить испаритель или использовать не один баллон, а группу из шести - десяти баллонов. Это позволит увеличить период между заменой баллонов.

Основные свойства газа

Жаропроизводительность представляет собой максимальную температуру, развиваемую при полном сгорании сухого топлива в теоретически необходимом для горения количестве воздуха при условии, что выделившаяся теплота расходуется на нагрев продуктов сгорания.

Жаропроизводительность, °С, метана (природного газа)равна 2043, пропана — 2110, бутана —2118, водорода — 2235, ацетилена — 3620.

Количество кислорода, необходимое для горения, составляет примерно 1 м³ на 21 МДж теплотворной способности газа.

В связи с тем, что в воздухе около 21 % кислорода, то полного сгорания 1 м³ метана (природного газа) необходимо 10 м³  воздуха, пропана — 24 м³, бутана — 31 м³. Полноту сгорания газа можно определить визуально – по цвету и характеру пламени горелки: прозрачно-голубоватое – сгорание полное; красный или желтый цвет пламени – сгорание неполное. Отсюда становится понятным, почему горелки для природного газа (метана) не всегда удается использовать для сжиженного газа (пропана, бутана). Может получиться так, что количество инжектируемого, в этом случае, в горелку воздуха будет недостаточно для полного горения.

При неполном сгорании природного газа выделяется меньшее количество тепла, чем при полном сгорании, а также выделяется окись углерода (СО) «угарный газ».

Основными параметрами, характеризующими процеcc горения топлива являются: температура горения, температура воспламенения, отрыв пламени, проскок пламени, тепловая мощность горелки и расход топлива (газа).

Температурой горения называется максимальная температура, которая может быть достигнута при полном сгорании газа, она колеблется в пределах (1100…1700) ºС.

Температура воспламенения — минимальная температура газовоздушной смеси, при которой начинается самопроизвольный процесс горения за счет выделения теплоты горящими частицами газа.

Воспламенение смеси может быть вызвано нагревом до температуры воспламенения либо применением внешних источников зажигания (запального пламени, электрических искр). Чтобы начался процесс горения, температура поджигающего источника должна быть выше, чем температура воспламенения.

Температура воспламенения – это минимальная начальная температура, при которой начинается горение газа. Для природного газа она составляет —645 ºС, для пропана — 504 ºС,  а для бутана — 430ºС.

Воспламенение и дальнейшее самопроизвольное горение газовоздушной смеси возможно только при определенных соотношениях газа и воздуха, называемых пределами воспламеняемости. Нижний  предел воспламеняемости, об. %: для ацетилена — 2,5, водорода — 4, метана (природного газа) — 5, пропана — 2,3, бутана — 1,9; верхний для ацетилена — 80, водорода — 75, метана — 15, бутана — 8,5, пропана — 9,5.

Газовоздушная смесь, в которой природного газа находится: до 5% - не горит; от 5 до 15% - взрывается; больше 15% - горит при подаче воздуха. Для пропана эти цифры соответственно составляют до 2,1%; от 2,1 до 9,5% и более 9,5%.

Если содержание газа в смеси меньше нижнего предела воспламенения, то такая смесь самостоятельно гореть не может. При содержании газа, большем верхнего предела воспламенения, количества воздуха в смеси недостаточно для полного сгорания газа.

Газовоздушная смесь, содержание газа в которой находится между нижним и верхним пределами воспламенения,— взрывоопасна.

Скорость распространения пламени — скорость, с которой элемент фронта пламени распространяется относительно свежей смеси. Зависит от состава, температуры, давления смеси, соотношения в ней газа и воздуха, диаметра фронта пламени. Нарушение соотношения между скоростью газовоздушной смеси на выходе из горелки и скоростью распространения пламени приводит к отрыву или проскакиванию пламени в горелках.

Стандартные скорости горения при движении смеси в трубе диаметром 25 мм составляют: водорода 4,8 м/с, природного газа (метана) — 0,67 м/с, бутана — 0,8 м/с, пропана — 0,83 м/с.

Нарушение соотношения между скоростью газовоздушной смеси на выходе из горелки и скоростью распространения пламени приводит к отрыву или проскакиванию пламени в горелках.

Отрыв пламени имеет место, когда скорость газовоздушной смеси на выходе из горелки больше скорости распространения пламени. При этом происходит перемещение факела горелки по направлению течения газовоздушной среды от горелки.

Проскок пламени - перемещение факела против направления течения газовоздушной среды внутрь горелки, когда скорость газовоздушной смеси меньше скорости распространения пламени. Обычно проскок пламени имеет место, когда в газовоздушной среде воздуха значительно больше чем газа. При отрыве или проскоке пламени надо немедленно погасить горелку и потом зажечь ее вновь.

   Сжигание топлива в ГГУ отопительных котлов модели «ОЧАГ» осуществляется в атмосферном воздухе, состоящем из окислителя – кислорода О2 (21 %) и инертного, не участвующего в горении азота N2 (79 %). Теоретически необходимое для полного сжигания горючих компонентов газа количество воздуха рассчитывается по составу газа и для природного газа различных месторождений составляет Vо=8,5–10 м3/м3, а для сжиженного газа Vо=24–30 м3/м3. Как бы ни было совершенно ГГУ, его работа в режимах, соответствующих подаче на горение теоретически необходимого объема воздуха, сопровождается потерями от химической неполноты горения. Взаимная диффузия топлива и окислителя при образовании газовоздушной смеси затрудняется наличием балластных газов и образующихся продуктов сгорания, что объясняет необходимость работы ГГУ с большими расходами воздуха на горение. Соотношение действительного количества воздуха, поступающего на горение и теоретически необходимого, определяется коэффициентом избытка воздуха: a=Vд/V°.

  Воспламенить гомогенную смесь природного газа и воздуха можно только в том случае, если соотношение газ-воздух находится между нижней (смесь «бедная», концентрация газа более 5,3 %, т. е. a≤1,8) и верхней границей воспламенения (смесь «богатая», концентрация газа менее 14 %, т. е. a>0,65). Результирующее значение коэффициента избытка воздуха для всех типов горелочных устройств a>1 и для атмосферных ГГУ, при работе с номинальной нагрузкой, находится в эксплуатационном диапазоне aэ=1,05–1,25. Значение коэффициента избытка воздуха на работающем теплогенераторе может быть определено на основании результатов газового анализа продуктов сгорания по содержанию в них кислорода О2 (%) или углекислого газа СО2 (%). Для природного и сжиженного газов среднего состава соотношение концентраций О2 и СО2 в продуктах полного сгорания в зависимости от коэффициента избытка воздуха, а также значения теоретической (калориметрической) температуры горения и полного объема продуктов сгорания приведены в табл. 3.

 

Значения теоретической (калориметрической) температуры горения

и полного объема продуктов сгорания

 

Таблица 3

 

Коэф-
фициент избытка воздуха, a

Природный газ среднего состава

Сжиженный газ среднего состава

СО2,

%

О2,

%

Теоретическая температура горения, °С

Объем продуктов сгорания, м3/м3

СО2,

%

О2, %

Теоретическая температура горения, °С

Объем продуктов сгорания, м3/м3

1,00

11,80

0,00

2010

10,52

14,00

0,00

2110

29,60

1,05

11,20

1,00

1940

11,00

13,50

1,20

2030

30,97

1,10

10,70

1,95

1890

11,48

12,60

2,10

1970

32,34

1,15

10,20

2,80

1820

11,96

12,10

2,85

1910

33,71

1,20

9,80

3,60

1780

12,43

11,50

3,75

1835

35,08

1,25

9,40

4,20

1730

12,91

11,20

4,20

1800

36,45

Технико–экономическое обоснование использования сжиженного углеводородного

газа (СУГ) в качестве топлива  для отопительных котлов модели «Очаг»


В расчете используем данные максимальных тепловых потоков на отопление жилых зданий по СНиП 2.04.07-86. Зависимость тепловых потоков на отопление от площади отапливаемого здания и расчетной температуры наружного воздуха сведены в таблицу 4.

Максимальный тепловой поток на отопление жилых зданий (по СНиП 2.04.07-86)

       Таблица 4

Отапли-ваемая площадь, м²

Максимальный тепловой поток на отопление q, Вт

Расчетная температура наружного воздуха, tо,ºС

+5

0

-5

-10

-15

-20

-25

-30

-35

-40

-45

-50

-55

60

90

120

160

8160

12240 18360 21760

8520 12780 19170 22720

8880

13320

19980

23680

9240

13860 20790 24640

9600

14400

21600

25600

12300

18450 27675

32800

12780 19170    28755 34080

13800 20700 31050

36800

14040

21060

31590

37440

14220

21330 31995 37920

14520 21780 32670 38720

15300

22950 34425 40800

16260 24390  36535 43360

Для  большей  наглядности  в оценке  расхода  СУГ  в течение  отопительного  сезона  (срока со  среднесуточной температурой  ниже  - 8 ºС ) примем  за единицу  расхода 50 – литровый  баллон  при  заполнении  СУГ 85% геометрического объёма).

 В  качестве примера в таблице 5  приведены  относительные максимальные  усредненные  расходы   СУГ  ( ПТ, СПБТ  и  БТ)  и  его  суммарная   стоимость  за  отопительный сезон для жилого помещения общей площадью 160 м² в  зависимости от географического района.  (Районирование и продолжительность среднесуточных  температур приведены по  ГОСТ 16350-80)

Укрупнённые показатели расхода СУГ для различных районов страны

Таблица 5

Климатический район

Пункт

Количество суток отопи­тельного сезона

Время, за которое расходуется один баллон  (50 л), сутки

Суммарная стоимость газа, используемого за 

отопительный сезон, руб.

ПТ

СПБТ

БТ

ПТ

СПБТ

БТ

Холодный

Арктический восточный

Умеренный холодный

Умеренный

         То же

            «»

Умеренный влажный

Умеренный тёплый

Умеренный тёплый

влажный

Умеренный тёплый

с мягкой зимой

Тёплый влажный

Салихард

Тикси

Тюмень

Москва

Мурманск

Волгоград

Владивосток

Воронеж

Смоленск

С-Петербург

Таганрог

Новороссийск

Сочи

308,6

375,5

241,3

233,2

306,4

192,9

213,8

203,3

246,1

220,3

174,8

142,4

110,8

1,82

1,90

1,99

2,09

2,11

2,09

2,09

2,14

2,04

2,16

2,19

2,22

2,27

1,88

1,98

2,04

2,15

2,17

2,15

2,15

2,21

2,10

2,23

2,25

2,29

2,33

1,89

2,01

2,06

2,17

2,19

2,17

2,17

2,23

2,13

2,25

2,27

2,31

2,35

135549

156025

103715

89199

116115

73750

81730

75665

96225

81385

63925

51275

39195

131300

151300

100600

86550

112670

71550

79265

73450

93320

79000

62050

49790

38030

130175

149880

99790

85775

111665

70030

78600

72780

92490

78275

61470

49300

       37650

Примечание:

 1 Районирование согласно ГОСТ 16350-80.

 2 Расчет произведен для одноэтажного жилого здания общей площадью 160 м²  по укрупненным показателям максимальных тепловых потоков СНиП 2.04.07-86.

 3 Принятая в расчетах цена единого 50-литрового бал­лона сжиженного газа 800 руб. (для  Ульяновской обл.).

Из таблицы 5 видно, что относительный максимальный усреднённый рас­ход СУГ в зависимости от климатического района колеблется в достаточно узком диапазоне. Для районов с умеренным климатом один 50 – литровый бал­лон расходуется на отопление жилого здания общей площадью 160 м² чуть более, чем за двое суток, а максимальные суммарные затраты на отопление здания в 160 м² в течение отопительного сезона составят 60…120 тыс. рублей.

В таблице 6 приведены расчетные  данные  абсолютных  максимальных годовых расходов различных видов топлива и их стоимости для отопления жилых зданий различной общей площади в районе Ульяновска.

Сравнительные данные стоимости в рублях различных видов топлива

Таблица 6

      Топливо

 

Тепл.
зкв.

 

Стоимость
единицы топлива

60 м²

90 м²

120 м²

160 м²

Расход

Стоим.

руб.

Расход

Стоим.

руб.

Расход

Стоим.

в руб.

Расход 

Стоим.

в руб.

1 Природный газ

1,21

6,1 руб/м³

1240 м³

7564

1836 м³

11199

2443 м³

14902

3060 м³

18666

2 Каменн. уголь

0,99

2500 руб/т

1,7 т

4250

2,55 т

6375

3,168 т

7920

3,985 т

9962,5

3 Дрова смешан.

0,43

2500 руб/м³

6,5 м³

16250

9,8 м³

24500

12,2 м³

30500

15,3 м³

38250

4 Бутан технич.

4,16

800 руб/бал

40,3 бал

32240

60,5 бал

48400

80,6 бал

64480

106,5 бал

85200

5 Пропан технич

3,2

800 руб/бал

41,9 бал

33520

62,9 бал

50320

83,8 бал

67040

111,8 бал

89440

6 Мазут

1,39

12,4 руб/кг

1211 кг

15016,4

1817 кг

22530,8

2271 кг

28160,4

2839 кг

35203,6

 

Примечание:  

 1 Тепловой эквивалент – величина, показывающая, во сколько раз теплотворная способ-

ность данного топ­лива отличается от теплотворной способности услов­ного топлива (тепло-

творная способность условного топлива 292 000 КДж/кг).

2 Цены энергоносителей даны по состоянию на апрель 2015 года по Ульяновской обл.

 

Затраты на отопление, указанные в таблице 6, не отражают реальной картины, так как стоимость таких топлив, как дрова, торф, уголь, кокс, реализуемых населению, даны без учета транспортных расходов, которые, в ряде случаев, значительно превышают собственную стоимость топлива. Цена же баллона СУГ, поставляемого газовой служ­бой, включает и накладные расходы поставки.

Вывод:

Из приведенных расчетных стоимостных данных следует вывод о экономической нецелесообразности работы отопительных котлов на сжиженном углеводородном газе в районах с умеренным и теплым климатом для отопления площади > 120 м² при отсутствии снабжения магистральным природным газом.

Здесь приведены очень ориентировочные цифры. Точные расходы на отопление конкретного дома предсказать невозможно, т.к. при этом должно быть учтено утепление этого дома, количество, размер и тип окон, температура наружного воздуха и т.д. При этом, важно, что в расчетах использовались одинаковые принципы не зависимо от вида топлива, что позволяет произвести корректное сравнение затрат на отопление при использовании различных видов топлива.
         При работе на сжиженном баллонном газе очень важен такой параметр котла, как минимальное давление газа, при котором он еще способен работать. Это связано с тем, что надо «выбрать» максимальное количество газа из баллона.
         Кроме того, если Вы решили отапливать дом с помощью баллонного сжиженного газа то стоит иметь в виду, что рациональнее в этом случае использовать не один баллон, а группу из шести - десяти баллонов. Это позволит увеличить период между заменой баллонов. При подключении баллонов надо установить специальный газовый редуктор (лягушку), который будет понижать давление, подающегося в котел газа.
         Помните, что для работы на сжиженном газе требуются специальные сопла, имеющие меньший диаметр, в газовом блоке управления не нужен стабилизатор давления газа (постоянное давление на выходе из баллона поддерживает редуктор (лягушка).

        

Пример монтажа газгольдера

Пример монтажа газгольдера.png