На протяжении уже 15 лет мы работаем и развиваем направление автономной газификации в России и странах СНГ. За это время выстроена успешная структура группы компаний под нашим руководством, реализовано более 5000 объектов, на базе которых сформирован бесценный и уникальный опыт, которым мы хотим поделиться с вами.

С этой темы мы начинаем серию статей об автономной газификации дач, коттеджей и жилых домов большой площади.

Система автономной газификации

Физико-химические свойства пропан-бутана

В основе автономной газификации лежит способность пропана «закипать», то есть переходить из жидкого в газообразное состояние уже при температуре -41 градусов по Цельсию, а бутана – при +1 градусе Цельсия. Пропан и бутан являются «попутным нефтяными газами», то есть добываются при разработке нефтяных месторождений. До подписания Киотского протокола, призванного снизить выброс парниковых газов, попутный нефтяной газ сжигался. Факелы горящего пропан-бутана можно было видеть даже со спутников, находящихся на орбите.

В то время никто не был озадачен утилизацией этих газов и не существовало инфраструктуры по его добыче и транспортировке. Но после подписания многими странами Киотского протокола в России был введен запрет на сжигание газа непосредственно на месторождениях. Для его хранения и использования в коммунальном хозяйстве в ускоренном режиме начали строить заводы по сжижению пропан-бутановых смесей и запустили железнодорожные составы по его перевозке. Нужно отметить, что использование пропан-бутана началось еще с 60-х годов. В далекие советские годы в пионерских лагерях для приготовления пищи рядом с кухней были установлены надземные газгольдеры, в которые сливали газ из автомобилей газовозов. В 1986 году надземные резервуары можно было встретить рядом с каждой жилой пятиэтажкой в небольших военных городках и других не газифицированных централизовано поселениях. Газ использовался для приготовления пищи в квартирах. Так что опыт использования сжиженного углеводородного газа (СУГ) для ЖКХ имелся задолго до начала его массового использования в начале 2000 годов, связанного с бумом рынка коттеджного строительства в Московской и Ленинградской областях.

Принцип работы систем автономной газификации

СУГ легко поддается сжатию, то есть сжижению, что делает его удобным для транспортировки в специальных резервуарах, которые часто называют газгольдерами. При нормальных атмосферных условиях и температуре 15 градусов по Цельсию плотность пропана в жидком состоянии составляет 510 кг/м³, а бутана 580 кг/м³. Плотность пропана в газообразном состоянии при атмосферном давлении и температуре 15 градусов по Цельсию равна 1,9 кг/м³, а бутана 2,55 кг/м³. При атмосферном давлении и температуре 15 градусов по Цельсию из одного килограмма жидкого бутана образуется 0,392 м³ газа, а из одного килограмма жидкого пропана 0,526 м³ газа.

При этом, попадая к месту его использования, газ перекачивают в стационарные надземные или подземные емкости, из которых он в газообразном виде подается в котельное или технологическое оборудование и сжигается. Резервуары для хранения пропан-бутана заправляют на 85% и не более. Особенно это важно в летнее время. Почему это так важно? Потому что испарившийся газ скапливается в верхней части емкости и там должно быть свободное место для этого газа. И если заправить газгольдер на 100%, давление паров газа может разорвать сосуд и весь газ вытечет в почву. Испарившийся газ накапливается в верхней части емкости и далее по газопроводу поступает к потребителю. Если же выход из газгольдера закрыт, газ начинает накапливаться в верхней части емкости и давление газа начинает расти. Скорость испарения газа зависит от нескольких факторов:

• Первым и главными из них является температура окружающей среды вокруг газгольдера. В случае подземного газгольдера это температура земли, а в случае надземного – температура окружающего воздуха. Чем выше температура вокруг газгольдера, тем интенсивнее идет процесс испарения газа.
• Вторым по важности фактором является качество газа, то есть процентный состав пропана и бутана. Чем выше количество пропана, тем выше скорость испарения.

В случае если выход газа из газгольдера закрыт, давление внутри газгольдера начинает расти. Но наступает момент, когда давление перестает расти и стрелка манометра прекращает свое движение вверх. Это происходит в тот момент, когда давление насыщенных паров газа становится таким большим, что начинается обратный процесс конденсации газа. Вот это равновесное значение давления является очень важным для определения качества пропан-бутановой смеси.

На газгольдеры устанавливается специальная арматура, которая выполняет функции контроля и обслуживания резервуара. Для контроля за давлением газа на емкости устанавливается манометр. Обычно манометр устанавливается на клапан отбора паровой фазы. Для заправки и контроля уровня газа имеются заправочный клапан и механический уровнемер. Для аварийной откачки газа из газгольдера имеется клапан отбора жидкой фазы. В случае неконтролируемого роста давления в газгольдере сработает предохранительный сбросной клапан и излишки давления, то есть газ, будут сброшены в атмосферу.

Основные предохранительные элементы системы автономной газификации

Требования к газгольдерам

Особо нужно остановиться на емкостях (газгольдерах и минигазгольдерах) для хранения СУГ. Еще в 60-е года в СССР для автономной газификации зданий и сооружений использовались газгольдеры пр-ва Румынии. Они производились из специального металла толщиной 10 мм и весили до 3000 кг. До сих пор некоторые умельцы извлекают их из земли и пытаются реставрировать и использовать для автономной газификации частных домов.

Б/у газгольдеры

Б/у газгольдеры после реставрации

На фото выше — бывшие в употреблении газгольдеры после частичной реставрации. С них снято старое битумное покрытие и нанесено новое. Так же на горловину установлена новая крышка с арматурой. Но гидравлические и пневматические испытания эти газгольдеры не прошли и поэтому представляют опасность.

Особенности монтажа систем автономной газификации

Сегодня для производства газгольдеров ГОСТ определяет только одну марку металла — 09Г2С. Другие марки не подходят под требования безопасности. Почему так? Дело в том, что, как мы уже писали выше, сжиженный газ в емкость попадает очень холодный. Его температура достигает -42 градусов по Цельсию. Но постепенно, его температура растет, если газгольдер окружен теплой землей. То есть в резервуаре постоянно происходит изменение внутренней температуры и газ то расширяется, то сужается. Емкость, в которой находится газ, также под воздействием газа, то уменьшает свой объем, то увеличивает. Следствием этого меняются геометрические размеры газгольдера с газом. Автор этих строк был директором завода по производству газгольдеров «Фасхиммаш» и сам лично наблюдал картину, когда надземные резервуары, заполненные газом, в летнее и зимнее время меняли свои размеры, как правило, длину. Значит для производства таких газгольдеров металл должен быть пластичным. Это достигается добавлением в сталь специальных добавок. Так же для снижения коррозии в металл добавляется специальные антикоррозийные добавки.

Далее, подземный резервуар нужно прикрепить к бетонному основанию, чтобы, во-первых, обеспечить его горизонтальную установку и снизить риск выдавливания емкости грунтовыми водами в осенне-весенний период.

От газгольдера под землей прокладывают газопровод к потребителю газа. Газопровод прокладывают таким образом, чтобы либо в начале, либо в конце трассы мог обеспечить самую низкую точку прохождения газопровода. В этом месте устанавливается конденсатосборник. Если газопровод пластиковый, а не стальной, то на поверхность земли, через специальный металлопластиковый переход, выходит уже стальная труба. Перед вводом газопровода в дом устанавливается шаровой кран.

Монтаж системы автономной газификации

Далее, внутри дома, нужно установить детектор утечки газа и специальный электромагнитный клапан, автоматически перекрывающий подачу газа в случае обнаружения утечки газа. Детекторы утечки газа устанавливаются у самой поверхности пола, так как пропан-бутан тяжелее воздуха, и в случае утечки скапливается у поверхности пола.

В заключении хочу отметить, что при выборе котельного оборудования, работающего на пропан-бутане, потребуется замена, если будут использоваться настенные котлы. В случае использования напольных котлов потребуется специальная горелка для пропан-бутана. Использование горелок для природного газа, метана, недопустимо и может привести к серьезным поломкам котельного оборудования.

В целом автономная газификация является прекрасной альтернативой газификации природным газом и не представляет опасности, если соблюдать элементарные меры безопасности.

Если у вас остались вопросы, то мы с удовольствием на них ответим, пишите или звоните.