ОТ НАУЧНОГО РЕДАКТОРА
Со времени выхода в свет «Справочного руководства по газоснабжению» Н. Л. Стаскевича прошло без малого три десятилетия.
Поколение специалистов, начинавших свой путь вместе с этим справочником, успело вырасти, созреть, внести значительный вклад в развитие своего дела и даже, да простят меня коллеги несколько состариться, хотя и составляет все еще ведущую силу.
Этому поколению справочник дал очень много. В начале 60-х годов изданий по газу, да еще справочного характера, было крайне мало. «Справочник Стаскевича» (а именно так его называли в обиходе) стал настольной и действительно необходимой книгой многих-многих специалистов — от будущих до маститых.
Справочник бесследно исчезал из библиотек, со столов специалистов как на работе, так и дома. И все эти годы стоял вопрос о его новом издании.
Тем временем росла и неоднократно издавалась плеяда инженеров-газовиков; многие инженерные вопросы перестали быть монополией «справочника Стаскевича». Более того, издано несколько очень неплохих монографий, велик объем изданий в серии«Библиотека мастера газового хозяйства». Таким образом, предлагаемое читателю настоящее издание уже не окажется тем ожидаемым айсбергом среди чистой воды, который представляется при вести о выходе справочника.
С моей точки зрения, не все бесспорно в справочнике. Авторам и научному редактору не удалось добиться консенсуса по всему материалу рукописи. Однако не буду предвосхищать событий и не хочу лишать читателей удовольствия самим найти сильные ислабые стороны книги. Всецело разделяю с авторами ответственность за возможные недостатки, буду благодарен за профессиональные критические (на основе доброжелательности) оценки по сути материала. Считаю, что попытки создать подобные справочники вдальнейшем стоит всячески приветствовать. Призываю подрастающее поколение специалистов проявить здесь активность, не опасаясь того, что инициатива наказуема. Полезного общения Вам со справочником, уважаемые читатели!
А. А. Машков (Северо-Западный газотехнический центр Газнадзора СССР)
ПРЕДИСЛОВИЕ
Вышедшее в свет в 1960 г. «Справочное руководство погазоснабжению» длительное время было основным пособием дляпроектных, строительно-монтажных и эксплуатационных организаций, занимающихся газоснабжением городов, населенных пунктов и промышленных предприятий. Несмотря на большой тираж оно быстро разошлось и уже давно является библиографической редкостью. За последний период в технике газоснабжениядостигнуты значительные успехи, что, естественно, не может не найти отражения в настоящем справочнике.
Предлагаемый читателю справочник освещает широкий круг вопросов по газоснабжению городов, коммунально-бытовых,промышленных и сельскохозяйственных предприятий. В немприведены важнейшие физико-химические понятия, законы, константы и соотношения. Дана характеристика природных, искусственных и сжиженных углеводородных газов, а также рассмотрены их транспорт, хранение, распределение и сжигание в многообразных тепловых установках, средства автоматики, регулирования и безопасности, вопросы эксплуатации, наладки и техникибезопасности.
В книге нашли отражение результаты отечественных изарубежных исследований последних лет, в том числе проведенные в Институте газа АН УССР (г. Киев), Ленгипроинжпроекте, Мосгазниипроекте и др.
Изложение материала ведется с использованием Международной системы единиц (СИ), в связи с чем авторы нашлиполезным включить разделы, посвященные термодинамическим расчетам газов и газовых смесей в этой системе единиц, чтооблегчит пользование расчетным материалом. В книге приведен перечень оснодной литературы, рекомендуемой для углубленной проработки вопросов использования газового топлива.
Справочник предназначен для широкого кругапроектировщиков, строителей и инженерно-технических работниковэксплуатационных организаций. Он может быть полезен также студентам высших и средних учебных заведений при курсовом и дипломном проектировании.
При составлении справочника авторы встретились созначительными трудностями, заключающимися в отсутствии многих необходимых в практике данных, а также в неточности илипротиворечии ряда количественных характеристик, опубликованных в
различных литературных источниках. По этим причинам в справочник включены наряду g точными физико-химическими и техническими характеристиками и приближенные, полученные в результате расчетов и обобщения данных эксплуатации и исследований проведенных с недостаточной полнотой. По мнению авторов, это допустимо, потому что даже приближенные данные и характеристики избавят инженерно-технических работников от грубых ошибок.
Приведенные недостатки? вероятно, не являются единственными, поэтому авторы будут признательны всем читателям,которые известят их о замеченных недочетах.
ГЛАВА 1
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ, ЗАКОНЫ, КОНСТАНТЫ, СООТНОШЕНИЯ
1.1 Единицы физических величин
Для измерения однородных физических величин применяют различные системы единиц. Исторически метрическая система мер развивалась по отраслевому принципу. Так, в СССР, Франции, Италии и ряде других стран для измерения механических величин наиболее широкое распространение получила техническая система МКГСС с тремя основными единицами: метр, килограмм-сила, секунда; для измерения тепловых величин — единицы, основанные на калории. В США, Великобритании, Канаде, Австралии, Новой Зеландии для измерения механических и тепловых величин применяют британскую систему мер со следующими основными единицами: фут, фунт, секунда, градус Фаренгейта.
С целью повышения точности измерений, облегчения развития научно-технических связей между различными странами и устранения возможных недоразумений, вызываемых множественностью систем и единиц измерения, XIГенеральная конференция по мерам и весам в 1960 г. приняла Международную систему единиц (Systeme International d"Unitees — SI, в русской транскрипции — СИ), В нашей стране и в странах — членах СЭВ был разработан и утвержден стандарт СЭВ (СТ СЭВ 1052—78. Метрология. Единицы физических величин), который устанавливал для всех стран — членов СЭВ обязательное применение с 1979-1980 гг. Международной системы единиц. Основных единиц в этой системе семь: метр (м), килограмм (кг), секунда (с), ампер (А), кельвин (К), моль (моль) и кандела (кд), дополнительных — две. радиан (рад) и стерадиан (ср). Эта система является единой, универсальной для всех отраслей науки и техники. В нейполностью увязаны измерения механических, тепловых, электрических и других величин, а также выбраны удобные для практики основные и производныеединицы. Хотя большинство основных и производных единиц измерения давноизвестно, полный переход на систему СИ является непростой задачей, так кактребует ломки ряда привычных понятий о единицах измерения и величинах,перевода на нее нормативной и справочной документации и организации производства многочисленных контрольно-измерительных приборов. ПостановлениемГосстандарта СССР от 19.03 81 № 1449 стандарт СЭВ заменен на ГОСТ 8 417—81 «ГСИ. Единицы физических величин» со сроком введения в действие с 01.01.82. Этот стандарт не распространяется на единицы физических величин, применяемые в научных исследованиях и при публикации результатов этих исследований, если в последних не рассмотрены и не использованы результаты измеренийконкретных физических величин.
Для того чтобы облегчить пользование приведенными в справочнике данными, в табл. 1.1 дано соотношение между основными единицами физических величин в технической системе и системе СИ. С этой же целью и для сокращениясправочного материала в табл. 1.2 приведены основные характеристик) чистых газов, входящих в состав углеводородных газов и их продуктов сгорания,
...Справочник. — Л.: Недра, 1990. — 762 с.Рассмотрены распределение и использование различных видов горючих газов. Приведены важнейшие характеристики природных, сжиженных углеводородных и искусственных газов, вредные и балластные примеси в них. нормы расхода, режимы потребления, расчеты н устройство газопроводов, газорегуляторных пунктов и станций, охарактеризованы материалы и арматура. Включены сведения по защите газопроводов от коррозии, количественные характеристики процесса горения, конструктивное описание газовых горелок, оборудования котлов, печей, сушил, использующих газовое топливо. Для проектировщиков, строителей и эксплуатационников городских газовых хозяйств, а также для теплотехников и энергетиков промышленных предприятий. Может быть полезным студентам вузов и техникумов.От научного редактора.
Предисловие.
Физико-химические понятия, законы, константы, соотношения.
Единицы физических величин.
Давление.
Температура.
Объем, масса, плотность, удельный объем.
Законы идеального газа.
Смеси газов.
Смеси жидкостей.
Объем газов при испарении жидкости.
Критические параметры газов.
Отклонение реальных газов от идеального газа.
Упругость насыщенных паров.
Удельные объем и плотность жидкой и равновесной с ней паровой фаз.
Объемное расширение и сжимаемость жидких углеводородов.
Влажность углеводородных газов и жидкостей. Гидратообразование.
Точка росы.
Поверхностное натяжение.
Летучесть (фугитинность).
Теплопроводность.
Теплоемкость.
Скрытая теплота превращений.
Внутренняя энергия, энтальпия, энтропия.
Диаграммы состояния.
Горючие газы, нормы их расхода и режимы потребления.
Основные характеристики.
Нормы расхода.
Режимы потребления.
Расчетные часовые расходы.
Гидравлический расчет газопроводов.
Методы расчета.
Таблицы и номограммы.
Устройство городских газопроводов.
Типы систем распределения газа. Классификация, трассировка газопроводов и нормы давления газа.
Подземные газопроводы.
Надземные газопроводы.
Пересечение газопроводами преград различного назначения.
Размещение отключающих устройств. Сооружения на газопроводе.
Материалы и арматура газопроводов.
Трубы.
Соединительные и фасонные части, узлы и детали труб.
Уплотнительные материалы.
Сальниковые набивки и смазки.
Трубопроводная запорная арматура общего назначения.
Устройства для предохранения отдельных частей газопроводов и арматуры от повреждений.
Защита газопроводов от коррозии.
Общие положения и сведения о защитных противокоррозионных покрытиях.
Коррозия, вызываемая блуждающими токами и влиянием переменного тока электрифицированного транспорта.
Электрические методы защиты подземных газопроводов.
Противокоррозионная защита надземных газопроводов.
Газорегуляторные пункты и установки.
Назначение, классификация и оборудование.
Размещение ГРП.
Размещение ГРУ.
Регуляторы давления.
Предохранительные запорные и сбросные устройства.
Фильтры газовые.
Шкафные ГРП.
Горение газов.
Реакции горения.
Расчеты горения.
Температура горения.
Температура самовоспламенения.
Пределы воспламеняемости и взрываемости.
Горение в неподвижной среде.
Горение в ламинарном потоке.
Горение в турбулентном потоке.
Устойчивость горения.
Схемы различных типов огнепреградителей.
Принципы сжигания.
Условия образования продуктов неполного сгорания и снижение в иих концентрации вредных веществ.
Газовые аппараты.
Показатели работы газовых аппаратов.
Газовые плиты.
Газовые проточные водонагревательные аппараты.
Газовые отопительные аппараты.
Автоматические устройства безопасности н регулирования бытовых газовых аппаратов.
Газоснабжение жилых и общественных зданий и предприятий бытового обслуживания.
.
Баллонные установки.
Групповые резервуарные установки.
Групповые установки по получению пропан-бутановоздушного газа.
Устройство газопроводов жилых зданий.
Требования к помещениям при установке бытовых газовых аппаратов.
Установка бытовых газовых аппаратов.
Отвод продуктов сгорания.
Особенности газоснабжения в районах с холодным климатом.
Процессы и установки регазификации сжиженных газов.
Способы регазификации.
Естественная регазификация в баллонах н резервуарах.
Искусственная регазификация. Испарители.
Рекомендации по газоснабжению с естественным испарением.
Рекомендация по газоснабжению с искусственным испарением.
Газовые горелки.
Основные технические характеристики горелок.
Классификация горелок.
Конструкции горелок.
Расчеты горелок.
Использование газового топлива коммунально-бытовыми и промышленными потребителями.
Схемы газоснабжения предприятий от городских газопроводов.
Газорегуляторные пункты н установки предприятий.
Газоснабжение цехов.
Требования к агрегатам, использующим газовое топливо.
Схемы обвязочных газопроводов.
Предохранительные взрывные клапаны.
Особенности сжигания газового топлива в котлах.
Газовое оборудование секционных котлов.
Газовое оборудование вертикально-водотрубных и других типов котлов.
Назначение печей и особенности их переоборудования для сжигания газа.
Газовое оборудование нагревательных и термических печей.
Печи безокислительного (малоокислительного) нагрева.
Печи с кипящим слоем.
Газовое оборудование сушильных установок.
Применение газового топлива в "пищевой промышленности.
Применение горелок инфракрасного излучения для отопления.
Газовый обогрев железнодорожных стрелочных переводов.
Газовый обогрев автомобилей на открытых стоянках.
Список литературы.
Рассмотрены распределение и использование различных типов горючих газов. Приведены важнейшие характеристики природных, сжиженных углеводородных и искусственных газов, вредные и балластные примеси в них, нормы расхода, режимы потребления, расчеты и устройство газопроводов, газорегуляторных пунктов и станций, охарактеризованы материалы и арматура. Включены сведения по защите газопроводов от коррозии, количественные характеристики процесса горения, конструктивное описание газовых горелок, оборудования котлов, печей, сушил, использующих газовое топливо. Для проектировщиков, строителей и эксплуатационников городских газовых хозяйств, а также теплотехников и энергетиков промышленных предприятий. Может быть полезным студентам вузов и техникумов.
От научного редактора
Предисловие
Глава 1. Физико-химические понятия, законы, константы, соотношения
Единицы физических величин
Давление
Температура
Объем, масса, плотность, удельный объем
Законы идеального газа
Смеси газов
Смеси жидкостей
Объем газов при испарении жидкости
Критические параметры газов.
Отклонение реальных газов от идеального газа
Упругость насыщенных паров
Удельные объем и плотность жидкой и равновесной с ней паровой фаз
Объемное расширение и сжимаемость жидких углеводородов
Влажность углеводородных газов и жидкостей. Гидратообразование
Точка росы
Поверхностное натяжение
Летучесть (фугитинность)
Теплопроводность
Теплоемкость
Скрытая теплота превращений
Внутренняя энергия, энтальпия, энтропия
Диаграммы состояния
Глава 2. Горючие газы, нормы их расхода и режимы потребления
Основные характеристики
Нормы расхода
Режимы потребления
Расчетные часовые расходы
Глава 3. Гидравлический расчет газопроводов
Методы расчета
Таблицы и номограммы.
Глава 4. Устройство городских газопроводов
Типы систем распределения газа. Классификация, трассировка газопроводов и нормы давления газа
Подземные газопроводы
Надземные газопроводы
Пересечение газопроводами преград различного назначения
Размещение отключающих устройств. Сооружения на газопроводе
Глава 5. Материалы и арматура газопроводов
Трубы
Соединительные и фасонные части, узлы и детали труб
Уплотнительные материалы
Сальниковые набивки и смазки
Трубопроводная запорная арматура общего назначения
Устройства для предохранения отдельных частей газопроводов и арматуры от повреждений
Глава 6. Защита газопроводов от коррозии
Общие положения и сведения о защитных противокоррозионных покрытиях
Коррозия, вызываемая блуждающими токами и влиянием переменного тока электрифицированного транспорта
Электрические методы защиты подземных газопроводов
Противокоррозионная защита надземных газопроводов
Глава 7. Газорегуляторные пункты и установки
Назначение, классификация и оборудование
Размещение ГРП
Размещение ГРУ
Регуляторы давления
Предохранительные запорные и сбросные устройства
Фильтры газовые
Шкафные ГРП
Глава 8. Горение газов
Реакции горения
Расчеты горения
Температура горения
Температура самовоспламенения
Пределы воспламеняемости и взрываемости
Горение в неподвижной среде
Горение в ламинарном потоке
Горение в турбулентном потоке
Устойчивость горения
Схемы различных типов огнепреградителей
Принципы сжигания
Условия образования продуктов неполного сгорания и снижение в иих концентрации вредных веществ
Глава 9. Газовые аппараты
Показатели работы газовых аппаратов
Газовые плиты.
Газовые проточные водонагревательные аппараты.
Газовые отопительные аппараты.
Автоматические устройства безопасности н регулирования бытовых газовых аппаратов.
Глава 10. Газоснабжение жилых и общественных зданий и предприятий бытового обслуживания
Баллонные установки
Групповые резервуарные установки
Групповые установки по получению пропан-бутановоздушного газа
Устройство газопроводов жилых зданий
Требования к помещениям при установке бытовых газовых аппаратов
Установка бытовых газовых аппаратов
Отвод продуктов сгорания
Особенности газоснабжения в районах с холодным климатом
Глава 11. Процессы и установки регазификации сжиженных газов
Способы регазификации
Естественная регазификация в баллонах н резервуарах
Искусственная регазификация. Испарители
Рекомендации по газоснабжению с естественным испарением
Рекомендация по газоснабжению с искусственным испарением
Глава 12. Газовые горелки
Основные технические характеристики горелок.
Классификация горелок.
Конструкции горелок.
Расчеты горелок.
Глава 13. Использование газового топлива коммунально-бытовыми и промышленными потребителями
Схемы газоснабжения предприятий от городских газопроводов
Газорегуляторные пункты н установки предприятий
Газоснабжение цехов
Требования к агрегатам, использующим газовое топливо
Схемы обвязочных газопроводов
Предохранительные взрывные клапаны
Особенности сжигания газового топлива в котлах
Газовое оборудование секционных котлов
Газовое оборудование вертикально-водотрубных и других типов котлов
Назначение печей и особенности их переоборудования для сжигания газа
Газовое оборудование нагревательных и термических печей
Печи безокислительного (малоокислительного) нагрева
Печи с кипящим слоем
Газовое оборудование сушильных установок
Применение газового топлива в "пищевой промышленности
Применение горелок инфракрасного излучения для отопления
Газовый обогрев железнодорожных стрелочных переводов
Газовый обогрев автомобилей на открытых стоянках
Список литературы
Справочник по газоснабжению и использованию газа.
Стаскевич Н. Л., Северинец Г. Н., Вигдорчик Д. Я.
Рассмотрены распределение и использование различных видов горючих. Приведены важнейшие характеристики природных, сжиженных углеводородных и искусственных газов, вредные и балластные примеси в них, нормы расхода, режимы потребления, расчеты и устройство газо пунктов и станций, охарактеризованы материи. Включены сведения по защите газопроводов от коррозии. Венные характеристики процесса горения, конструктивное оборудования котлов, печей, сушил, использующих газовое топливо.
Может быть полезным студентам вузов и техникумов.
От научного редактора … 3
Предисловие … 4
Глава 1. Физико-химические понятия, законы, константы, соотношения … 6
1.1. Единицы физических величин … -
1.2. Давление … -
1.3. Температура … 7
1.4. Объем, масса, плотность, удельный объем … 15
1.5. Законы идеального газа … 16
1.6. Смеси газов … 18
1.7. Смеси жидкостей … 23
1.8. Объем газов при испарении жидкости … 24
1.9. Критические параметры газов … 25
1.10. Отклонение реальных газов от идеального газа … 26
1.11. Упругость насыщенных паров … 28
1.12. Удельные объем и плотность жидкой и равновесной с ней паровой фаз … 33
1.13. Объемное расширение и сжимаемость жидких углеводородов … -
1.14. Влажность углеводородных газов и жидкостей. Гидратообразование …37
1.15. Точка росы … 41
1.16. Поверхностное натяжение … 44
1.17. Летучесть (фугитивность) … 45
1.18. Теплопроводность … 47
1.19. Теплоемкость … 49
1.20. Скрытая теплота превращений … 52
1.21. Внутренняя энергия, энтальпия, энтропия … 53
1.22. Диаграммы состояния … 56
Глава 2. Горючие газы, нормы их расхода и режимы потребления … 60
2.1. Основные характеристики … -
2.2. Нормы расхода … 65
2.3. Режимы потребления … 69
2.4. Расчетные часовые расходы … 74
Глава 3. Гидравлический расчет газопроводов … 79
3.1. Методы расчета … -
3.2. Таблицы и номограммы … 84
Глава 4. Устройство городских газопроводов … 106
4.1. Типы систем распределения газа. Классификация, трассировка газопроводов и нормы давления газа … -
4.2. Подземные газопроводы … 115
4.3. Надземные газопроводы … 121
4.4 Пересечение газопроводами преград различного назначения … 123
4.5 Размещение отключающих устройств. Сооружения на газопроводе …133
Глава 5. Материала и арматура газопроводов … 136
5.1 Трубы …
5.2. Соединительные и фасонные части, узлы и детали труб … 145
5.3. Уплотнительные материалы … 147
5.4. Сальниковые набивки и смазки … 148
5.5. Трубопроводная запорная арматура общего назначения … 151
5.6. Устройства для предохранения отдельных частей газопроводов и арматуры от повреждений … 174
Глава 6. Защита газопроводов от коррозии … 182
6.1. Общие положения и,сведения о защитных противокоррозионных покрытиях … -
6.2. Коррозия, вызываемая блуждающими токами и влиянием переменного тока электрифицированного транспорта … 190
6.3. Электрические методы защиты подземных газопроводов … 194
6.4. Противокоррозионная ващита надземных газопроводов … 207
Глава 7. Газорегуляторные пункты и установки … 209
7.1. Назначение, классификация и оборудование … -
7.2. Размещение ГРП … 210
7.3. Размещений ГРУ … 217
7.4. Регуляторы давления … 218
7.5. Предохранительные запорные и сбросные устройства … 259
7.6. Фильтры газовые … 274
7.7. Шкафные ГРП … 279
Глава 8. Горение газов … 285
8.1. Реакции горения … -
8.2. Расчеты горения … 289
8.3. Температура горения … 292
8.4. Температура самовоспламенения … 299
8.5. Пределы воспламеняемости и взрываемости … 300
8.6. Горение в неподвижной среде … 304
8.7. Горение в ламинарном потоке … 309
8.8. Горение в турбулентном потоке … 310
8.9. Устойчивость горения … З11
8.10. Схемы различных типов огнепреградителей … 320
8.11. Принципы сжигания … 325
8.12. Условия образования продуктов неполного сгорания и снижение в них концентрации вредных веществ … 329
Глава 9. Газовые аппараты … 342
9.1. Показатели работы газовых аппаратов … -
9.2. Газовые плиты … 344
9.3. Газовые проточные водонагревательные аппараты … 348
9.4. Газовые отопительные аппараты … 351
9.5. Автоматические устройства безопасности и регулирования бытовых газовых аппаратов … 363
Глава 10. Газоснабжение жилых и общественных зданий и предприятий бытового обслуживания … 383
10.1. Баллонные установки … 384
10.2. Групповые резервуарные установки … 393
10.3. Групповые установки по получению пропак-бутановоздушного газа … 401
10.4. Устройство газопроводов жилых зданий … 412
10.5. Требования к помещениям при установке бытовых газовых аппаратов … 422
10.6. Установка бытовых газовых аппаратов … 425
10.7. Отвод продуктов сгорания … 431
10.8. Особенности газоснабжения в районах с холодным климатом … 438
Глава 11. Процессы установи регшшфнкацнн сжиженых газов … 443
11.1. Способы регазификации … -
11.2. Естественная регазификация в баллонах и резервуарах … 446
11.3. Искусственная регазификация. Испарители … 455
11.4. Рекомендации по газоснабжению с естественным испарением … 480
11.5. Рекомендации по газоснабжению с искусственным испарением … 482
Глава 12. Газовые горелки … 490
12.1. Основные технические характеристики горелок … -
12.2. Классификация горелок … 492
12.3. Конструкции горелок …501
12.4. Расчеты горелок … 627
Глава 13. Использование газового топлива коммунально-бытовыми и промышленными потребителями … 638
13.1. Схемы газоснабжения предприятий от городских газопроводов … -
13.2. Газорегуляторные пункты и установки предприятий … 641
13.3. Газоснабжение цехов … 648
13.4. Требования к агрегатам, использующим газовое топливо … 650
13.5. Схемы обвязочных газопроводов … 651
13.6. Предохранительные взрывные клапаны … 655
13.7. Особенности сжигания газового топлива в котлах … 660
13.8. Газовое оборудование секционных котлов … 663
13.9. Газовое оборудование вертикально-водотрубных и других типов котлов … 672
13.10. Назначение печей и особенности их переоборудования для сжигания газа … 688
13.11. Газовое оборудование нагревательных и термических печей … 690
13.12. Печи безокислительного (малоокислительного) нагрева … 696
13.13. Печи с кипящим слоем … 703
13.14. Газовое оборудование сушильных установок … 706
13.15. Применение газового топлива в пищевой промышленности … 731
13.16. Применение горелок инфракрасного излучения для отопления …737
13.17. Газовый обогрев железнодорожных стрелочных переводов … 747
13.18. Газовый обогрев автомобилей на открытых стоянках … 752
Список литературы … 758