4.3. Установки по получению пропан-бутановоздушного газа (смесители)

По всей России 8 800 500-92-62 Москва +7 (495) 120-07-78 Санкт-Петербург +7 (812) 318-75-80

4.3. Установки по получению пропан-бутановоздушного газа (смесители)

Рис. 4.14. Смесительная установка FAS 4000 производства фирмы FAS (Германия).

Более высокие по сравнению с природным газом теплота сгорания и плотность СУГ не дают возможность сжигать их в газогорелочных устройствах, предназначенных для природного газа, без изменения конструкции последних. Тем не менее в практике часто возникает необходимость замены того или иного вида газа в уже существующей системе газоснабжения.
Такую возможность предоставляют смеси сжиженных газов с воздухом (в иностранной литературе такие смеси называются синтетическими природными газами — synthetic natural gas). Эти смеси при определенных условиях обладают следующими преимуществами:

  • они полностью взаимозаменяемы с природными газами в газогорелочных устройствах; 
  • имеют более низкую температуру конденсации, что позволяет транспортировать их в газообразном состоянии при начальном давлении в трубопроводе до 0,3 МПа и выше; 
  • расширяют границы использования СУГ в северных районах страны; 
  • увеличивают возможности применения бутанов в течение всего года;
  • позволяют организовать газоснабжение населенных пунктов с учетом перспективного перевода их на природный газ;
  • служат резервным топливом для потребителей природного газа при пиковых нагрузках в сетях газопроводов или в случае аварийного прекращения газоснабжения; 
  • производятся на автоматизированных установках с широкими пределами регулирования давления и производительности; 
  • расширяют возможности централизованного газоснабжения потребителей сжиженными газами.


К сравнительным недостаткам применения газовоздушных смесей относятся:

  • значительные первоначальные капитальные затраты; 
  • удорожание газа за счет добавки воздуха и его транспортировки; 
  • увеличение внутренней коррозии стальных трубопроводов; 
  • потребность в специальном оборудовании для приготовления смесей (испарителей, смесителей, регуляторов и др).
Рис. 4.15. Обвязка смесительной установки FAS 4000, примененной в системе резервного газоснабжения коттеджного поселка (Истринский район Московской области) .

Использовать газовоздушные смеси в качестве топлива для бытовых и коммунально-бытовых газовых приборов можно при условии, если содержание газа в них эквивалентно не менее чем двум верхним пределам взрываемости, а соотношение «газ–воздух» поддерживается автоматически. Взаимозаменяемые смеси сжиженных газов имеют большую теплоту сгорания по сравнению с природными газами.

Для замены природных газов необходимо приготовлять смеси «бутан-воздух» (47% бутанов и 53% воздуха) и «пропан-воздух» (58% пропана и 42% воздуха). Такие смеси имеют теплоту сгорания соответственно 55 902 и 52 080 кДж/м3 (табл. 4.7). Их можно транспортировать при низких давлениях (до 5 кПа) и температурах (до -18°С для бутана и -53°С для пропана). Возможно приготовление газовоздушных смесей, имеющих более низкую температуру конденсации, вплоть до -37°С для бутанов (смесь соответствует границе безопасности). Однако в этом случае необходимо использовать специальные газогорелочные устройства.
Газовоздушные смеси приготавливают в смесителях автоматического действия. Контроль за их работой ведется автоматически в зависимости от теплоты сгорания, числа Воббе или плотности смеси. Различают смесители низкого (до 5 кПа), среднего (свыше 5 кПа до 0,3 МПа) и высокого давления (свыше 0,3 до 1,2 МПа). Давление газовоздушной смеси выбирается в зависимости от результатов технико-экономических расчетов.

Себестоимость газовоздушной смеси зависит от многих факторов, в первую очередь от стоимости сжиженных газов и воздуха, эксплуатационных расходов и капитальных затрат. Она выше себестоимости природного газа, так как оптовые цены на природный газ в пересчете на 4200 кДж ниже оптовой цены на сжиженные газы. Поэтому в технико-экономических расчетах сравнивают эффективность применения газовоздушных смесей по отношению не к природному газу, а к другим видам заменяемого топлива или сжиженных газов в баллонах и групповых установках. При использовании газовоздушных установок для покрытия пиковых расходов или аварийных перебоев природного газа в технико-экономических расчетах необходимо учитывать возможный материальный ущерб от недостатка природного газа или остановки производства и перевода его на другой вид топлива.

Таблица 4.6. Характеристика углеводородных газов

Показатель Природный газ (усредненные показатели) Сжиженный газ
Пропан Бутан
Теплота сгорания, кДж/м3:
низшая 36340 91539 120939
высшая 40273 99485 128957
Плотность, кг/м3 0,751 2,019 2,703
Относительная плотность, кг/м3 0,581 1,561 2,090
Число Воббе, кДж/м3:
низшее 47687 73231 83637
высшее 52848 79588 89182
Температура кипения, С°:
при 103,3 кПа -42,1 -0,6
при 50 кПа -32,0 9,0
при 300 кПа -5,0 41,0



Таблица 4.7. Характеристика газовоздушных смесей, пригодных для замены природных газов

Показатель Пропан-воздух Бутан-воздух
Теплота сгорания, кДж/м3:
низшая 52 080 55 902
высшая 60 396 64 596
Плотность, кг/м3 1,705 1,950
Относительная плотность, кг/м3 1,319 1,510
Число Воббе (низшее), кДж/м3 43 366 45 486
Температура конденсации, С° - 53 -18
© 1997 — 2017 «ГазТехника»