Природный газ это полезное ископаемое. Газ, так же как нефть и уголь, образовался в земных недрах из органических веществ животного происхождения то есть
Скачать 145.55 Kb.
|
Природный газ - это полезное ископаемое. Газ, так же как нефть и уголь, образовался в земных недрах из органических веществ животного происхождения (то есть отложений давно живших организмов) под действием высоких давлений и температур. Живые организмы, погибшие и опустившиеся на морское дно, попадали в такие условия, где они не могли ни распадаться в результате окисления (ведь на морском дне нет воздуха и кислорода), ни уничтожаться микробами (их там просто не было). Отложения этих организмов образовали илистые осадки. В результате геологических движений эти осадки проникли на большие глубины. Там под влиянием давления и высокой температуры в течение миллионов лет проходил процесс, при котором содержащийся в осадках углерод перешел в соединения, называемые углеводородами. Свое название они получили потому, что их молекулы состоят из углерода и водорода. Углеводороды с большими молекулами (высокомолекулярные) - это жидкие вещества, из них образовалась нефть. А низкомолекулярные углеводороды (у которых маленькие молекулы) - это газы. Они-то и образовали природный газ. Но только газ образовался под воздействием более высоких температур и давлений, чем нефть. Вот почему в месторождениях нефти всегда имеется и природный газ. Со временем эти отложения ушли глубоко вниз - их покрыли слои осадочных пород. Природный газ - это не однородная субстанция. Он состоит из смеси газов. Основную часть природного газа (98%) составляет газ метан. Кроме метана, в состав природного газа входят этан, пропан, бутан, а также немного неуглеводородных веществ - водорода, азота, углекислого газа, сероводорода. Природный газ находится в земле на глубине от 1 до нескольких километров. В земных недрах газ находится в микроскопических пустотах - порах. Поры соединены между собой микроскопическими каналами -- трещинами. По этим каналам газ поступает из пор с высоким давлением в поры с более низким давлением. Газ добывают из недр земли с помощью скважин. Газ выходит из недр через скважины наружу из-за того, что в пласте находится под давлением, многократно превышающем атмосферное. Таким образом, движущей силой добычи газа с глубин является разность давлений в пласте и системе сбора. На сегодняшний день природный газ является наиболее важным первичным источником энергии. Все газообразные, в большинстве своем неочищенные углеводородные соединения, которые добываются из недр земли и являются горючими, называются природным газом. Они не имеют запаха и содержат множество примесей. В топливно-энергетических ресурсах мира природный газ оценивается в 630 млрд. м3 тут, что составляет 4,9% от общей суммы топливных ресурсов, а возможное извлекаемое количество его определяется в 500 млрд. м3 тут, т. е. Около 80% от прогнозных ресурсов. Известно, что доля природного газа в общемировом энергетическом балансе с 1900 г. возрастала медленными темпами и в мировом потреблении различных видов топлива в начале текущего столетия оценивалось в 0,9%. Метан и некоторые другие углеводороды широко распространены в космосе. Метан третий по распространенности газ вселенной, после водорода и гелия. В виде метанового льда он участвует в строении многих удаленных от солнца планет и астероидов, однако такие скопления, как правило не относят к залежам природного газа, и они до сих пор не нашли практического применения. Значительно количество углеводородов присутствует в мантии Земли, однако они тоже не представляют интереса. Огромные залежи природного газа сосредоточены в осадочной оболочке земной коры. Согласно теории биогенного происхождения нефти они образуются в результате разложения останков живых организмов. Считается, что природный газ образуется при больших температурах и давлениях чем нефть. С этим согласуется тот факт, что месторождения газа часто расположены глубже, чем месторождения нефти. Огромными запасами природного газа обладает Россия (Уренгойское месторождение), США, Канада. Из других европейских стран стоит отметить Норвегию, но её запасы невелики. Среди бывших республик Советского Союза большими запасами газа владеет Туркмения, а также Казахстан (Карачаганакское месторождение) ^ В качестве газового топлива в нашей стране используют природный газ, попутный газ, сжиженные углеводородные и газы, добываемые из газоконденсатных месторождений. Попутные газы однородны по составу и содержат в основном метан. Кроме горючих компонентов в природных газах содержатся сероводород, кислород, азот, диоксид углерода, пары воды и механические примеси. В соответствии с требованиями ГОСТ 5542-87 допускается на 100 м³ газа примесей не более: 2 г сероводорода или аммиака; 5 г цианистых соединений; 10 г нафталина, смолы, пыли и других веществ не более 0,1%. Все природные газы бесцветны и в большинстве своем не имеют запаха. Поэтому одним из важнейших требований к газу, применяемому в коммунальном хозяйстве, является наличие запаха для своевременного его обнаружения и предотвращения отравления и взрыва. Обязательно выполняют одоризацию, то есть добавку к газу одоранта, например этилмеркаптана С2Н5Н, в таком количестве, чтобы при минимальной концентрации газа в воздухе ощущался резкий запах. Для одоризации 1000 м³ природного газа требуется около 16 грамм или 19,1 см³ одоранта. В коммунальном хозяйстве большое значение имеет учёт расхода газа. Необходимость учета расхода газа и подбор расходомеров определяется в соответствии с «Правилами пользования газом в народном хозяйстве», утвержденными Мингазпромом РК и «Общими положениями о порядке учета и контроля расхода топлива, электрической и тепловой энергии для промышленных, транспортных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых предприятий и организаций». В коммунальном хозяйстве на бытовые нужды жилых и общественных зданий, предприятий общественного питания, учебных заведений, коммунальных предприятий принимает газ низкого давления. Давление в газопроводных трубах не должно превышать более 3*10ˉ³ МПа. Для газификации жилого дома на 80 квартир, принят природный газ Оренбургской области, который соответствует требованиям ГОСТ 5542-87 и, согласно которому вредных примесей на 100 м³ газа не превышает содержащих норм: NH3 -2 г на 100 м³ газа; HCN -5 г на 100 м³ газа; смолы и пыли 0,1 г на 100 м³ газа; нафталина – летом 10 г на 100 м³ газа, зимой – 5 г на 100 м³ газа. Содержание свободного кислорода не превышает 1% по объёму. Все природные газы бесцветны и в большинстве своем не имеют запаха. Удельной теплотой сгорания газового топлива называется количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 нм ³ или 1 кг газа. Теплоту сгорания газового топлива измеряют в килокалориях на кубический метр (при температуре 0 или 20 ºС и давление 760 мм рт. ст.). Теплота сгорания определяется с помощью специальных приборов – калориметров, или расчетным путем, если известен химический состав газового топлива. ^ Несмотря на то, что в нашей стране газ является настоящим «бюджетным золотом», ему все же приходится отвоевывать свое место под автомобильным солнцем. Автопроизводители, выпускающие бензиновые и дизельные автомобили, не сдадут своих позиций так просто. Поэтому говорить о том, что газовое топливо уже через некоторое время займет лидирующие позиции, пока рано. Плюсы Стоимость газового топлива заметно ниже, чем цена бензина, которая растет как на дрожжах. Комплект газового оборудования для легковушек, которое, как по мановению волшебной палочки, позволит вам ездить на этой замечательной разновидности топлива, обойдется всего в 12–15 тыс. рублей вместе с установкой. А учитывая разницу в ценах бензина и газа, уже через 15–30 тыс. км вы сможете с уверенностью сказать, что модернизация себя окупила. И это не говоря о том, что газовое топливо считается более экологичным, чем бензин или дизель, поскольку вредных веществ в воздух от газовых автомобилей попадает заметно меньше. Это объясняется тем, что газ сгорает практически полностью, хотя небольшое количество окиси углерода в продуктах сгорания все же имеется. Существенным плюсом газового топлива является момент замены масла. Газ благодаря своим определенным свойствам не способен смыть моторное масло с цилиндровых стенок. А это значит, что масло вам придется менять гораздо реже, чем в случае с бензиновыми автомобилями. Экономия — налицо. Специалисты утверждают, что уже в ближайшем будущем «газовые» технологии станут еще более совершенными, вследствие чего можно будет говорить о надежных клапанах, легких баллонах и прочих положительных моментах. Однако говорить об этом, как о плюсах газового топлива, мы все же не будем. Ведь «ближайшее будущее» — это понятие растяжимое. Противники газового топлива утверждают, что газовые автомобили теряют приблизительно 5 % мощности. Однако это утверждение не совсем верно. Как известно, двигатели внутреннего сгорания в своей работе используют смесь распыленного топлива и воздуха. Причем воспламенение происходит только в том случае, если имеется необходимая концентрация топлива. В случае с газом воспламенение происходит при меньших концентрациях, чем в случае с бензином. Ну а чем меньше топлива используется, тем меньшую мощность мы получаем на выходе. Да, это приводит к заметной экономии, но мощность действительно понижается. Однако у «газовых» автолюбителей есть возможность отрегулировать состав смеси таким образом, чтобы добиться оптимального для себя соотношения «мощность/расход», чего нельзя сказать о бензине. То есть вы можете сделать свой автомобиль мощнее, чем в бензиновой вариации, но при этом и «кушать» он будет больше. Еще одним плюсом можно назвать повышенную выносливость автомобилей, работающих на газовом топливе. Однако стоит заметить, что некоторые детали изнашиваются все же быстрее, что мы отметим в графе «Минусы». Здесь же укажем, что сгорание газового топлива не приводит к образованию золы и твердых частиц, влияющих на изнашиваемость поршней и цилиндров двигателя. Газовое топливо не приводит к образованию коррозийных процессов на металлических поверхностях. Минусы Начнем с газовых баллонов. Да, в последнее время они становятся все меньше и меньше. Тем не менее, любителям газовых автомобилей приходится устанавливать в багажнике баллон на 60 л, а то и больше. Такой огромный баллон фактически будет занимать весь багажник без остатка. Соответственно, вам придется возить весь багаж прямо в салоне, что не всегда удобно. Одним из вариантов является установка специальных тороидальных баллонов, которые могут быть смонтированы на месте запаски. Но рискнете ли вы ездить по современным дорогам без запасного колеса? Мы уже говорили о том, что проблема потери мощности газовыми автомобилями устранима. Но вот потери в разгонной динамике существенны и могут достигать 8%. Это объясняется более низкой теплотой сгорания газовой смеси. Другими словами, автомобили на газовом топливе гоночными не бывают. «Пугающим» минусом можно назвать явление под названием «обратный хлопок», который представляет собой вспышку в цилиндре при открытом клапане. В бензиновых двигателях такое явление также присутствует, но там последствия не столь катастрофичны, как в случае с газовыми двигателями. «Обратный хлопок» может привести к разрушению корпуса воздушного фильтра или даже к разрыву коллектора. К счастью, газовые системы четвертого поколения надежно защищены от этого страшного явления. Заметим, что если система зажигания вашего автомобиля будет находиться в исправном состоянии, то даже в системах прошлых поколений «хлопок» происходит крайне редко. Переход на газовую систему питания приводит к тому, что вы мгновенно лишаетесь гарантии производителя, который не будет нести ответственность за ваши усовершенствования. Кроме того, скорее всего, и со страховкой начнутся существенные проблемы по тем же самым причинам. Однако в ваших силах доказать страховым агентам, что попытки сделать автомобиль экономичнее ничем вам не грозят. Газовое топливо абсолютно не подходит для запуска двигателя в зимних условиях в силу определенных особенностей. Поэтому, если вы хотите быстро завестись, вам придется залить немного бензина. После этого начинайте двигаться предельно равномерно, не делая резких торможений и ускорений, а затем перекройте доступ бензину. Как только двигатель исчерпает запасы топлива, можете продолжать использовать газ. Подобные манипуляции по силам далеко не каждому автолюбителю, да и опытные водители не захотят сталкиваться с этими проблемами лишний раз. Что касается износа деталей, то, как мы уже говорили, он все же присутствует. Особенно это касается прокладок, уплотнителей и шлангов, которые от использования газа становятся сухими и быстро изнашиваются. Также вам необходимо пристально следить за всеми узлами газовой системы, буквально вынюхивая протечки. И тут уже приходится полагаться только на свои нюх и наблюдательность. От этого будет зависеть ваша безопасность. Раз в тысячу километров пробега необходимо будет убирать конденсат из редуктора, который отвечает за регуляцию давления в двигателе. Чтобы это сделать, вам придется повозиться с гаечными ключами и потратить не меньше часа времени. Согласитесь, довольно неприятная мелочь. Наконец, еще одним большим минусом газовой системы является тот факт, что «жидкие» АЗС распространены в нашей стране гораздо больше, чем газовые. А это означает, что для заправки вам необходимо будет ехать в строго определенное место, где уже скопилось достаточное количество желающих заправиться газом. 4. состав ..Газовое топливо делится на природное и искусственное и представляет собой смесь горючих и негорючих газов, содержащую некоторое количество водяных паров, а иногда пыли и смолы. Количество газового топлива выражают в кубических метрах при нормальных условиях (760 мм рт. ст. и 0°С), а состав — в процентах по объему. Под составом топлива понимают состав его сухой газообразной части. Наиболее распространенное газовое топливо — это природный газ, обладающий высокой теплотой сгорания. Основой природного газа является метан, содержание которого 76,7-98%. Другие газообразные соединения углеводородов входят в состав природного газа от 0,1 до 4,5%.Сжиженный газ - продукт переработки нефти - состоит в основном из смеси пропана и бутана. Рекомендуемый химический состав газа для промышленного применения в газоэлектрогенераторах: Природный газ (CNG, NG): метан CH4 более 90%, этан C2H5 менее 4%, пропан C3H8 менее 1% Сжиженный газ (LPG): пропан C3H8 более 65%, бутан C4H10 менее 35% В состав горючих газов входят: водород Н2, метан СН4, Другие углеводородные соединения СmНn, сероводород Н2S и негорючие газы, двуокись углерода СО2, кислород О2, азот N2 и незначительное количество водяных паров Н2О. Индексы m и п при С и Н характеризуют соединения различных углеводородов, например для метана СН4 т = 1 и n= 4, для этана С2Нб т = 2 и n= б и т. д. Состав сухого газообразного топлива (в процентах по объему): СО + Н2 + 2 СmНn + Н2S + СO2 + O2 + N2 = 100%. Негорючую часть сухого газового топлива — балласт — составляют азот N и двуокись углерода СО2. Состав влажного газообразного топлива выражают следующим образом: СО + Н2 + Σ СmНn + Н2S + СО2 + O2 + N2 + Н2О = 100%. Теплоту сгорания, кДж/м (ккал/м3), 1 м3 чистого сухого газа при нормальных условиях определяют следующим образом: Qнс = 0,01 [Qсо СО + Qн2 Н2 + Σ Qсmнn СmНn + Qн2s Н2S], где Qсо, Qн2, Qсmнn Qн2s. - теплота сгорания отдельных газов, входящих в состав смеси, кДж/м3 (ккал/м3); СО, Н2, CmНn,, Н2S - компоненты, составляющие газовую смесь, % по объему. Теплота сгорания 1 м3 сухого природного газа при нормальных условиях для большинства отечественных месторождений составляет 33,29 - 35,87 МДж/м3 (7946 - 8560 ккал/м3). Характеристика газообразного топлива приведена в таблице 1. Пример . Определить низшую теплоту сгорания природного газа (при нормальных условиях) следующего состава: Н2S = 1%; СН4 = 76,7%; С2Н6 = 4,5%; С3Н8 = 1,7%; С4Н10 = 0,8%; С5Н12 = 0,6%. Подставляя в формулу (26) характеристики газов из таблицы 12, получим: Qнс = 0,01 • [23 450 • 1 + 35 850 • 76,7 + 63 850 • 4,5 + 91 300 • 1,7 + 118700 • 0,8 + 146 200 • 0,6] = 33981 кДж/м3или Qнс = 0,01 • (5585,1 + 8555 • 76,7 + 15 226 • 4,5 + 21 795 • 1,7 + 28 338 • 0,8 + 34 890 • 0,6) = 8109 ккал/м3. Заключение: Многие автомобилисты рассматривают лишь поверхностные преимущества использования газового топлива (экономия денег), забывая о других достоинствах газобаллонных систем. Что касается газовой системы, то она позволяет эксплуатировать автомобиль как на газе, так и на бензине, осуществляя на ходу переключение с одного топлива на другое прямо из салона. Следует отметить, что газобаллонное оборудование фактически дублируется бензиновой системой питания, повышая безотказность автомобиля и уменьшая практически до нуля риск отказа от движения при поломке в системе питания. К тому же, суммарный пробег на одной заправке возрастает вдвое (обычно на автомобиль устанавливается баллон с емкостью не меньше, чем емкость бензинового бака). Это преимущество особенно полезно тем, кто совершает поездки на дальние расстояния и не уверен в качестве провинциального бензина. Не стоит забывать и о противоугонных возможностях газовой аппаратуры, устанавливаемой на инжекторные автомобили: отсоединив легкосъемный коммутатор, можно надежно заблокировать подачу обоих видов топлива при попытке несанкционированного пуска двигателя. Так же положительно оценят газотопливную систему владельцы дорогих иномарок, оснащенных впрыском топлива и каталитическим нейтрализатором. Помимо существенной экономии на высокооктановом бензине (литр АИ 98 стоит в 4.5-5 раз больше литра газа), использование газа бережет дорогую в ремонте систему впрыска и существенно продлевает «жизнь» каталитического нейтрализатора. Еще одним аргументом в пользу газового оборудования является минимальная амортизация. При правильной эксплуатации оборудования межремонтный период до замены резинотехнических изделий составит не менее 5 лет. Более того, многие детали газовой аппаратуры могут быть переустановлены на другой автомобиль, продолжая служить еще долгое время. К недостаткам можно отнести, прежде всего, потерю разгонной динамики и снижение максимальной скорости в среднем на 5-8%, и потерю полезного объема багажника, занимаемого газовым баллоном. Причем если последний факт очевиден и не обсуждается, то потеря мощности сильно зависит от степени сжатия рабочего объема двигателя и от алгоритма зажигания. Чем выше степень сжатия, тем меньше потеря мощности (двигатели, рассчитанные под 95 бензин, крайне благодарно относятся к газу и выдают «на гора» до 98% мощности, развиваемой на бензине). А что касается зажигания, то корректировка под газ помогает максимизировать КПД. Неоднократно упоминаемый «запах газа» связан, как правило, либо с неправильно проведенным ТО (сливом конденсата), либо с негерметичностью выхлопной системы, при которой несгоревший одорант задувает в салон через воздухозаборники. Этот запах хотя и крайне неприятен, но не может служить причиной возгорания, а правильно проведенное ТО и нормальное состояние выхлопной системы гарантируют Вам отсутствие неприятных ощущений. Экономические расчеты по окупаемости оборудования при ежегодном пробеге свыше 30 тысяч километров ответ однозначен - переходи на ГАЗ! При меньшем пробеге окупаемость наступит позже, однако каждые пройденные на газе сто километров будут давать вам минимум 50 рублей экономии или сто километров дармового пробега. Литература 1. Н.И. Буянов «Нефть и газ в народном хозяйстве». 2. А.Л. Козлов и В.А. Нуршанов «Природное топливо планеты». 3. Бека К. и Высоцкий И. «Геология нефти и газа». 4. «Газовые и газоконденсатные месторождения», под ред. В.Г. Васильева и И. П. Жабрева. М.: Недра, 1975. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Во второй половине XX века в университете им. И. М. Губкина были открыты природные газогидраты (или гидраты метана). Позже выяснилось,... | | Ресурсы минерального сырья и топлива. Уголь, нефть, природный газ. Гидроэнергетика. Распределение по странам |
| Нефть, природный газ, каменный уголь (Тунгусский, Таймырский, Иркутский бассейны), бурый уголь (Канско-Ачинский бассейн), железная... | | Принимать участие в технологическом процессе бурения скважин на нефть, газ, термальные, йодобромные воды и другие полезные ископаемые... |
| Вы – будущие нефтяники. И как нефтяники, Вы должны хорошо знать свойства горных пород, вмещающих нефть и газ, а также свойства тех... | | Одной из составных частей автомобилей газ-69, газ-69А и прицепа газ-704 является электрооборудование |
| Не относятся к особо опасным и технически сложным объектам газораспределительные системы, на которых используется, хранится, транспортируется... | | Использование какого топлива наиболее оптимально в Вашем регионе газ, жидкое (солярка), электричество, твердое (уголь, дрова, топливные... |
| Горные породы, способны вмещать нефть, газ, воду и отдавать их при разработке, называют | | Цель работы: Изучить устройство и взаимодействие деталей сцеплений механических и гидравлических приводов и их усилителей, изучить... |