Взрывы, разрушения и загубленные жизни — все это трагичные последствия неправильной эксплуатации газового оборудования. Их вероятность существенно снижается по мере того, насколько быстро будет выявлено и устранено место утечки. Но так ли просто обнаружить утечку?
Вы неоднократно слышали, что газ пахнет сам по себе и при утечке запах исходит именно от него, не так ли? Но это мнение ошибочное — в конечный состав для запаха добавляют компонент известный как одорант природного газа.
В представленной статье детально рассмотрены свойства и состав одорантов, основные способы их введения для обеспечения безопасности как на промышленных объектах, так и в быту. Скрупулезно рассмотрены нормы одоризации природного газа, а также последние изменения в законодательстве. Для легкого восприятия текст дополнен видеороликами и иллюстрациями.
Основные свойства одорантов
Газ широко используется в быту и способен спровоцировать сильное отравление, а высокая его концентрация создает взрывоопасную среду. Изначально бытовой газ (метан с другими примесями, в том числе пропаном, этаном, бутаном) не имеет запаха, и любая утечка из закрытой системы могла бы быть выявлена исключительно с помощью специальных датчиков.
Решают эту проблему путем добавления в газ компонента с ярко выраженным запахом — одоранта. А непосредственный процесс ввода в поток называется одоризацией. Смешивание проводят на газораспределительной станции или на централизованных пунктах.
В идеале одорирующие вещества должны обладать следующими качествами:
- Иметь ярко выраженный, специфический запах для четкого и быстрого распознавания.
- Обеспечивать стабильную дозировку. При смешивании с метаном и движении по газовой трубе одоранты должны проявлять химическую и физическую стойкость.
- Иметь достаточный уровень концентрации для снижения общего расхода.
- Во время эксплуатации не образовывать токсичные продукты.
- Добавки не должны проявлять корродирующее действие по отношению к емкостям, арматуре, что обеспечит длительный срок службы газового оборудования и трубопроводов.
Одоранта, отвечающего в полной мере всем указанным критериям, не существует. Поэтому для Газпрома были разработаны технические условия ТУ 51-31323949-94-2002 и Положение по эксплуатации ВРД 39-1.10-069-2002. Но это внутренние документы Газпрома, обязательные к исполнению лишь организациями, входящими в Группу Газпрома.
В документе ВРД 39-1.10-06-2002 приведены основные требования к изготовлению, хранению, транспортировке и использованию добавок.
Регламентировано правильное использование одорантов в Правилах эксплуатации магистральных газопроводов СТО Газпром 2-3.5-454-2010, где указано, что предел взрываемости легковоспламеняемой жидкости составляет 2,8-18%, а ПДК — 1 мг/м3.
Вдыхание паров может спровоцировать позывы к рвоте, потерю создания, в больших количествах вещество вызывает судороги, паралич и летальный исход. По степени воздействия на организм — это вредные вещества 2-го класса опасности. Определить их концентрацию в помещении можно с помощью газоанализатора типа RSH.
Нормы и состав одорирующих веществ
Природный газ должен обнаруживаться по запаху в воздухе, когда его концентрация составляет не более 20% от нижней границы взрываемости, что равно 1% объемной доли органического соединения. Что делать, если у вас в квартире пахнет газом, мы подробно описали в следующей статье.
Количество одоранта в газе, поставляемом к потребителю, зависит от химического состава смеси.
В Положении по технической эксплуатации ГРС магистральных газопроводов ВРД 39-1.10-069-2002 указано, что норма ввода этилмеркаптана равняется 16 г расчете на 1 000 м³ газа.
Этот одорант был одной из первых промышленных добавок, которая использовалась на территории бывшего СССР, но EtSH имеет несколько существенных недостатков:
- проявляет легкую окисляемость;
- вступает во взаимодействие с оксидами железа;
- обладает высокой токсичностью;
- растворяется в воде.
Образование диэтилсульфида, к которому склонен этилмеркаптан, снижает интенсивность запаха, в особенности при транспортировке на большие расстояния. С 1984 года практически по всей территории России используется смесь природных меркаптанов, в состав которой входит изопропилмеркаптан, этилмеркаптан, трет-бутилмеркаптан, бутилмеркаптан, тетрогидротиофен, н-пропилмеркаптан и н-бутилмеркаптан.
Одорант соответствует ТУ 51-31323949-94-2002 «Одорант природный ООО «Оренбурггазпром»». Норма для этой многокомпонентной добавки не отличается от рекомендованного количества этилмеркаптана.
Так называемые меркаптаны выпускают на основе сероводорода, серы и сульфидов. Но современное производство основано на применении бессернистых соединений, к примеру, в Германии изготавливают экологически чистый продукт под названием Gasodor™ S-Free™.
Этот одорант имеет резкий специфический запах, сохраняет стабильность даже при продолжительном хранении, не изменяет свои качества при изменении температурного режима.
Высоко ценится добавка и за то, что не растворяется в воде. При проведении испытаний, которые подтвердили пригодность вещества, на одном из отечественных объектов Газпрома, использовалась концентрация одоранта 10-12 мг/м³.
Кротоновый альдегид рассматривается как потенциальный одорант. Легковоспламеняющаяся жидкость с резким запахом, относится ко второму классу опасности по степени воздействия на организм.
Имеет несколько существенных преимуществ по сравнению с этантиолом:
- в составе отсутствует сера;
- отличается меньшим токсическим воздействием;
- обладает небольшой летучестью при нормальных условиях.
Максимальный уровень выбросов от кротонового альдегида не превышает предельно допустимую норму и составляет 0,02007 мг/м3. Детально возможность практического использования вещества в качестве одоранта пока что не изучена.
Определение качества одоризации
Жалобы на жестко регламентированные нормы по одоризации бытового газа поступают все чаще.
А взамен предлагается акцентировать внимание на нескольких факторах, влияющих на качество одоризации природного газа:
- Состояние газопровода и его протяженность. Интенсивность запаха может снизиться в результате химических реакций между стенками газопровода и одорантом, в таком случае понадобится увеличение норм ввода вещества в поток газа.
- Потребность в изменении нормы также может быть связана с удельным весом меркаптановой серы в составе. Зная ее процентное содержание, можно снизить количество одоранта. При плохом качестве топлива или скоплении конденсата в газопроводе, наоборот потребуется увеличение концентрации вещества.
- Влияют на интенсивность запаха также условия транспортировки и хранения. Использование неподходящих емкостей, в том числе из черной стали, резкие перепады температуры и воздействие атмосферных осадков, отрицательно сказываются на качестве одоранта.
Что касается фактора изменения компонентного состава, для проведения анализа понадобятся существенные затраты. Снизить неоправданный расход добавок можно с помощью автоматизированного процесса их ввода, это также позволит решить вопрос экологии и безопасности.
Эффективность одоризации также зависит от базы оборудования, степени автоматизации и способа смешивания, рассмотрим последний параметр детальнее.
Способы одоризации природного газа
Тип одоранта выбирают, исходя из нескольких требований:
- необходимого уровня точности;
- достаточной производительности;
- материальных возможностей.
Добавка используется как в жидком, так и в парообразном виде. Первый способ предусматривает капельное введение или применение дозирующего насоса. Для насыщения парами в часть газового потока вводят одорант путем ответвления или обдува смачиваемого фитиля.
Способ #1 — капельный ввода вещества
Этот способ ввода отличается сравнительно небольшими затратами и простой схемой использования. Принцип действия основан на подсчете количества капель в единицу времени, что позволяет получить требуемый расход.
Для транспортировки газа в больших объемах капли трансформируются в струю жидкости, в таких случаях используют шкалу уровнемера или специальную емкость с делениями.
Этот способ требует постоянной ручной регулировки и проверки расхода, в частности при изменении количества потребителей.
Процесс не поддается автоматизации, поэтому точность его невысокая – составляет всего 10-25%. В современных установках капельницу используют только в качестве резерва при неисправности основного оборудования.
Способ #2 — использование фитильного одоризатора
Использование фитильного одоризатора — еще один способ, который подходит для небольших объемов газа. Все операции проводятся вручную. Одорант используется для паров и жидкого состояния, его содержание определяют по количеству расхода в единицу времени.
Регулируют подачу с помощью изменения количества газа, который пропускают через фитиль.
Способ #3 — барботажный ввод запаха в газ
Установки, в которых используется барботаж, в отличие от двух предыдущих, могут быть автоматизированы.
Подача одоранта осуществляется с помощью диафрагмы и дозатора, его количество рассчитывается пропорционально расходу газа. Вещество поступает самотеком из расходной емкости. Отвечает за процесс заправки эжектор.
В числе последних разработок для усовершенствования процесса одоризации — использование дозирующих насосов. Они состоят из очищающего фильтра, электронного блока управления и устройства для управления — магнита или клапана.
Выводы и полезное видео по теме
Детально о транспортировке топлива, как и чем одорируют природный газ расскажет сотрудник музея магистрального транспорта газа:
Интересный сюжет о модернизации одоризационной установки:
Монтаж одоризационного устройства можно посмотреть в видео-ролике:
Появление характерного запаха при утечке газа в помещении — одно из ключевых условий безопасного использования газа в быту. Для своевременного выявления незапланированного выхода газа используют одоранты.
Интенсивность запаха газа должна быть достаточной для обнаружения и при этом не превышать допустимый порог взрываемости. Во время снижения температуры запах ослабевает, поэтому зимой количество вводимого одоранта должно быть в несколько раз ниже, чем летом.
Если у вас появились вопросы по рассматриваемой теме или хотите добавить полезную информацию по одоризации природного газа, оставляйте, пожалуйста, свои комментарии. Блок расположен под ниже текстом.