가스개론
Ⅰ가스개요
1. 가스의 분류방법
가. 저장,취급상태
-압축가스: 수산질메아르곤, 끓는 점 낮음, 12Mpa
-액화가스: 염암이프, 끓는 점 높음
-용해가스: 아세틸렌, 압축시 폭발
나. 연소성
-가연성: 공기와 혼합하면 연소하는 가스
※ 폭발한계(연소범위) 하한이 10% 이하인 것
상한과 하한의 차가 20% 이상인 것
-조연성: 폭발을 도움을 주는 가스(산소,염소)
-불연성: 연소 무관(아르곤이질헬륨)
다. 독성유무
허용농도가 5,000ppm 이하인 가스
(염소,아황산,일산화탄소)
※ 암모니아, 에화메탄, 모노실란은 독성가스에서 제외되나 제조 운영상 지정관리
※ 허용농도: 대기 중 1시간 노출 14일 이내 1/2 이상이 죽게 되는 가스의 농도(백만분의 일)
2. 고압가스의 기초단위
가. 압력
1) 단위:
1기압, 760mmHg, 10.332mH2O, 1.033kg/cm2, 101.3kPa
2) 종류
(가) 대기압
- 단위 atm 사용
- 토리첼리의 실험(수주 및 수은주 측정)
(나) 게이지압력: 대부분 사용
(다) 절대압력: 진공 0.1013MPa
나. 온도
- 섭씨온도: 물의 끓는 점, 어는 점 100등분
- 화씨온도: 180등분하여 끓는 점 212℉, 어는 점 32℉
※ 변환공식: ℉= 9/5℃+32
다. 비중
1) 가스비중: 표준상태의 공기와 비교
2) 액비중: 4℃의 물과 비교
라. 증기압: 액체,기체가 평형일 때 기체의 압력
마. 액의 부피팽창: 온도가 올라갈수록 팽창
바. 폭발범위
- 천연가스나 LP가스는 폭발 X
- 하한이 낮을수록 폭발이 쉽게 일어남
Ⅱ주요 고압가스의 특성
1. LNG(액화천연가스)
가. 성질
- 비점: -162℃ 이하는 초저온용기 저장
- 무색, 무취
- 상온 가스비중 0.55, 액화시 1/600
나. 용도
- 메탄이 주성분, 도시가스연료, 일반 공업용
- 기화시 온도 내려가는 냉열 이용
다. 하한 농도 높으나 폭발 주의
라. 독성은 없으나 질식성 주의
2. LPG(액화석유가스)
가. 성질
- 무색, 무취, 액화시 1/250
- 기화 및 액화가 쉽다
- 공기보다 무겁고 물보다 가벼움
- 연소시 다량의 공기 필요
- 발열량 및 청정성 우수
- 고무 녹이는 용해성 있음
나. 용도
- 프로탄, 부탄이 주성분
- 가정공업용 연료, 자동차연료는 부탄
- 라이터 연료
다. 하한계 낮아 폭발 인화 주의
라. 독성은 없으나 질식성 주의
3. 일반가스
가. 산소
- 공기 중 21%, 수소폭명기
- 호흡용, 철강업, 절단용, 로켓추진 산화제
나. 염소
- 자극적인 냄새, 황록색 무거운 기체
- 쉽게 액화, 기체일 때 공기보다 무거움
- 독성가스 / 수돗물 살균, 표백, 정화제
다. 암모니아
- 냄새 강한 무색 기체, 독성가스
- 물에 잘 용해됨, 질소비료, 냉매
- 페놀프탈레인 반응(무색-적색)
- 적색리트리머 반응(파란색)
라. 수소
- 무색무취무미, 독성x
- 가장 밀도작고 가벼움
- 산소+수소 연소 이천도 고온
- 공업용, 폭발, 질식제
마. 아세틸렌
- 금속과 반응하면 위험
※산소결핍사고
산소농도 18% 이상 유지
Ⅲ. 응급조치 요령
1. 비상사태 시 조치사항
가. NG(천연가스)
- 공기보다 가벼움
나. LPG(액화석유가스)
- 공기보다 무거움 빠르게 조치
다. 염소
- 중화제: 가성소다,탄산소다,소석회
- 바람을 등지고 접근
- 물을 사용하지 않을 것
라. 암모니아
- 다량의 물로 흡수 중화
마. 아세틸렌
- 가장 위험한 폭발
2. 응급조치: 염소에 오염 시 연고 사용 x
가스설비
Ⅰ. 가스설비의 종류 및 특성
1. 용기의 종류
가. 이음매 없는 용기
- 압축가스(수산질메아르곤)
- 상온에서 높은 증기압 액화(이산화탄스)
나. 용접용기
- 상온에서 낮은 증기압 액화(LP,암모니아)
- 아세틸렌 가스 충전
다. 초저온 용기
- -50도 이하인 액화가스 충전
라. 납붙임/접합용기
2. 조정기
가. 기능: LPG 연소 최적 압력으로 감압
- 입구압력 범위 : P, MPa
- 조정기 용량: Q, kg/h
- 출구 표준압력: R, MPa
나. 조정기 종류
1) 1단 감압식 저압조정기
- 가장 많이 사용, 일반소비용, LPG 공급
- 용기와 가스계량기 사이에 설치
2) 자동절체식 일체형 저압조정기
- LPG 체적판매 공급시설에 설치
3. 가스계량기
- 잔가스량 예측 가능
가. 종류 및 특성
1) 기능별:
- 실측식: 건식(막식,회전식)/습식(드럼)
- 추측식: 터빈형
2) 건식가스미터
- 입구와 출구 차압 이용
- 저렴, 유지관리 편리, 일반가정용, 설치면적이 크다
나. 계량기 능력은 가스소비량보다 1.2배
4. 배관재료
가. 강관
1) 호칭: 내경수치 A, B
2) 배관용 탄소강관(SPP)
- 1MPa 이하, 연료용 x, 고압시설 저압배관o
3) 압력배관용 탄소강관(SPPS)
- 350도 이하, 1~10MPa
4) 연료가스 배관용 탄소강관(SPPG)
- 도시가스 공급배관
나. 동관
- 열전도성, 내식성, 전연성, 가공성, 저온 사용
- 충격 및 타격에 약함
다. 가스용 폴레에틸렌관
- 최고 0.4MPa 이하의 배관, 열 주의
라. 가스용 금속플렉시블호스
- 고정형 연소기와 배관용밸브 연결
- 최대길이 50,000mm 이내 제한
마. 배관용 스테인리스 강관
5. 밸브박스
가. 볼 밸브
- 한 방향으로 구멍이 뚫린 볼이 있어 손잡이를 90도 회전하면 볼이 같이 회전하면서 흐름 제어
- 신속 개폐, 압력손실 적음, 저압배관
나. 글로브 밸브
- S자 흐름
- 기밀성 우수, 압력손실 크다, 중고압배관
6. 정압기
- 2차압력을 일정한 압력으로 유지
- 공급압력을 소요압력으로 감압하기 위한 설비
7. 기화장치
가. 장단점
- 연속공급 가능, 균일한 발열량, 설치면적 감소
- 초기시설비, 유지관리 비용
나. 종류
1) 전열 온수식: 물의 온도를 자동 조정하여 편리
2) 대기식
- 초저온의 액화가스를 기화시키기 위해 사용
다. 전열온수식 부속품
- 온도제어장치, 안전밸브, 액유출 방지장치
8. 소형저장탱크
- 액화석유가스 저장, 고정설치, 3톤 미만
- 원통형 저장탱크, 85% 미만 충전
가. 부속설비
- 과충전방지장치
- 카플링(가스 자동 차단)
나. 충전시 유의사항
- 보통 벌크로리, 압축기 있으면 탱크로리
9. 연소기
가. 연소방식 분류
- 가스/공기 혼합 위치와 공기양에따라 다름
- 예혼합연소, 확산연소
나. 급/배기 방식 분류
- 개방형: 실내/가스렌지/환기구팬
- 반밀폐형: 자연배기CF/강제배기FE/급기구/환기구
- 밀폐형: 실외/강제급배기FF/급기통/배기통
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10. 흡수식 냉온수기
- 청정에너지, 유지비 작고 설치면적 작음
- 2중 가스 흡수식 냉온수 유니트 많이 사용
가. 원리
- LiBr수용액의 흡습성
나. 구성요소
- 증발기: 냉수 제조
- 흡수기: 냉매 흡수하여 압력 유지
- 재생기: 가스 연소하여 농축 용역 생성
- 응축기: 수증기를 냉각수 이용하여 응축
- 열교환기, 냉매펌프
- 가스설비, 자동제어반
- 냉매: 물, 흡수제: LiBr
다. 주의사항
- 공기 유입시 부식 유발
- 수질검사 필요(지하수보다 수돗물)
- 증기 높을 경우 LiBr 재결정 주의
Ⅱ. 사용설비의 유지관리
- 고무관은 LP가스용 사용
- 호스를 T자형으로 사용하지 말 것
- 방식: 금속의 부식을 방지하는 것
- 전기방식: 희생양극법/외부전원법/배류법
가. 희생양극법: 유전양극법, 오래되고 많이사용
나. 전위차 이용하여 저전위금속이 부식되며 자연소멸(희생) 배관은 부식 방지
다. 테스트박스(T/B)에서 기준치 이하인지 측정
라. 전위 –850mV 이하, 전위변화 –300mV 이하
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