Jak to działa? Cz. 5: gaz kuchenny

W kuchenkach gazowych wykorzystujemy gaz ziemny. Jego podstawowym składnikiem jest metan, stanowiący ponad 90 proc. mieszanki. Na pozostałą część składają się etan, propan, butan, azot, dwutlenek węgla i inne składniki występujące w różnych ilościach.

Gaz ziemny wydobywa się w kopalniach gazu, z podziemnych złóż, stosując dwa rodzaje odwiertów. Odwiert pionowy jest wykonywany się, jeżeli złoże jest konwencjonalne, to znaczy występuje w warunkach umożliwiających proste, bezpieczne wydobycie. Gaz swobodnie płynie wówczas na powierzchnię, zachowując bezpieczne ciśnienie.

Może się jednak zdarzyć, że złoże znajduje się w skale o niskiej przepuszczalności, której przewiercenie doprowadziłoby do zbyt szybkiego ulatniania. Wtedy oprócz odwiertu pionowego robi się także kilka poziomych, biegnących obok złoża, dzięki czemu ciśnienie maleje. Takie prace prowadzi się na głębokości nawet kilku kilometrów.

Niekiedy przy jednym złożu wykonuje się kilkanaście odwiertów jednocześnie, aby zwiększyć prędkość wydobycia. Początkowo większą część pracy wykonuje natura – gaz podróżuje samodzielnie, wypychany własnym ciśnieniem. Z czasem, w miarę opróżniania złoża, ciśnienie, a więc i intensywność wydobycia, maleje. Jest na to rada: jednym z otworów można z powrotem wtłaczać azot lub inny gaz odpadowy – produkt uboczny wydobycia czy obróbki paliw. W efekcie ciśnienie rośnie.

W rafinerii gaz jest oczyszczany i wzbogacany. To znaczy, że usuwa się z niego wodę i kondensat, czyli ciecz powstałą w wyniku skraplania. Powstaje tzw. gaz surowy, z którego należy jeszcze usunąć gazy kwaśne, rtęć, azot czy hel. Surowce nie marnują się, lecz zostają odzyskane. Odpowiednio przygotowany gaz, z właściwym stężeniem metanu, trafia do gazociągu.

Budowę gazociągu zaczyna się od zaprojektowania trasy. Następnie pod ziemią kładzie się i spawa ze sobą ciąg stalowych rur, wytrzymujących wysokie ciśnienia. Aby zmniejszyć ilość energii potrzebną do przesyłu gazu, rury są od środka wygładzane poprzez pokrycie powłoką epoksydową.

Gaz musi trafiać do sieci pod ciśnieniem. Buduje się więc tłocznie, w których znajdują się oczyszczające gaz filtroseparatory oraz sprężarki. Sprężarki tłokowe zasysają gaz i poprzez pracę tłoka zmniejszają jego objętość i zwiększają ciśnienie. Wykorzystywane są też sprężarki przepływowe, wyposażone w napędzające strumień wirniki. Gaz trafia do kolektorów, które rozprowadzają go w pożądanych kierunkach.

Stamtąd surowiec albo trafia do magazynów, gdzie przechowuje się go na wypadek większego zapotrzebowania czy przerwania stałych dostaw, albo jest kierowany do sieci gazowniczej. Zanim trafi do domów, przechodzi przez stacje gazowe. Są to budynki z maszynerią, która po raz ostatni oczyszcza gaz i kontroluje, jakie jego ilości płyną do odbiorców. Ciśnienie jest tu obniżane do poziomu bezpiecznego do użytkowania.

Jak to się dzieje, że po przystawieniu zapałki pojawia się malutki płomień? Czy nie powinien zapalić się cały gaz w gazociągach? Dlaczego ogień nie wędruje w głąb rur i nie sprawia, że wszystko eksploduje jak w nowej części Transformers?

Bezpieczeństwo zapewnia fakt, że gaz nieustannie ulatnia się pod ciśnieniem z wnętrza przewodu na zewnątrz. To znaczy, że do rur nie dostaje się tlen, będący niezbędnym elementem reakcji spalania. Ogień po prostu nie może powędrować do wnętrza gazociągu.

Jeżeli już gaz wybucha, winna jest zwykle nieuwaga użytkownika, który odkręcił kurek kuchenki gazowej i sprawił, że gaz skumulował się w kuchni w niebezpiecznych ilościach. Zawinić mogła także instalacja. Jeśli przewód doprowadzający gaz straci na jakimś odcinku szczelność, gaz ulatnia się i kumuluje w powietrzu, osiągając niebezpieczne, wybuchowe stężenie.

Nic nam nie grozi, jeżeli zapomnimy o włączonym palniku – ale tylko pod warunkiem, że płomień nie zostanie wygaszony. Ilości gazu wydostające się z wylotów są tak małe, że spala się on w całości i nie gromadzi w powietrzu.

Generalnie nie trzeba bać się wybuchu gazu, nawet jeśli dopiero po paru minutach zorientujemy się, że zostawiliśmy odkręcony kurek. Aby zaistniało ryzyko wybuchu, stężenie gazu w powietrzu musiałoby wynosić 5-15 proc. Żeby osiągnąć podobne wartości, musiałby ulatniać się dość długo, na przykład kilkadziesiąt minut – chyba że mamy do czynienia z bardzo intensywnym wyciekiem.

Warto wiedzieć, że zbyt wysokie stężenie gazu – wyższe niż 15 proc. – także nie spowoduje wybuchu. W pomieszczeniu będzie wówczas zbyt mało tlenu. Nie ma się jednak z czego cieszyć, bo przesycone gazem powietrze nie nadaje się do oddychania. Nawet jeśli w pierwszej chwili tego nie wyczujemy.

Gaz ziemny jest bezwonny. Jego charakterystyczny zapach nie jest naturalny, lecz stanowi stworzony przez człowieka mechanizm bezpieczeństwa. Dostawcy specjalnie nawaniają gaz, abyśmy mogli go wyczuć.

Jeżeli zorientujemy się, że powietrze jest wypełnione gazem, na wszelki wypadek nie zapalajmy światła. Stężenia nie wykryjemy nosem, a jeśli sięgnie 5 proc., wybuch może spowodować najmniejsza iskra. Należy zatem zakręcić kurki, otworzyć okna i drzwi w celu wywołania przeciągu, a następnie samemu ulotnić się z budynku, przy okazji ostrzegając sąsiadów.

Telefon do pogotowia gazowego to 992. Warto go zapamiętać, tak na wszelki wypadek.