LPG
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/22/Liquefied_petroleum_gas_cylinders.jpg/220px-Liquefied_petroleum_gas_cylinders.jpg)
Skroplony gaz petrochemiczny (ang. liquefied petroleum gas, LPG), gazol – produkt rafinacji ropy naftowej, używany jako gaz, ale przechowywany i transportowany w pojemnikach pod ciśnieniem w postaci ciekłej. W obrocie najczęściej propan lub mieszanina propanu i butanu o różnym składzie, najczęściej z niewielką zawartością innych alkanów. Należy do najbardziej wszechstronnych źródeł energii. Stosowany jest głównie jako:
- paliwo do zasilania różnego rodzaju urządzeń grzewczych (np. promienników gazowych, nagrzewnic)
- źródło zasilania domowych kuchenek gazowych, grilli gazowych, kuchenek turystycznych, taboretów gastronomicznych
- paliwo silnikowe – autogaz
- paliwo stosowane w czasie wykonywania prac dekarskich, instalacyjnych, obróbki i cięcia metali
- paliwo w systemach kogeneracji i mikrokogeneracji
- paliwo w przemysłowych procesach produkcyjnych – np. w fabrykach ceramiki, cegielniach
- gaz nośny do kosmetyków w aerozolu.
LPG uzyskiwany jest jako produkt uboczny przy rafinacji ropy naftowej i ze złóż gazu ziemnego, zwykle na początku uruchamiania nowego odwiertu. Niezależnie od źródła pochodzenia, wymagania co do właściwości LPG są określane jednolicie. Aktualnie w polskim systemie normatywnym funkcjonują dwie normy charakteryzujące właściwości fizykochemiczne LPG w zależności od jego zastosowania, tj.:
- PN-C-96008 „Przetwory naftowe. Gazy węglowodorowe. Gazy skroplone C3-C4” – normę tę stosuje się do gazów skroplonych C3–C4 stosowanych jako podstawowy surowiec do dalszej przeróbki chemicznej, również jako gaz opałowy dla gospodarstw domowych, przemysłu i turystyki,
- PN-EN 589 „Paliwa do pojazdów samochodowych. LPG. Wymagania i metody badań” – w normie tej podano wymagania i metody badań paliwa silnikowego LPG (skroplonego gazu węglowodorowego) będącego w sprzedaży i dystrybucji, dotyczy to LPG używanego w samochodach z silnikami dostosowanymi do tego paliwa[1].
LPG w temperaturze pokojowej przy normalnym ciśnieniu ma postać gazu. Ulega on skropleniu w temperaturze pokojowej gdy ciśnienie wynosi od 2.2 do 4 atm. Do butli jest pompowany przy ciśnieniu rzędu 6 atm. Butle, w których się go przechowuje i transportuje, napełnia się zwykle do 80% lub 85% objętości, aby uniknąć rozerwania butli przez rozszerzającą się przy zmianie temperatury ciecz.
LPG został otrzymany po raz pierwszy w 1910 przez Waltera Snellinga. W handlu pojawił się po raz pierwszy w 1912 – sprzedawany był jako wygodne i bezpieczne paliwo do przenośnych kuchenek gazowych.
LPG jako paliwo napędowe
[edytuj | edytuj kod]LPG jako paliwo samochodowe
[edytuj | edytuj kod]Do zasilania silników samochodowych stosuje się mieszaninę propanu i butanu. W wielu krajach wzrasta popularność LPG jako paliwa silnikowego, zwłaszcza w Europie (głównie w Holandii, Belgii, Włoszech, Wielkiej Brytanii) oraz w Indiach i Korei Południowej. W Polsce liczba aut z LPG ciągle rośnie – pod koniec 2011 roku wyniosła ona 2,5 mln[2].
Liczba oktanowa LPG wynosi 90–120, choć do oceny właściwości przeciwstukowych tego paliwa stosuje się częściej liczbę metanową, która dla LPG stosowanego do napędu samochodów mieści się w granicach od 60 do 80.
LPG stosowany jest głównie jako źródło zasilania silników benzynowych, zarówno gaźnikowych, jak i z jedno i wielopunktowymi układami wtryskowymi. Korzystanie z LPG wymaga specjalnej instalacji. Samochody zaopatrzone w tę instalację muszą też częściowo korzystać z benzyny, gdyż ze względów technicznych rozruch i rozgrzanie silnika powinno odbywać się przy zasilaniu benzyną. Bardziej zaawansowane technicznie instalacje do LPG automatycznie przełączają się z benzyny na gaz w momencie uzyskania przez silnik odpowiedniej temperatury i prędkości obrotowej. W mniej zaawansowanych istnieje konieczność ręcznego przełączania zasilania z benzyny na LPG.
Instalację LPG można również zastosować w samochodach z silnikiem dwusuwowym oraz z silnikiem Diesla.
Instalacje gazowe dzieli się na tzw. generacje:
- I – instalacja mieszalnikowa (podciśnieniowa lub nadciśnieniowa) bez regulacji składu[3].
- Systemy I generacji przeznaczone są do adaptacji na zasilanie gazowe samochodów z silnikami gaźnikowymi i z wtryskiem paliwa - bez katalizatora i sondy lambda.
- II – instalacja mieszalnikowa (podciśnieniowa lub nadciśnieniowa) z elektroniczną regulacją składu mieszanki[4].
- Systemy II generacji przeznaczone są do adaptacji na zasilanie gazowe samochodów wyposażonych w silniki z wtryskiem paliwa z katalizatorem i sondą lambda, czasami również z układem EOBD co wymaga zastosowania specjalnego emulatora).
- III – instalacja wielopunktowa, o ciągłym zasilaniu gazem w fazie lotnej[5].
- Systemy III generacji przeznaczone są do adaptacji na zasilanie gazowe samochodów wyposażonych w silniki z wtryskiem paliwa, z katalizatorem i sondą lambda, wyposażonych w rozbudowane układy dolotowe, często wykonane w całości z tworzywa sztucznego. Adaptacja silników z układem EOBD wymaga stosowania dodatkowego emulatora.
- IV – instalacja wielopunktowa zasilania gazem w fazie lotnej, poprzez elektronicznie sterowane zawory (pot. wtryskiwacze)[6].
- Systemy IV generacji przeznaczone są do adaptacji na zasilanie gazowe samochodów wyposażonych w silniki z wtryskiem paliwa, z katalizatorem i sondą lambda, wyposażonych w układy EOBD.
- Rozwinięciem tego typu systemów zasilania gazowego są instalacje sekwencyjnego wtrysku LPG w stanie gazowym z dotryskiem benzyny, które są przeznaczone do silników z bezpośrednim wtryskiem benzyny. Dotryskiem benzyny czyli uruchamianiem wtryskiwaczy benzynowych steruje sterownik instalacji LPG. Służy on ochronie wtryskiwaczy benzynowych, których nie można po prostu wyłączyć ponieważ z uwagi na umiejscowienie w komorach spalania uległyby szybko uszkodzeniu. Dotrysk benzyny zapewnia ich odpowiednie chłodzenie i usuwanie z ich końcówek produktów spalania. W odróżnieniu od wyżej opisanych instalacji, tego typu systemy nie są uniwersalne i za każdym razem są opracowywane pod kątem zastosowania w konkretnej jednostce napędowej (tzw, instalacje dedykowane).
- V – instalacja wtrysku sekwencyjnego gazu w fazie ciekłej[7].
- Systemy V generacji przeznaczone są do adaptacji na zasilanie gazowe samochodów wyposażonych w silniki z wtryskiem paliwa, z katalizatorem i sondą lambda, wyposażonych w układy EOBD. Gaz w instalacjach tej generacji jest wtryskiwany w stanie ciekłym i odparowuje dopiero w kanałach dolotowych[8]. Montaż wtryskiwaczy następuje poprzez nawiercenie kolektora. Instalacje LPG V generacji: VIALLE LiquidSI, DGI LM, BRC LDI.
- VI – instalacja bezpośredniego wtrysku LPG w fazie ciekłej.
- Są to najnowocześniejsze gazowe układy zasilania przeznaczone do silników z bezpośrednim wtryskiem benzyny, które wykorzystują część wysokociśnieniową układu wtryskowego benzyny do wtryskiwania LPG w fazie ciekłej. Ciekłe LPG jest wtryskiwane wprost do komór spalania przez wtryskiwacze benzynowe. Instalacje VI generacji są systemami dedykowanymi do zastosowania w konkretnej jednostce napędowej. Instalacje LPG VI generacji: STAG-500 DIS, VIALLE LPdi, DGI LCC, Prins Direct LiquiMax[9].
Smarowanie zaworów i gniazd zaworowych w silnikach zasilanych LPG
[edytuj | edytuj kod]Niektóre silniki, w których stosowane jest zasilanie gazowe z wykorzystaniem systemów IV generacji wykazują podwyższone zużycie zaworów i gniazd zaworowych. Powodem tego zjawiska jest mniejsza szybkość spalania mieszanki gazowo-powietrznej w stosunku do benzynowo-powietrznej. Proces spalania trwa dłużej i komora spalania, zawory i gniazda zaworowe są dłużej wystawione na działanie wysokiej temperatury, co w niektórych silnikach powoduje podwyższone zużycie zaworów i gniazd zaworowych. Dotyczy to w szczególności silników samochodów z regulowanymi ręcznie luzami zaworowymi[10]. Zawory takich silników wymagają dodatkowej ochrony w postaci lubryfikacji, czyli podawania do układu dolotowego specjalnego środka, który wytwarza na przylgniach zaworów i ich gniazd twardą powłokę zapobiegającą nadmiernemu zużyciu. Czasami zamiast lubryfikacji stosuje się dotrysk benzyny lub wariator kąta wyprzedzenia zapłonu[11]:
Zalety instalacji gazowej w samochodzie
[edytuj | edytuj kod]- głównym powodem stosowania LPG jako paliwa silnikowego jest jego cena wynosząca w Polsce ok. 45% ceny benzyny bezołowiowej
- instalacja LPG jest niskociśnieniowa, a więc zbiornik jest lekki
- sam silnik iskrowy, czterosuwowy nie wymaga specjalnych zabiegów aby przystosować się do pracy na LPG
- Wykorzystanie LPG jako paliwa do zasilania silników spalinowych ma pozytywny wpływ na ograniczenie emisji zanieczyszczeń niekontrolowanych np. benzenu i ciężkich węglowodorów aromatycznych[12].
Wady instalacji gazowej w samochodzie
[edytuj | edytuj kod]- zalecane jest (szczególnie zimą) uruchomienie silnika na benzynie z uwagi na konieczność ogrzewania parownika płynem chłodniczym
- butla z gazem ogranicza funkcjonalność samochodu
- większe są koszty przeglądów i serwisowania
- w przypadku niektórych konstrukcji układu paliwowego i wtryskowego, zbyt rzadkie korzystanie z układu zasilania benzyną albo jego poziom poniżej rezerwy może spowodować zepsucie się pompy paliwa
- w instalacjach gazowych starszych (podciśnieniowych – I i II generacji) istniało ryzyko fali wstecznej (eksplozji gazu) w kanale ssącym, stąd konieczny metalowy kolektor dolotowy i układ zapobiegający uszkodzeniu obudowy filtru powietrza („kominek”)
- źle skonfigurowana instalacja gazowa może powodować uszkodzenia rury wydechowej albo katalizatora
- zakaz parkowania w niektórych garażach podziemnych
- pogorszenie właściwości emisyjnych silników o zapłonie iskrowym w zakresie emisji zanieczyszczeń kontrolowanych np. węglowodorów i tlenków azotu[12].
źródło:[13]
LPG jako paliwo do wózków widłowych
[edytuj | edytuj kod]Gaz płynny w butlach znajduje również zastosowanie jako paliwo do zasilania gazowych wózków widłowych. Butle przeznaczone do tego celu mają specjalny zawór umożliwiający pobór fazy ciekłej gazu z butli. Budowa zaworu powoduje, że popularnie takie butle nazywane są butlami syfonowymi.
Wózki widłowe zasilane gazem płynnym cechują się:
- dużą mobilnością i elastycznością pracy – butle z gazem można dostarczyć w dowolne miejsce a ich wymiana jest szybka (2 min)
- cichą pracą – w stosunku do innych silników spalinowych emisja hałasu niższa o 2 do 3
dB - wszechstronnością eksploatacji - wózki widłowe zasilane LPG lepiej sprawują się na zewnątrz hal i mogą być eksploatowane wewnątrz budynków
- bardzo niską toksycznością emitowanych spalin – możliwość pracy w zamkniętych pomieszczeniach magazynowych
- droższą eksploatacją w porównaniu do wózków akumulatorowych (butle z gazem są droższe w zakupie niż ładowanie baterii)
- droższym serwisowaniem w porównaniu do wózków akumulatorowych (konieczność przeglądów silnika i generatora energii (prądu lub napędu hydrostat)
- mniejszym rygorem eksploatacji (brak konieczności doładowywania akumulatora podczas nieużywania wózka np. przy wykorzystywaniu sezonowym)
- długotrwałą żywotnością silnika i zmniejszoną częstotliwością wymian oleju.
Norma autogazowa w Polsce
[edytuj | edytuj kod]Od 1 stycznia 2007 gaz do zasilania pojazdów samochodowych (w tym wózków widłowych) powinien spełniać wymogi normy PN-EN 589, zwanej normą autogazową. Aby propan-butan mógł być stosowany jako autogaz, powinien charakteryzować się:
- liczbą oktanową nie niższą niż 89
- zawartością siarki nie większą niż 50 mg/kg
- prężnością par – max 1.55 MPa przy 40 °C.
Polskie akty prawne dotyczące LPG
[edytuj | edytuj kod]Rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 28 maja 2021 r. w sprawie wymagań jakościowych dla gazu skroplonego (LPG)[14] określa m.in. temperaturę, w której względna prężność par w gazie LPG jest nie mniejsza niż 150 kPa:
- dla okresu zimowego (1.12–31.03) wynosi max. – 5 °C
- dla okresu letniego (1.04–30.11) wynosi max. + 10 °C.
LPG w gospodarstwie domowym
[edytuj | edytuj kod]LPG stanowi alternatywę dla energii elektrycznej i oleju opałowego i najczęściej jest stosowany głównie na terenach niezurbanizowanych, gdzie nie ma dostępu do instalacji gazu ziemnego. W skali globalnej głównym konsumentem LPG są wciąż gospodarstwa domowe, wykorzystujące gaz przede wszystkim do gotowania (kuchenki gazowe) i ogrzewania (instalacje zbiornikowe na gaz płynny, przenośne ogrzewacze na butle gazowe). Szacuje się, że obecnie ok. 40% gospodarstw domowych korzysta w Polsce z kuchenek zasilanych gazem płynnym z butli. W dużej części kraju w wyniku rozwoju sieci gazu ziemnego, kuchnie na butle gazowe zastąpione zostały kuchenkami na gaz z sieci. Wielu użytkowników wybiera również kuchnie elektryczne. Najpopularniejsze na polskim rynku są butle gazowe o pojemności 11 kg gazu propan-butan, choć zyskują na popularności również butle o pojemności 10 kg gazu propan – wykorzystywane zwłaszcza do piecyków gazowych i promienników ze względu na właściwości propanu (propan-butan przestaje wrzeć i pozostaje cieczą w temperaturze -20 °C przy proporcjach 65:35, a czystego propanu można używać w postaci gazowej do -40 °C).
LPG jako paliwo do kuchenek domowych jest bardzo popularny w wielu krajach III świata, jako rozwiązanie znacznie tańsze od stosowania kuchenek na prąd. Np. w Indiach, w roku 2001 ok. 17,5% (33,6 miliona) gospodarstwo domowych było zaopatrzonych w kuchenki na LPG. W Indiach LPG jest na tyle ważny, że rząd tego kraju dotuje jego produkcję, zaś próby podnoszenia jego ceny są tematem „gorącym” politycznie[15].
W celu ogrzewania gospodarstw domowych za pomocą LPG można stosować zróżnicowane rozwiązania technologiczne takie jak piece i kotły gazowe (standardowe lub kondensacyjne), gazowe pompy ciepła i podgrzewacze gazowe. LPG może być również używany jako źródło energii dla skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej, które powstają w procesie mikrokogeneracji. Technologia ta pozwala na wykorzystanie LPG nie tylko jako paliwa do ogrzewania i gotowania, ale umożliwia również jednoczesne wytwarzanie energii elektrycznej. LPG można również łączyć z innymi odnawialnymi źródłami energii (takimi jak np. kolektory słoneczne), co zapewnia większą niezawodność pracy przy jednoczesnym ograniczeniu emisji dwutlenku węgla do atmosfery.
LPG w turystyce
[edytuj | edytuj kod]![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/12/Camping_gaz.jpg/220px-Camping_gaz.jpg)
Gaz płynny wykorzystywany jest również szeroko w turystyce, głównie jako źródło energii dla kuchenek turystycznych oraz turystycznych lamp gazowych. W Polsce powszechnie stosowany był do tego celu gaz w stalowych butlach wielokrotnego użytku. Do małych, lekkich kuchenek (palników) turystycznych stosowany jest standard wykorzystujący lżejsze i mniejsze naboje (kartusze) jednorazowe przebijane lub nakręcane z aluminium.
LPG w przemyśle
[edytuj | edytuj kod]Rzadziej wykorzystywany jest płynny gaz w butlach do zastosowań technicznych, tam gdzie trudno dostarczyć energię w innej formie. Przy pokrywaniu dachów papą termozgrzewalną, lutowaniu rynien, instalacji centralnego ogrzewania i wodociągowych oraz innych podobnych, wykorzystywane są palniki zasilane płynnym gazem. Używa się go także do podgrzewania i suszenia pomieszczeń, podczas robót drogowych (topienie asfaltu), w hodowli i rolnictwie (suszenie siana lub zboża, ogrzewanie kurników i chlewni), a także w licznych dziedzinach przemysłu. Dzięki zastosowaniu gazu płynnego w procesach produkcyjnych można stosować urządzenia wytwarzające wysokie temperatury (cegielnie i fabryki ceramiki) bez ubocznej emisji substancji szkodliwych[16].
Wpływ LPG na środowisko
[edytuj | edytuj kod]Spalanie LPG wytwarza mniej zanieczyszczeń niż olej napędowy, olej opałowy, drewno i węgiel, niższa jest emisja zanieczyszczeń niekontrolowanych (benzenu i ciężkich węglowodorów aromatycznych)[12]. Gaz skroplony w czasie spalania emituje o 20% mniej dwutlenku węgla niż w przypadku spalania oleju opałowego i 50% mniej niż w przypadku spalania węgla. W procesie spalania LPG nie powstają pyły ani fluoryty, dzięki czemu gaz nie jest toksyczny i nie zanieczyszcza gleby i wód podziemnych w wypadku wycieku. LPG jest źródłem o wiele bardziej efektywnym energetycznie od paliw tradycyjnych, dzięki czemu możliwe jest zmniejszenie strat energii i lepsze wykorzystanie surowca zarówno przy zastosowaniu paliwa w gotowaniu i ogrzewaniu. Według Instytutu Transportu Samochodowego zasilanie silnika o zapłonie iskrowym gazem LPG nie przynosi korzyści ekologicznych, ze względu na znaczący wzrost emisji zanieczyszczeń kontrolowanych np. węglowodorów i tlenków azotu[12].
Bezpieczeństwo użytkowania LPG
[edytuj | edytuj kod]Propan i butan są gazami palnymi, dlatego najistotniejszymi zagrożeniami stwarzanym przez ich używanie może być wybuch lub pożar. Zagrożenia te mogą występować głównie na skutek uwolnienia LPG i jednoczesnego wystąpienia bodźca energetycznego (np. iskry, nagrzane powierzchnie, ogień), który powoduje zapłon. Najczęstszą przyczyną takich wypadków jest lekceważenie przez użytkowników zasad bezpiecznej eksploatacji i przepisów BHP[17]. Najprostszymi sposobami uniknięcia takich sytuacji jest profilaktyka: oddzielenie pojemników LPG od potencjalnych źródeł ognia oraz kupowanie butli gazowych od profesjonalnych dostawców (dostawca kontroluje butle i zapewnia ich ewentualną wymianę na nowe)[18].
Zobacz też
[edytuj | edytuj kod]Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ Najważniejsze przepisy prawne obowiązujące w branży gazu płynnego. [dostęp 2019-07-09].
- ↑ Rząd wyczuł żyłę złota w kieszeni kierowców. Już się jej przygląda... [dostęp 2012-01-12].
- ↑ I Generacja - Instalacje podciśnieniowe z ręczną regulacją. gazeo.pl, 2010. [dostęp 2017-03-02].
- ↑ II Generacja - Instalacje podciśnieniowe z elektroniczną regulacją. gazeo.pl, 2010. [dostęp 2017-03-02].
- ↑ III Generacja - Wtrysk ciągły gazu w fazie lotnej. gazeo.pl, 2010. [dostęp 2017-03-02].
- ↑ IV Generacja - Sekwencyjny wtrysk gazu. gazeo.pl, 2010. [dostęp 2017-03-02].
- ↑ V Generacja - Sekwencyjny wtrysk gazu w fazie ciekłej. gazeo.pl, 2010. [dostęp 2017-03-02].
- ↑ Gaz ziemny w samochodzie – co to jest LPG? Rodzaje paliw gazowych | Auto-Mar Gaz Serwis [online], instalacje-lpg.pl [dostęp 2023-01-16] .
- ↑ Instalacje LPG w silnikach o bezpośrednim wtrysku paliwa | BABB-Auto [online] [dostęp 2020-02-16] [zarchiwizowane z adresu 2020-02-16] (pol.).
- ↑ Piotr Złoty , Luz zaworowy - co to jest i czemu służy? | gazeo.pl [online], gazeo.pl, 2017 [dostęp 2017-03-03] .
- ↑ Piotr Złoty , Wariator zamiast lubryfikacji | gazeo.pl [online], gazeo.pl, 2017 [dostęp 2017-03-03] .
- ↑ a b c d Stanisław Radzimirski: Czy LPG jest ekologiczne?. motoryzacja.interia.pl, 2006-05-26. [dostęp 2013-08-14].
- ↑ Jacek Ambrozik: 18 usterek samochodów z LPG. [dostęp 2017-03-16]. [zarchiwizowane z tego adresu (2017-03-16)].
- ↑ Dz.U. z 2024 r. poz. 744
- ↑ The Dangerous Substances and Explosive Atmospheres Regulations. desktoplawyer.co.uk. [zarchiwizowane z tego adresu (2009-06-30)].. Retrieved on 27 June 2007.
- ↑ Zastosowanie gazu płynnego. [dostęp 2012-01-12]. [zarchiwizowane z tego adresu (2011-12-31)].
- ↑ Polska Organizacja Gazu Płynnego, Raport roczny 2010, Warszawa 2011, s. 41.
- ↑ Gaz płynny w butli. [dostęp 2012-01-12]. [zarchiwizowane z tego adresu (2011-09-26)].
Linki zewnętrzne
[edytuj | edytuj kod]- gazeo.pl - powołany w 2007 roku, największy w Polsce, motoryzacyjny, wertykalny portal internetowy poświęcony propagowaniu tańszych i ekologicznych, gazowych paliw samochodowych.
- Strona projektu LPG Exceptional Energy
- Strona Polskiej Organizacji Gazu Płynnego
- LPG w serwisie e-petrol.pl
- Archiwalna wersja portalu o gazie płynnym LPG i LNG w Polsce gaz-plynny.pl. gaz-plynny.pl. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-06-06)].