Podręcznik użytkownika LPG.doc

GAZ - cechy charakterystyczne ogólne

GPL - oznacza gaz naftowy, skroplony. Jest on produktem rafinacji ropy naftowej. Jest produktem naturalnym, pochodzącym podobnie jak metan z pokładów naftowych.GPL - jest węglowodorem złożonym zasadniczo z mieszanki propanu i butanu a otrzymuje się go w procesie rafinacji ropy naftowej lub też bezpośrednio przez wydobycie po prostym procesie odłączenia go od gazu naturalnego lub ropy naftowej, z którymi jest połączony w pokładach naftowych.

Butan handlowy jest złożony gównie z butanu, którego symbolem jest C4H10. Propan handlowy złożony jest głównie z propanu o wzorze C3H8.Jedną z głównych cech, którymi różnią się między sobą butan i propan i która determinuje ich zastosowanie jest "napięcie parowe", które odpowiada ciśnieniu w fazie gazowej w równowadze z fazą płynną. Napięcie parowe butanu i propanu zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury. interpretując wykres na rys możemy zauważyć, że przy normalnej temperaturze, ciśnienie GPL waha się od min. 2 bar do max. 8 bar. GPL w stanie gazowym ma masę objętościową większą od powietrza, dlatego też ewentualna jego ucieczka odbywa się do strefy niższej, w której znajduje się GPL. GPL płynny ma masę objętościową niższą od masy wody, dlatego też ewentualne jej ślady w zbiorniku zbierają się na jego dnie. Gubienie GPL w stanie płynnym jest bardziej niebezpieczne niż gubienie go w stanie gazowym, ponieważ przy równych częściach gubienia płyn ma większą nośność masy.

Jedna objętość płynna rozwija w rzeczywistości około 270 objętości pary gazowej. Inną cechą charakterystyczną GPL płynnego jest zmienność objętości w zależności od zmian temperatury GPL rozpuszcza substancje takie jak tłuszcze, oleje, lakiery, powoduje spuchnięcia gumy naturalnej, natomiast nie koroduje metali i stopów powszechnie używanych. To wyjaśnia używanie gumy syntetycznej do produkcji rur oraz stali do produkcji zbiorników. Butan i propan są łatwopalne, jak zresztą wszystkie paliwa. Ważne jest więc unikanie mieszania tych produktów w pobliżu swobodnego ognia i przedmiotów o wysokiej temperaturze. Obecność GPL w powietrzu może powodować powstanie mieszanki łatwopalnej, a obecność tą nie zawsze można precyzyjnie ustalić. W stanie płynnym obecność GPL przedstawia się jako mgiełka, która opada w dół i która jest również łatwopalna. Chociaż nie jest on absolutnie trujący, zaleca się unikanie oddychania GPL, ponieważ posiada on właściwości znieczulające. Należy również unikać kontaktu z GPL płynnym, ponieważ ze względu na właściwości szybkiego wyparowania może spowodować rany odmrożeniowe.

GPL w napędach samochodowych

GPL jest źródłem energii o wysokiej jakości i jest używany w takich dziedzinach jak: przemysł, rzemiosło, rolnictwo i napędy silników samochodowych. Ponieważ przedstawiamy GPL jako bardzo ważną alternatywę w stosunku do benzyny, interesujące jest porównanie danych, które przedstawia poniższa tabela:

Analizując tabelę można wywnioskować, że podczas gdy benzyna ma pole (płaszczyznę) wrzenia w temperaturze otoczenia większą, to GPL paruje w temperaturach niższych. Oznacza to, że w odróżnieniu od benzyny aby utrzymać GPL w stanie płynnym, niezbędne jest poddanie go określonemu ciśnieniu o wartości relatywnie niskiej
Analizując dane odpowiadające wartościom liczby oktanów oznaczonej metodą badawczą (R.O.N.) i silnik (M.O.N.) można zaobserwować jak butan i propan mają właściwości przeciw-wybuchowe nieco niższe niż benzyna. Jeżeli chodzi o moc cieplną masy, widzimy wzrost przechodząc od benzyny do propanu - jest to sytuacja odwrotna jeżeli się porówna z mocą świetlną, objętościową. Powoduje to, że na równi z magazynowaną w zbiorniku energią (tzn. równą zasięgowi) jest wystarczająca masa malejąca palności przechodząc od benzyny do propanu, ale niezbędna jest większa objętość. Oznacza to, że zużycie w ogóle wszystkich samochodów, jest malejące przechodząc z benzyny na GPL. Przeciwnie jest natomiast jeżeli chodzi o zużycie w objętości. Aby utrwalić lepiej idee tego pojęcia, określa się "współczynnik równowagi teoretycznej" objętości palnej, który zawiera ilość energii równą mocy cieplnej dolnej benzyny. Określa się następnie "współczynnik równowagi" realnie porównujący stosunek zużywanego paliwa między silnikami. Jeżeli chodzi o silniki na GPL, eksperymenty pokazały, że w stosunku do tego samego silnika zasilanego benzyną, wydajność jest większa o około 1,8%, co zmniejsza współczynniki równowagi butanu i propanu w stosunku do wartości wyliczonych teoretycznie o 8%. W tabeli 3 podane są współczynniki równowagi dla omawianych paliw. Te współczynniki uzyskano obliczając stosunek między mocą cieplną dolną litra benzyny i mocą cieplną paliwa alternatywnego. W kolumnie 1 są podane te wartości (patrz również tab. 2). W kolumnie 2 są wyrażone odnośne (odpowiednie) stosunki, które przedstawiają "współczynnik równowagi teoretycznej". W kolumnie 3 te same stosunki są wyrażone w ich wartościach realnych, które biorą pod uwagę także różne czynniki ulepszające (np. wydajność).

Z danych zamieszczonych w tej tabeli można również przewidzieć zużycie przez pojazd tradycyjny GPL bazują na zużyciu w wersji benzynowej. Ponieważ GPL jest mieszanką propanu i butanu, należy ustalić średnią wartość dla współczynnika równowagi, który może być założony jako równy 1,2 (odpowiada mieszance 50% masy) Należy jednak podkreślić, że samochody nowe mają zawsze wyższy stopień samo przystosowania, które ma na celu uzyskanie korzyści z redukcji zużycia w stopniu znacznie wyższym niż jest to podane w tabeli. Można więc potwierdzić, że GPL jest znakomitym paliwem: ma wysoki stopień własności przeciwwybuchowych, umożliwia, zasilając silniki, uzyskanie mocy analogicznej do uzyskiwanej przez silniki benzynowe. Ma poza tym większą wydajność w czasie zużycia i nie zanieczyszcza środowiska wyziewami.

W skrócie, z technicznego punktu widzenia, używając GPL mamy:

·         gaz wydechowy czysty

·         dłuższy czas użytkowania oleju (nie jest rozpuszczany przez benzynę)

·         dłuższą eksploatację silnika (nie ma odłogów węglowych).

GPL Środowisko

Zwiększenie ilości pojazdów w ruchu drogowym oddziatowuje coraz bardziej negatywnie na środowisko i na zużycie energetyczne. Sektor transportu jest przede wszystkim odpowiedzialny za emisję do środowiska (otoczenia) tlenku węgla, tlenku azotu, węglowodorów niepalnych, ołowiu, benzolu, dwutlenku węgla, bezwodnika siarkawego oraz innych (diesel).

Spalanie jest procesem nieuchronnie trującym. Emisje wydzielin są związane z właściwościami chemicznymi i fizycznymi węgla i stadowymi mieszanki węglowo-utleniaczowej, jak również z mechanizmem spalania i z cechami charakterystycznymi środowiska.

Jeżeli porównamy emisję spalin benzyny super, benzyny bezołowiowej, oleju napędowego i GPL, możemy stwierdzić, że tlenki azotu i węgla oraz niepalne węglowodory są wytwarzane przez wszystkie paliwa, ołów tylko przez benzynę super, natomiast GPL nie wytwarza bezwodnika siarkawego i związków aromatycznych.

Tak więc wszystkie produkty spalania wpływają negatywnie na czystość powietrza, ale istotniejszy od ilości w wartościach absolutnych, jest stopień zanieczyszczeń i toksyczność pojedynczego elementu. To pozwoli na ustalenie realnej szkodliwości (tab. 5)

Należy więc zwrócić, że produkty spalania najbardziej toksyczne, jak bezwodnik siarkawy i ołów są nieobecne w GPL. Poza tym węglowodory niepalne w GPL są dużo mniej szkodliwe niż w innych paliwach, ponieważ GPL nie zawiera ani aldehydów ani zapachów aromatycznych. Poza tym należy pamiętać, że GPL zatruwa relatywnie mato biorąc pod uwagę, że:

·         spalanie odbywa się w stanie gazowym, tak więc GPL, którego postacią naturalną jest gaz, nadaje się lepiej do tego procesu, zapewniając mieszankę bardziej jednorodną z brakiem cząstek ciężkich

·         wyższe właściwości termodynamiczne ułatwiają lepsze spalanie

·         nie występują aldehydy takie jak: ołów, siarka i zapachy aromatyczne

BRC zademonstrowali jak można ulepszyć spalanie GPL zachowując wszystkie osiągi a mniejsze zatrucie. Zostało wyprodukowane urządzenie służące do kontroli spalania, nazwane LAMBDA GAS, o którym będzie mowa w dalszej części. Poddane surowym próbom odnośnie zanieczyszczeń środowiska w obiegu USA i w obiegu CEE dało to wspaniale rezultaty.

Instalacja GPL

Instalacja urządzeń zasilających GPL w pojazdach samochodowych jest określona art. 341351 Przepisów Wykonawczych Kodeksu Drogowego i Ruchu wydanego przez Ministerstwo Transportu. Artykuły te podają w kolejności części instalacji, które muszą mieć homologację oraz opisują sposób instalowania różnych komponentów. Przeprowadzający próbę z ramienia Regionalnych Inspektoratów Motoryzacji, kontrolują czy różne komponenty zostały zainstalowane zgodnie z normami i weryfikują zachowanie się różnych części podczas prób, poddając je ciśnieniu hydraulicznemu 45 bar. Przeprowadzenie próby, na żądanie użytkownika, może być przeprowadzone przez firmę instalującą.

Instalacja GPL nie wymaga modyfikacji samochodu, a tylko podłączenia niektórych komponentów. Śledząc schemat na rys. GPL płynny poprzez rury wysokociśnieniowe przechodzi od zbiornika do silnika. Tutaj po przejściu przez elektrozawór, GPL dochodzi do reduktora-parownika i przekształca się w gaz. Wszystko to odbywa się dzięki wodzie przychodzącej z instalacji chodzącej samochodu. W tym miejscu GPL gazowy o niskim ciśnieniu osiąga mieszalnik. Uzupełniają instalację różne urządzenia i komponenty zarówno mechaniczne jak i elektroniczne, które mogą spełniać funkcje optymalności użytkowania i bezpieczeństwa.

Zbiornik GPL

Zbiornik GPL jest elementem instalacji o dużych rozmiarach i musi być zainstalowany w tylnej części samochodu wykorzystując w tym celu bagażnik lub też miejsce, w którym normalnie mocowane jest koło zapasowe. tradycyjną formą zbiornika jest walec (cylinder) mający wypukle spody. Rynek oferuje zbiorniki tego typu o różnorodnych wymiarach, co pozwala dobrać właściwy zbiornik do każdego pojazdu biorąc pod uwagę także specjalne wymagania użytkownika i wyjście kompromisowe między uzyskiwanym zasięgiem a wypełnieniem powierzchni bagażnika. Najbardziej nowoczesnym osiągnięciem jest zbiornik w kształcie koła zapasowego. Także tego typu zbiorniki są produkowane w różnych wymiarach i pojemnościach, aczkolwiek ogólnie nieco mniejszych od pojemności zbiorników cylindrycznych. Oferują za to więcej niż wystarczającą swobodę wykorzystania bagażnika. Instalacja zbiornika toroidalnego (kołowego) jest znacznie bardziej korzystna, jeżeli chce się mieć do dyspozycji całą powierzchnię bagażnika. Dotyczy to szczególnie samochodów kombi, gdzie płaskość powierzchni bagażnika jest znacznie częściej wykorzystywana. Zbiornik w każdym przypadku musi być zespolony z karoserią przy pomocy specjalnego systemu umocnień.

...