LPG

Butle do gazu płynnego stosowanego w gospodarstwach domowych

LPG (skrót od ang. Liquefied Petroleum Gas) (znany jako propan butan), gazol – mieszanina propanu i butanu. Używany jako gaz, ale przechowywany w pojemnikach pod ciśnieniem jest cieczą. 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. Niewielkie jego ilości otrzymuje się także ze złóż gazu ziemnego, zwykle na początku uruchamiania nowego odwiertu. W skali światowej szacuje się, że prawie 60% globalnej produkcji LPG pochodzi z wydobycia naturalnego, zaś pozostała część z procesów rafineryjnych. 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.

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 jest paliwem czystym i bezpiecznym dla środowiska.

LPG został otrzymany po raz pierwszy w 1910 r. przez doktora Waltera Snellinga. W handlu pojawił się w po raz pierwszy roku 1912 - sprzedawany był jako wygodne i bezpieczne paliwo do przenośnych kuchenek gazowych.

LPG jako paliwo napędowe

LPG jako paliwo samochodowe

W wielu krajach wzrasta popularność LPG jako paliwa silnikowego, zwłaszcza w Europie (głównie w Holandii, Belgii, Włoszech, Wielkiej Brytanii) oraz w Indiach i Korei. W Polsce liczba aut z LPG ciągle rośnie - pod koniec 2011 roku wyniosła ona 2,5 mln.

Liczba oktanowa LPG wynosi 90-120, choć do oceny właściwości antystukowych tego paliwa stosuje się częściej liczbę metanową, która dla LPG stosowanego do napędu samochodów mieści się w granicach 60-80.

LPG stosowany jest głównie jako źródło zasilania silników benzynowych, zarówno gaźnikowych jak i z jedno i wielopunktowymi układami wtryskowymi. Korzystanie z LPG wymaga zainstalowania 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. W styczniu 2006 r. istniało 5 typów instalacji zasilanych LPG:

I – instalacja mieszalnikowa (podciśnieniowa lub nadciśnieniowa) bez regulacji składu.

II – instalacja mieszalnikowa (podciśnieniowa lub nadciśnieniowa) z elektroniczną regulacją składu mieszanki.

III – instalacja wielopunktowa, o ciągłym zasilaniu gazem w fazie lotnej.

IV – instalacja wielopunktowa zasilania gazem w fazie lotnej, poprzez elektronicznie sterowane zawory (pot. wtryskiwacze).

V – instalacja wtrysku sekwencyjnego gazu w fazie ciekłej.

Zalety instalacji gazowej w samochodzie

• 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
• w związku z tym, że transport samochodowy w Europie jest odpowiedzialny za emisję 17% gazów cieplarnianych, wykorzystanie LPG jako paliwa ma znaczący wpływ na ochronę środowiska. LPG zawierając węglowodory o krótszym łańcuchu, których spalanie powoduje wydzielenie się mniejszej ilości gazów cieplarnianych niż w przypadku benzyny (24% tlenku azotu i 60% mniej dwutlenku węgla)

Wady instalacji gazowej w samochodzie

• zalecane jest (szczególnie zimą) uruchomienie silnika na paliwo z uwagi na konieczność ogrzewania parownika płynem chłodniczym
• większa ilość pary wodnej sprzyja niszczeniu rury wydechowej
• butla z gazem ogranicza funkcjonalność samochodu
• większe są koszty przeglądów i serwisowania
• zbyt rzadkie korzystanie z układu zasilania paliwem 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
• bardzo mały spadek na mocy silnika po przejściu na zasilanie gazem (zależnie od rodzaju instalacji gazowej)

LPG jako paliwo do wózków widłowych

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 około 2÷3 dB,
• niskim kosztem eksploatacji - w porównaniu z wózkami elektrycznymi nawet do 50%,
• bardzo niską toksycznością emitowanych spalin - możliwość pracy w zamkniętych pomieszczeniach magazynowych o dużych rygorach czystości,
• długotrwałą żywotnością silnika i zmniejszoną częstotliwością wymian oleju.

Norma autogazowa w Polsce

Od 1.01. 2007 r. gaz płynny 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 oktanowo-motorową nie niższą niż 89,
• zawartością siarki nie większą niż 50 mg/kg,
• prężnością par – max 1550 kPa przy 40 °C.

Polskie akty prawne dotyczące LPG

Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28 grudnia 2006 r. w sprawie wymagań jakościowych dla gazu skroplonego (LPG) określa m.in. temperaturę, w której względna prężność par w gazie LPG jest nie mniejsza niż 150 kPa:

• dla okresu zimowego (1.11–31.03) wynosi -10 °C,
• dla okresu letniego (1.04–31.10) wynosi + 10 °C.

LPG w gospodarstwie domowym

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 zamarza w temperaturze -20 °C przy proporcjach 65:35, a czystego propanu można używać 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.

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. panele solarne), co zapewnia większą niezawodność pracy przy jednoczesnym ograniczenie emisji dwutlenku węgla do atmosfery.

LPG w turystyce

Jednorazowy "nabój" (kartusz) turystyczny przebijany z mieszanką propan-butan

Gaz płynny wykorzystywany jest również szeroko w turystyce, głównie jako źródło energii dla kuchenek turystycznych oraz turystycznych lamp gazowych. W Polsce powszechnie stosowany jest do tego celu gaz w stalowych butlach wielokrotnego użytku (tzw. nabojach gazowych lub kartuszach). Do małych, lekkich kuchenek (palników) turystycznych stosowany jest standard wykorzystujący lżejsze i mniejsze naboje (tzw. kartusze) jednorazowe przebijane lub nakręcane z aluminium. Najpopularniejszą firmą w Europie jest francuski Campingaz, do którego kartusze można zakupić w dziale turystycznym w sklepach Carrefour oraz na niektórych stacjach benzynowych.

LPG w przemyśle

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.

Wpływ LPG na środowisko

LPG wytwarza mniej zanieczyszczeń niż olej napędowy, olej opałowy, drewno i węgiel. 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, ogrzewaniu jak i jako paliwa samochodowego.

Bezpieczeństwo użytkowania LPG

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. 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 ich ewentualna wymiana na nowe).

Zobacz też

• CNG
• LNG
• paliwo gazowe
• gazowiec
• MAPP

Linki zewnętrzne

• Strona projektu LPG Exceptional Energy
• Strona Polskiej Organizacji Gazu Płynnego
• Strona Koalicji Na Rzecz Autogazu
• LPG w serwisie e-petrol.pl
• Zastosowanie LPG w pojazdach z silnikiem Diesla