CC BY
106
mgr inz. Tomasz ZGODZINSKI
KP PSP w Wieluniu
EWOLUCJA STOSOWANIA PALIWA GAZOWEGO DO NAP^DU POJAZDOW SAMOCHODOWYCH I ZWI^ZANE Z TYM ZAGROZENIA DLA UZYTKOWNIKA .
Evolution of using gas fuel for motor cars and accompanying
dangers for users.
Streszczenie
W artykule przedstawiono historic paliwa gazowego oraz samochodowych instalacji gazowych zasilanych LPG (gazem propan - butan) oraz CNG (gazem ziemnym), wykorzystywanym jako alternatywne paliwo nap^dowe w motoryzacji. Ponadto w artykule zawarto podstawowe dane na temat budowy, wlasciwosci gazu oraz elementow skladowych instalacji gazowych sluz^cych do zasilania pojazdow samochodowych. Przedstawione zostaly rowniez podstawowe zrodla zagrozen zwi^zane z budowy, konstrukj oraz eksploataj samochodow wyposazonych w gazowe uklady zasilania, b^d^ce przyczyn^. wypadkow lub pozarow w trakcie uzytkowania pojazdu zasilanego alternatywnym paliwem gazowym. W oparciu o przedstawione zrodla zagrozen wyst^puj^ce podczas uzytkowania samochodu wyposazonego w gazowy uklad zasilania przedstawiono podstawowe sposoby post^powania w przypadku powstania ewentualnego zagrozenia.
Summary
In the article there was presented a history of gas fuel and gas installations in cars running on LPG (Liquefied Petroleum Gas) and CNG (Natural Gas) used as alternative diesel fuel in motorization. In the article there were also discussed basic data concerning the construction, gas properties and the components of gas installations used for powering motor vehicles. The article presented main sources of danger connected with building, construction and operating cars equipped with gas supply system and resulting accidents or fires during operating cars running on alternative gas fuel. Based on the sources of dangers taking place during operating cars equipped with gas supply system there were presented main procedures in case of potential danger.
Slowa kluczowe: motoryzacja, samochody, alternatywne paliwa nap^dowe, pozary i zagrozenia, ratownictwo techniczne;
Keywords: motorization, cars, alternative diesel fuels, fires and dangers, road rescue;
Nie trzeba bye specjalist^. branzy paliwowej, aby zauwazyc co dzieje si? na swiatowym rynku paliw. Kazdy zmotoryzowany odczuwa stale rosn3.ce ceny benzyn i oleju nap?dowego, co powoduje wzrost zainteresowania samochodami, ktore zasilane s^. paliwami alternatywnymi. Spora grupa kierowcow staje przed dylematem, co wybrae? Oszcz?dny, ale drogi silnik diesla, a moze wybrae do nap?du paliwo gazowe i zamontowae w silniku benzynowym instalacje na gaz, a moze wybrae pojazd w wersji gazowej?
Galopuj^ce ceny benzyny i oleju nap?dowego w ostatnich latach sklonily kierowcow do szukania oszcz?dnosci co spowodowalo lawinowy montaz samochodowych instalacji gazowych. Zjawisko wahan popularnosci ukladow gazowych do zasilania pojazdow jest w Polsce jednak dobrze znane.
Ruchy te s^. okresowe i cz?sto zalez^ nie tyle od rzeczywistego stopnia oplacalnosci tej inwestycji, ile raczej od prognoz rz^dowych i prasowych doniesien. Aby dowiedziee si? jak ewoluowalo zainteresowanie paliwem gazowym oraz stosowanie samochodowych instalacji gazowych zasilanych LPG (gazem propan - butan) oraz CNG (gazem ziemnym) w motoryzacji musimy zacz^e od korzeni.
LPG zostal otrzymany po raz pierwszy w 1910 r. przez dr Waltera O. Snellinga, a w handlu pojawil si? w roku 1912 - jako wygodne i w miar? bezpieczne paliwo do przenosnych kuchenek gazowych i tak tez pocz^tkowo byl wykorzystywany. Zastosowanie wynalazku do nap?du samochodu mialo miejsce 3 lata po odkryciu tj. w 1913 roku. i pojawilo si? po raz pierwszy w legendarnym Fordzie - model T, ktory notabene byl pierwszym samochodem montowanym na tasmie produkcyjnej.
Ryc.1 Pierwszy samochod z nap?dem gazowym. (zrodlo: www.autogazcentrum.net) Fig. 1 The first gas-powered car. (source: www.autogazcentrum.net)
W Europie pierwsze instalacje gazowe w samochodach pojawily si? we Wloszech zaraz po pierwsze wojnie swiatowej. Konstruktorami samochodowych instalacji gazowych zasilanych LPG bylo dwoch braci LANDI. Jednak po pewnym czasie nast^pilo rozdzielenie si? braci LANDI, jeden z nich przeniosl si? do Holandii i tam zacz^l niezaleznie rozwijae branz? autogazu, natomiast drugi prowadzil sw^. dzialalnose dalej we Wloszech..
Po krajach Beneluksu przyszla kolej na wschodni^. cz?se Europy, gdzie w latach 80 - tych autogaz zyskal popularnose w ZSRR oraz Bulgarii [3].
Pocz^tki "gazyfikacji" aut w Polsce si?gaj^. roku 1974, natomiast za "ojca gazyfikacji w Polsce" uznawany jest Pan Zbigniew Domanski, ktory zainteresowal si? tym alternatywnym zrodlem zasilania i wprowadzil go do obrotu na rynek polski. Zalozone latem 1991 roku przez Zbigniewa Domanskiego Przedsi?biorstwo Wielobranzowe "AUTOGAZ" bylo pierwszy w Polsce firm^, ktor^ Minister Transportu i Gospodarki Wodnej ".upowaznil do montazu w ukladzie zasilania silnikow instalacji gazowej przystosowanej do zasilania gazem plynnym (propan-butan)...". Tym samym, z dniem 14 sierpnia 1991 roku, zostala nareszcie zalegalizowana "gazyfikacja" aut w naszym kraju. Dla wielu firm wydarzenie z 1991 roku stanowilo silny impuls do dzialania w nowym obszarze biznesowym, ktory zaowocowal w pozniejszych latach dynamicznym wzrostem sprzedazy gazu plynnego [16].
Rok 1993 byl pierwszym rokiem, kiedy zacz?to montaz instalacji na szersz^ skal?, a branza autogazu stala si? oficjaln^. gal?zi^. w motoryzacji.
Najwi?kszy rozwoj autogazu w naszym kraju mial miejsce w 1999 r. ze wzgl?du na drastyczn^. podwyzk? cen paliw plynnych. Wowczas sprawdzily si? niemal wszystkie czarne scenariusze - cena litra benzyny na tamte czasy przekroczyla 3,00 zlote Importerzy instalacji LPG, monterzy i dostawcy gazu mieli pelne r?ce roboty. Ogolna liczba samochodow zasilanych gazem, w tym czasie znacznie wzrosla.
Bardzo znacznie wzrosla rowniez liczba stacji autogazu i wlasciwie nie bylo regionow Polski, gdzie na odcinku 50 km nie byloby jednej z nich.
W 2004 r. w Polsce liczba samochodow zasilanych LPG wyniosla juz 1,45 mln, natomiast liczba stacji tankowania LPG byla rowna 5900. Na pocz^tku 2005 r. Polska stala si? wi?c pierwszym rynkiem w Europie pod wzgl?dem ilosci samochodow zasilanych gazem LPG [21]. Wyprzedzilismy nawet dotychczasowego europejskiego lidera w tej dziedzinie -Wlochy . Wedlug szacunkowych danych na pocz^tku 2005 r. liczba samochodow zasilanych LPG byla nast?puj^ca : Polska 1,45 mln pojazdow, 1.3 mln pojazdow we Wloszech, 400 tysi?cy w Holandii, 500 tysi?cy w krajach b. ZSRR, 450 tysi?cy w USA i 50 tysi?cy w Kanadzie. Z kazdym kolejnym rokiem liczba pojazdow zasilanych LPG ci^gle rosla
zgodnie z przewidywaniami analitykow rynku. W 2009 r. liczba aut wyposazonych w instalacj? LPG wyniosla blisko 2,2 miliona samochodow. W stosunku do roku 2008 byl to wzrost o 4,3%, a od 2007 rynek zmienil si? az o 5,9%. Sposrod wszystkich aut osobowych w Polsce , odsetek tych nap?dzanych LPG, ksztaltowal si? na poziomie 13,5 proc.
Ryc. 2 Liczba pojazdow zasilanych LPG w Polsce w latach 2007-2009 wedlug POGP
(zrodlo: www.infosamochody.pl)
Fig. 2 Number of vehicles powered by LPG in Poland in 2007-2009 by POGP (source: www.infosamochody.pl)
Wedlug szacunkow Swiatowej Organizacji Gazu Plynnego WLPGA (dane z 2009 r.), najwi?cej samochodow zasilanych autogazem w tym czasie jezdzilo po drogach Turcji (2 mln 320 tys.), drug^. lokat? uzyskala Korea Poludniowa (2 mln 297 tys.), trzeci^ zas zaj?la Polska (2 mln 170 tys.). Na kolejnej pozycji notowano Indie (1 mln 522 tys.), ktore w ci^gu roku wzbogacily si? o prawie milion aut z LPG. Kolejne miejsca zaj?ly: Wlochy (967 tys.), Australia (636 tys.) i Rosja (581 tys.). Osma lokata przypadla nieduzej Serbii z 550 tys. samochodow na LPG. Praktycznie we wszystkich notowanych krajach nast^pil wzrost liczby samochodow wyposazonych w instalacje gazowe. L^cznie, w 2009 roku na swiecie jezdzilo ponad 15,8 mln samochodow zasilanych autogazem, z czego prawie 8 mln w Europie! [16].
2500 2000 1500 1000 500 0
Ryc. 3 Liczba pojazdow zasilanych LPG na swiecie w 2009 r. wedlug WLPGA
(zrodlo: opracowanie wlasne)
Fig. 3 Number of vehicles powered by LPG on the world in 2009 by WLPGA
(source: develop their own )
W Polsce, w latach 2010 - 2011 nast^pil dalszy dynamiczny wzrost liczby samochodow zasilanych LPG. Po naszych drogach jezdzi juz 2 mln 325 tys. pojazdow zasilanych autogazem, czyli o 155 tys. wi?cej niz rok wczesniej. Poza Turj stalismy si? drugim panstwem na swiecie, a pierwszym w Europie pod wzgl?dem uzytkowania pojazdow zasilanych autogazem. W biez^cym roku spodziewae si? nalezy znacz^cego wzrostu pojazdow zasilanych autogazem ze wzgl?du na to, iz nieustanny wzrost cen paliw tradycyjnych (benzyny i oleju nap?dowego) zmusza kierowcow do szukania rozwi^zan bardziej oszcz?dnych. Wedlug Polskiej Organizacji Gazu Plynnego, bardzo istotna dla rozwoju rynku jest zmiana postrzegania gazu plynnego jako paliwa nie tylko taniego, ale i ekologicznego, co stanowi wazne zadanie dla calej branzy LPG [15].
Jesli chodzi o gaz ziemny CNG wykorzystywany do zasilania pojazdow wyposazonych w samochodow^. instalacj? gazow^, to nalezy zwrocie uwag?, ze pierwsze w historii silniki spalinowe byly zasilane gazem. Skonstruowali je w:
• 1860 r. Etienne Lenoir (silnik spalal gaz ziemny osi^gaj^c 12 km/h);
• 1866 r. Mikolaj August Otto - pierwszy silnik na gaz swietlny (ok. 50% wodoru);
• 1878 r. Mikolaj August Otto i Langen (4 - suwowy silnik zasilany gazem);
• 1896 r. W. Dessau (1897 takze w Jeleniej Gorze) uruchomiono tramwaj gazowy; (9 pojazdow obslugiwalo dziewi?ciokilometrow^. lini?). Paliwem byl gaz swietlny magazynowany w trzech zbiornikach pod cisnieniem 6 bar,
• 1918 r. pierwszy silnik autobusu zasilany gazem [3, 5].
Turcja Korea Polska Indie Wtochy Australia Rosja Serbia Pot
Ryc. 4 Pierwsze pojazdy z zasilaniem gazowym (zrodlo: www.cng-auto.pl)
Fig. 4 The first vehicles powered by gas (source: www.cng-auto.pl)
Zastosowanie gazu ziemnego jako paliwa do pojazdow datuje swe pocz^tki w latach 30 - tych poprzedniego wieku, czyli mniej wi?cej rownolegle do stosowania LPG. Wykorzystywano je m.in. we Wloszech, Wielkiej Brytanii, Czechach i w Rosji [22].
W Polsce juz w latach 50 - tych jezdzilo prawie 2 tysi3.ce samochodow na gaz CNG -byly to glownie pojazdy sluzb technicznych.
Spr?zony gaz ziemny ma najdluzsz^ tradycj? stosowania w poludniowej Polsce, gdzie w latach pi?edziesi3tych wybudowano kilka stacji spr?zania gazu ziemnego do nap?du pojazdow samochodowych (min. Rzeszow, Tarnow, Myslowice i Krosno). W latach szesedziesi^tych oraz siedemdziesi^tych stacje z gazem CNG znikly z Polskiego krajobrazu. Wplyn^l na to zapewne niski poziom dost?pnych owczesnie rozwi^zan technologicznych, a przede wszystkim brak odpowiednich zbiornikow magazynowych.
Gaz CNG powrocil w Polsce do lask w dobie lat 80 - tych. Przemyslowy Instytut Motoryzacji w Warszawie, przy wspolpracy Politechniki Sl^skiej w Gliwicach rozpocz^l realizacj? specjalnego rz^dowego programu wykorzystywania gazu ziemnego do nap?dow samochodowych czego efektem bylo zainteresowanie Sanockiego Zakladu Gornictwa Nafty i Gazu [3].
W 1988 roku uruchomiona zostala pierwsza stacja tankowania samochodow gazem ziemnym w Kopalni Gazu Ziemnego Przemysl - Zachod.
W sumie do lipca 1999 r. tankowanych bylo tylko kilkanascie pojazdow.
W 2004 roku jeszcze raz postawiono na gaz ziemny, glownie w komunikacji miejskiej. Uruchomiono stacj? tankowania i zakupiono pi?e nowoczesnych autobusow Jelcz zasilanych CNG. Pierwszy autobus Jelcz zasilany CNG, zbiorniki kompozytowe umieszczone
mial na dachu pojazdu. Zostal on zaprezentowany w styczniu 2004 roku. W 2005 roku Polska posiadala juz 42 autobusy zasilane CNG.
Ryc. 5 Autobus Jelcz zasilany CNG (zrodlo: www.cng-auto.pl)
Fig. 5 CNG-powered bus Jelcz (source: www.cng-auto.pl)
W 2005 r. na swiecie w eksploatacji bylo juz blisko 3 miliony samochodow z silnikami na gaz ziemny. Francja i Niemcy w 2005 r. posiadaly juz po 1000 autobusow zasilanych CNG, natomiast najwi?ksza liczba wszystkich pojazdow samochodowych zasilanych gazem ziemnym wyst?powala w Argentynie - ponad 950 tys. pojazdow.
Tabela. 1
Liczba pojazdow zasilanych gazem ziemnym CNG na swiecie w 2005 r. [23]
Table 1.
Number of vehicles fueled with CNG in the world in 2005 [23].
Kraj (Country) Liczba pojazdow (Number of vehicles) Liczba stacji CNG Number of CNG stations)
1. Argentyna 951 S42 1064
2. Wlochy 434 000 405
3. Brazylia 422 566 54S
4. Pakistan 350 000 360
5. Indie 137 000 120
6. USA 130 000 1300
7. Chiny 69 300 270
S. Wenezuela 44 S10 147
9. Egipt 44 S10 75
10. Ukraina 41 000 130
11. Rosja 32 000 216
12. Tajwan 24 000 12
13. Kanada 20 505 222
14. Japonia 16 561 224
15. Boliwia 15 000 30
16. Niemcy 15 000 330
17. Bangladesz 13 015 10
18. Kolumbia 9 126 32
19. Szwecja 6 600 31
20. Bialorus 5 500 24
21. Francja 4 550 105
22. Australia 2 000 127
23. Nowa Zelandia 1 500 29
38. Czechy 300 9
44. Polska 136 8
W latach 2006 - 2007 w Polsce eksploatowanych bylo 748 pojazdow, w ktorych paliwem jest spr?zony gaz ziemny. S3 w tej liczbie autobusy, samochody osobowe, lekkie samochody dostawcze, pojazdy techniczne oraz wozki widlowe. Na terenie kraju dzialalo 10 ogolnodost?pnych i 22 wewn?trznych stacji tankowania CNG.
Najwi?kszym uzytkownikiem autobusow zasilanych CNG bylo Miejskie Przedsi?biorstwo Komunikacyjne w Przemyslu (24 autobusy).
Autobusy na CNG jezdzily rowniez w transporcie publicznym w Inowroclawiu (9 autobusow), w Rzeszowie (12 autobusow) oraz we Wroclawiu (8 autobusow w prywatnej firmie transportowej).
Najwi?cej samochodow na CNG bylo w posiadaniu spolek gazownictwa. Dolnosl^ska Spolka Gazownictwa z siedziba we Wroclawiu posiadala 84 takie pojazdy wykorzystywane jako pojazdy technologiczne gazownictwa. Byly to glownie samochody marki Peugeot, Renault oraz Fiat przerobione z pojazdow benzynowych na dwupaliwowe. 35 pojazdow jezdzilo w Mazowieckiej Spolce Gazownictwa w Warszawie oraz 45 w Pomorskiej Spolce Gazownictwa z siedzib^ w Gdansku. Pozostala liczba pojazdow znajdowala si? w posiadaniu indywidualnych wlascicieli [13].
Ryc.6. Pojazd zasilany CNG uzytkowany przez spolki gazownicze (zrodlo: www.pgnig.pl)
Fig. 6 CNG-powered vehicle used by the company's natural gas.
(source: www.pgnig.pl)
W Polsce eksploatuje si? na chwil? obecn^ okolo 2000 pojazdow zasilanych gazem ziemnym, czyli tyle ile w latach pi?cdziesi^tych XX w. Z analizy struktury uzytkowanych w Polsce pojazdow zasilanych CNG wynika, ze najwi?ksza ich liczba jest eksploatowana przez uzytkownikow indywidualnych (ponad 700), nast?pnym z kolei uzytkownikiem jest PGNiG, ktory uzytkuje blisko 500 pojazdow. Trzysta samochodow jest eksploatowanych przez roznego rodzaju floty, a ponad 200 to autobusy komunikacji miejskiej.Bol^czk^. naszego rynku CNG jest niewielka liczba stacji spr?zania (ok. 33) oraz brak ekonomicznych zach?t promuj^cych gaz ziemny jako paliwo silnikowe.
Znacz^cy rozwoj CNG na swiecie to ostatnie 10 - 15 lat. Podstawowe czynniki tego rozwoju to wzgl?dy ekologiczne, poprawa bezpieczenstwa dostaw paliw poprzez ich dywersyfikacj? oraz oplacalnosc ekonomiczna. Aktualnie na swiecie jest ok. 4,3 mln pojazdow na CNG i jest to bardzo dynamicznie rozwijaj^cy si? segment na rynku motoryzacyjnego Jest wiele krajow, w ktorych gaz ziemny jako paliwo silnikowe jest wykorzystywany powszechnie. W tym zestawieniu prym wiod^. kraje azjatyckie (46,5% ogolnej liczby pojazdow nap?dzanych gazem ziemnym na swiecie) i Ameryki Poludniowej (39,6%). Wynika to z polozenia w tych rejonach zloz gazu ziemnego oraz ch?ci zmniejszenia kosztow eksploatacji pojazdow przez uzytkownikow. Najwi?cej samochodow zasilanych gazem ziemnym jest eksploatowanych w Pakistanie (ponad 2 mln), Argentynie (okolo 1,8 mln), Brazylii (1,6 mln), Iranie (1 mln). W Europie, w ktorej jezdzi 11,6% swiatowej populacji samochodow CNG (0,25% ogolnej liczby zarejestrowanych pojazdow). Najwi?cej
samochodow zasilanych gazem ziemnym jest zarejestrowanych we Wloszech (ponad 0,5 mln szt.). Drugie w europejskim zestawieniu s^ Niemcy z liczby ponad 76 tys. pojazdow, na trzeciej pozycji znajduje si? Bulgaria z liczby 60 tys., kolejna jest Szwecja z okolo 17 tys. pojazdow zasilanych gazem ziemnym. Stawk? krajow, w ktorych jest zarejestrowanych ponad 10 tys. samochodow CNG zamyka Francja z ponad 12 tys. szt. [22]. Pierwsza pi^tka stawki stanowi 97% calego europejskiego rynku pojazdow zasilanych gazem ziemnym.
W zwi^zku z szybkim rozwojem na swiecie motoryzacji oraz rosn^cymi cenami paliw ropopochodnych rynek CNG bardzo szybko si? rozwija, a co za tym idzie w najblizszym czasie zwi?kszy si? liczba pojazdow zasilanych tym paliwem.
Wlasciwosci fizyczne i chemiczne LPG oraz CNG
Paliwo gazowe LPG, jest skroplon^ mieszanin^ dwoch w?glowodorow: propanu C3H8 oraz butanu C4H10. Obydwa skladniki s^ produktem rafinacji ropy naftowej, a ich ilose w masie przerobionego produktu (ropy) stanowi maksymalnie 2%.
Wlasnosci fizyczne i chemiczne podstawowych skladnikow LPG, czyli propanu i butanu s^
nast?puj^ce:
Wlasnosc Propan Butan
Wzor chemiczny C3H8 C4H10
Masa czqsteczkowa 44 58
Ggstosc [kg/dm3] 0,51 0,58
Temperatura wrzenia [°C] - 43 - 0,5
Temperatura spalania w powietrzu [°C] 510 490
Granice zaplonu jako % objgtosci 2,1^9,5 1,5^8,5
Prgdkosc spalania w powietrzu [cm/s] 32 32
Jedn^ z wyrozniaj^cych wlasciwosci skladnikow LPG, czyli propanu i butanu, jest ich tzw. „pr?znose pary” czyli cisnienie pary w rownowadze z ciecz^ w zamkni?tym zbiorniku (inaczej mowi^c chodzi o cisnienie, przy ktorym w danej temperaturze mieszanka propanu i butanu jest w stanie rownowagi z ciecz^; wtedy wyst?puje rownowaga mi?dzy parowaniem i skraplaniem). Cisnienie to, w przypadku butanu wynosi 0,005 bar w temperaturze 0°C i 0,8 bar w temperaturze 15°C. Dla propanu s^ to wartosci odpowiednio 4 bar dla 0°C i 6,5 bar dla 15°C. Z powodu zmiennosci proporcji propanu i butanu w skladzie LPG takie wartosci powoduj3 dose duze roznice w cisnieniu mieszanki. Wzrost temperatury powoduje w zwi^zku
z tym, oprocz wzrostu cisnienia par gazu, przede wszystkim wzrost obj?tosci cieklego LPG w zbiorniku. Jesli bylby on wypelniony calkowicie cieklym LPG, wzrost temperatury moglby spowodowae nagly wzrost cisnienia wewn^trz zbiornika (poniewaz obj?tose nie moglaby wzrosn^e), co mogloby doprowadzie do jego rozerwania. St^d tez wprowadzone zalecenie nienapelniania zbiornikow powyzej ich 85% nominalnej obj?tosci (przykladowo, przy takiej wartosci napelnienia „odbija” zawor w samochodowych zbiornikach LPG).
Inn^, dosye wazn^ cech^ propanu i butanu jest ich rozna temperatura wrzenia, czyli temperatura, przy ktorej nast?puje zmiana fazy ze stanu cieklego do gazowego. Dla propanu temperatura ta wynosi -43°C, a dla butanu 0°C. Wobec powyzszego, w zimnym klimacie (a w Polsce po prostu zim^) stosuje si? w LPG procentowo wi?cej propanu niz butanu.
LPG jest gazem nie tylko wybuchowym, ale i latwopalnym w pol^czeniu z powietrzem tworzy mieszanin? wybuchow^. LPG jako gaz nie dziala drazni^co na skor?, oczy czy uklad oddechowy. Jednak zbyt dlugie, powtarzaj^ce si? wdychanie gazu o duzym st?zeniu w powietrzu moze skonczye si? zawalem serca b^dz uduszeniem. Przy zatruciu ostrym wyst?puj? bole w jamie brzusznej, wymioty, slinotok, zw?zenie zrenic, uposledzenie sluchu, bol glowy, oslabienie, zwolnienie t?tna do 40-50 uderzen na minut?, podniecenie, a pozniej sen trwaj^cy kilka godzin. W ci?zszych postaciach zatrucia moze wyst?powae zapalenie pluc oraz utrata przytomnosci. Przy wdychaniu wi?kszych ilosci wyst?puj^ objawy podraznienia nerwu bl?dnego. W rzadkich przypadkach wyst?puje psychoneurologiczny zespol oslupienny oraz zaburzenia oddechu. LPG w stanie cieklym, w momencie kontaktu ze skor^, moze powodowae odmrozenia. Zagrozeniem dla czlowieka jest rowniez mozliwose zatrucia produktami spalania LPG (w przypadku dluzszego z nimi kontaktu).
Paliwo gazowe CNG nazywane takze gazem naturalnym (Natural Gas ), ktorego glownym skladnikiem jest metan (CH4 ), wyst?puje w przyrodzie nie jako przy okazji wydobycia ropy naftowej. Gaz ziemny moze wyst?powae takze w zlozach ropo - gazowych lub w zlozach czysto gazowych b?d^cych naturalnymi zbiornikami wyst?puj^cymi w ziemi. Wlasciwosci fizykochemiczne gazu ziemnego:
Masa czqsteczkowa: 16,04
Stan skupienia w temp. 200C: gaz
Barwa: bezbarwny
Zapach: bez zapachu
Temperatura topnienia ( 1013 hPa ) -182,60C
Temperatura wrzenia (1013 hPa) -161,50C
Temperatura samozaplonu:
-5800C
Granice wybuchowosci w mieszaninie z powietrzem: -dolna: 5% obj., 37 g/m3
-gorna: 15%obj., 107 g/m3
Stgzenie stechiometryczne:
Minimalna energia zaplonu w powietrzu: Ggstosc gazu ( 1013 hPa ):
Ggstosc gazu wzglgdem powietrza: Prgznosc gazu w temp. 210C: Rozpuszczalnosc w wodzie:
- 5,91% obj.
- 0,25 mJ
- 0,72 g/dm3
- 0,55
- 0,147 MPa
- rozpuszcza si? bardzo slabo
Gaz ziemny jest bezwonny, bezbarwny i ma mniejsz^ g?stose niz powietrze. Charakterystyczny zapach gazu ziemnego jest uzyskiwany w procesie nawaniania. Tylko wtedy czlowiek jest zdolny go wyczue. Moze tworzye mieszank? wybuchow^ w wyniku reakcji z powietrzem.
Szkodliwe skutki dzialania na zdrowie czlowieka oraz glowne jego objawy zwi^zane z zastosowaniem to przede wszystkim:
• moze powodowae podraznienie oczu (bol, lzawienie), pary mog3 powodowae odmrozenia;
• nagromadzony w powietrzu moze powodowae uczucie sennosci, zawroty i bole glowy, nudnosci, uczucie podniecenia, depresji w zwi^zku z obnizeniem zawartosci tlenu. Duze st?zenia par mog3 prowadzie nawet do utraty przytomnosci lub do smierci przez uduszenie.
Magazynowanie i transport CNG to glowne trudnosci zwi^zane z stosowaniem tego paliwa w motoryzacji. Zeby napelnie zbiornik, trzeba gaz spr?zye ze wzgl?du iz, CNG magazynowany jest pod cisnieniem 200-250 atmosfer, natomiast w 50-litrowej butli miesci si? gaz tylko o wartosci energetycznej, jak^ ma 12 litrow benzyny. Wobec czego wszystkie elementy do magazynowania i transportu gazu musza bye przystosowane i wykonane z materialow do pracy w wysokich cisnieniach.
Uklady zasilania gazem cieklym propan - butan LPG
Ze wzgl?du na sposob tworzenia mieszanki paliwowej oraz sposob podawania paliwa do silnika, wyroznia si? nast?puj^ce rodzaje instalacji gazowych LPG:
• mieszalnikowe uklady zasilania LPG;
• wtryskowe uklady zasilania LPG.
W przypadku mieszalnikowych ukladow zasilania LPG wyroznia si?:
1. Uklady LPG I generacji - uklady przeznaczone do wspolpracy z pojazdami wyposazonymi w uklady gaznikowe.
wielozawor - multivalve, zbiornik - tank, przel^cznik - fuel - selektor swich, zawor LPG - LPG valve, mikser -
mixer, parownik - evaporator, zawor paliwa - fuel vavle.
Ryc.7. Instalacja gazowa LPG dla samochodow gaznikowych - elementy skladowe
(zrodlo: www.autogaz.webd.pl)
Fig. 7. Installation of LPG gas for cars carburettor - components (source: www.autogaz.webd.pl)
2. Uklady LPG II generacji - uklady przeznaczone do wspolpracy z pojazdami z silnikami wyposazonymi w jedno- i wielopunktowy wtrysk benzyny z katalizatorem (sond^. lambda)
wielozawor - multivalve, zbiornik - tank, przel^cznik - fuel - selektor swich, emulator - emulator, zawor LPG -LPG valve, mikser - mixer, parownik - evaporator, regulator - gas dosage control unit, sterownik - control
unit.
Ryc.8 Instalacja gazowa LPG uklad wtryskowy z katalizatorem - elementy skladowe
(zrodlo: www.autogaz.webd.pl)
Fig. 8. Installation of LPG gas injection system with catalytic converter - components
(source: www.autogaz.webd.pl)
W przypadku wtryskowych ukladow zasilania LPG wyroznia si? trzy ich typy:
l. Uklady LPG III generacji - uklady wtryskowe zasilane paliwem LPG, wykorzystywane w pojazdach wyposazonych w wielopunktowy wtrysk paliwa.
3 2
l- zawor tankowania - filing unit , 2- zbiornik gazu - tank , 3-wielozawor - multivalve , 4- elektrozawor gazowy - solenoid valve, 5- reduktor-parownik - evaporator, 6- dozator - gas dosage control unit, 7- dystrybutor -distributor, 8- przel^cznik rodzaju zasilania - fuel selektor swich, 9- emulator wtryskiwaczy - injectors emulator , l0- sterownik elektroniczny - electronic control unit, ll- katalizator spalin - combustion catalyst , l2- sonda lambda - lambda sensor , A- przewod gazowy wysokiego cisnienia - high pressure hose, B- przewod gazowy niskiego cisnienia - low pressure hose.
Ryc.9 Instalacja LPG III generacji do silnikow z wtryskiem paliwa - elementy skladowe
(zrodlo: www.gazeo.pl)
Fig.9. III generation LPG installation of injected engine - components
(source: www.gazeo.pl)
2. Uklady LPG IV generacji - uklady nawi^zuj^ce do sekwencyjnego i wielopunktowego wtrysku paliwa.
1- zawor tankowania - filing unit, 2- zbiornik gazu - tank, 3-wielozawor - multivalve, 4- elektrozawor gazowy -solenoid valve, 5- reduktor-parownik - evaporator, 6- filtr fazy gazowej - gas filter , 7- listwa wtryskiwaczy z czujnikami temperatury i cisnienia gazu - injectiors rails with temperature and pressere sensor, 8- przel^cznik rodzaju zasilania- fuel sensor swich, 9- kalibrowane dysze - metering nazzles, 10- sterownik elektroniczny -electronic control unit, 11- katalizator spalin - combustion catalyst , 12- sonda lambda - lambda sensor, A-przewod gazowy wysokiego cisnienia- high pressure hose, B- przewod gazowy niskiego cisnienia - low pressure hose.
Ryc.10. Instalacja LPG IV generacji do silnikow z wtryskiem paliwa - elementy skladowe
(zrodlo: www.gazeo.pl)
Fig.10. IV generation LPG installation of fuel-injected engine - components
(source: www.gazeo.pl)
3. Uklady LPG V generacji - uklady wtrysku sekwencyjnego w fazie cieklej.
1- zawor tankowania - filing unit , 2- zbiornik gazu - tank, 3- pompa gazu z wielozaworem - LPG pomp with a multivavle, 4- regulator cisnienia - pressure regulator, 5- wtryskiwacze - injectors, 6- sterownik elektroniczny - engine management control, 7- przel^cznik rodzaju zasilania - fuel - selektor swich , A- przewod gazowy pod samochodem - supply fuel line, B- przewod gazowy pomi?dzy regulatorem cisnienia a wtryskiwaczami - return
fuel line.
Ryc.11. Instalacja V generacji do silnikow z wtryskiem paliwa i ukladem EOBD - elementy
skladowe (zrodlo: www.gazeo.pl)
Fig. 11. V generation LPG installation of engines with fuel injection and EOBD system -
components (source: www.gazeo.pl)
Uklady zasilania gazem ziemnym CNG
Uklady zasilania paliwem gazowym CNG stosowane do nap?du pojazdow samochodowych stanowi^ systemy utworzone przez urz^dzenia i elementy spelniaj3.ce scisle okreslone funkcje. Urz^dzenia i elementy ukladow zasilania paliwem gazowym CNG oraz ich sposobu skonfigurowania zalez^ od:
• rodzaju silnika (zaplon iskrowy lub samoczynny);
• sposobu zasilania (jedno - lub dwupaliwowe);
• sposobu zasilania paliwem bazowym (benzyn^) gaznikowego lub wtryskowego.
We wszystkich jednak przypadkach w ukladzie zasilania wyst^puj^. podstawowe elementy, do ktorych nalez^: butle lub zbiorniki do przechowywania paliwa gazowego, osprz^t zbiornika lub zawory butli, filtr gazu, zawor odcinaj^cy, reduktor cisnienia gazu (konwerter- regulator ), mieszalnik paliwa gazowego z powietrzem oraz przewody stalowe i elastyczne umozliwiaj^ce wzajemne pol^czenie elementow mi^dzy sob^..
regulator ciSnienia gazu zbiorniki d&nieniowe CNG
I komputer |j stern^cy ||
silnik klapy przepustnicy - throttle plate, regulator cisnienia gazu - CNG pressure regulator, zbiorniki cisnieniowe CNG - CNG tanks, sensor obj^tosci powietrza - air volume sensor, intercoler - intercoler, wtryskiwacze gazu CNG- CNG injectors, tranzystorowy uklad zaplonowy - transistorized ignitron system, turbospr^zarka - turbokompresor, tlumik i katalizator z wkladk^. platynowo - irodow^. - silencer platinum iridium catalyst, sondy lambda - lambda sensors, silnik MAN E2876 LUH01 - engine MAN E2876 LUH01, sterownik ECU silnika - control unit, czujniki polozenia walu korbowego - crankshaft position sensor, komputer stenjcy - control komputer, pedal gazu - accelerator pedal.
zbiorniki gam
silnik - engine, reduktor - reducer, przewod gazowy - gas hose, zbiorniki gazu - CNG tanks.
Ryc. 12 Schemat instalacji gazowej CNG w autobusie marki MAN (zrodlo: www.cng.auto.pl)
Fig. 12 CNG gas installation diagram on the bus brands MAN (source: www.cng.auto.pl)
Bezpieczenstwo uzytkowania samochodowych instalacji gazowych oraz zagrozenia wynikaj^ce z eksploatacji pojazdow zasilanych paliwem gazowym
Kazde zrodlo energii oraz urzidzenie wykorzystujice zrodla energii moze stac si? niebezpieczne, jezeli korzystanie z niego nast?puje niezgodnie z zasadami okreslonymi dla danego rodzaju energii.
Coraz cz?sciej po polskich drogach jezdzi samochody z charakterystycznym elementem - wlewem gazu. Ich liczba zbliza si? juz do 2,7 mln. pojazdow.
Stalismy si? „ niewolnikami epoki motoryzacji”, a wlasny samochod dla wielu ludzi jest dzis narz?dziem pracy. Dla uzytkownika istotna jest wygoda podrozowania, niezawodnosc i koszty eksploatacji. O bezpieczenstwie przypomina sobie czasami pod wplywem zagrozenia zycia lub wypadku.
Kazde urzidzenie, zwlaszcza takie, ktore magazynuje w sobie duze ilosci energii, jest potencjalnym zagrozeniem. Jezeli nawet nie w pojedynk?, to w policzeniu z zespolem innych urzidzen i zdarzen losowych ich dotycz^cych. Samochod nie jest najbezpieczniejszym miejscem przebywania czlowieka, do czego wszyscy zdizylismy si? przyzwyczaic i z reguly statystyki wypadkow nie robii juz na wi?kszosci z nas wrazenia. Instalacja gazowa nie jest czynnikiem w istotny sposob zwi?kszajicym zagrozenie czlowieka, pod warunkiem przestrzegania elementarnych zasad bezpieczenstwa.
Podstawowym zaleceniem jest - tak jak i przy zasilaniu benzyni - nie dokonywanie zadnych wlasnych zmian lub przerobek w ukladzie zasilania gazem.
Elementem, ktory jest traktowany jako „bomba” jest zbiornik paliwa gazowego, popularnie nazywany butli gazowi. Podstawowa zasadi jest tankowanie nie wi?cej niz 80% obj?tosci oraz nie dokonywanie zadnych przerobek w zbiorniku i w jego wyposazeniu.
Przestrzeganie powyzszych zasad oraz montaz ukladu zasilania gazem zgodnie z obowiizujicymi przepisami wystarcza do zapewnienia bezpieczenstwa w normalnych warunkach eksploatacji.
Zagrozenia zwiizane z bezpieczenstwem i eksploatacji samochodow wyposazonych w instalacje gazowe mogi byc glownie wynikiem:
• Nieszczelnosci
W przypadku wystipienia nieszczelnosci ukladu zasilania gazem propan - butan, uzytkownik ostrzegany jest przez mocny, charakterystyczny zapach. Intensywnosc wyczuwania zapachow jest cechi charakterystyczni czlowieka, a ponadto zmienia si?
w czasie. Zapach paliwa gazowego jest wynikiem dodania do niego tzw. nawaniacza. Zgodnie z wymaganiami normy, zapach powinien byc wyrazny i nieprzyjemny. Eksploatujic samochod wyposazony w uklad gazowy mozna wyczuc zapach gazu glownie podczas tankowania pojazdu oraz podczas pracy silnika z ukladu wydechowego w postaci spalin.
Jezeli intensywny zapach gazu jest wyczuwalny mocniej niz zwykle, to nalezy zakr?cic dwa zawory odcinajice na zbiorniku paliwa gazowego. Niepokojice jest wyczucie zapachu obok samochodu znajdujicego si? na otwartej przestrzeni bidz w poblizu zbiornika paliwa gazowego. Sam zapach nie dowodzi wystipienia nieszczelnosci, lecz stanowi sygnal
o koniecznosci jej weryfikacji.
• Mechaniczne uszkodzenia ukladow zasilania gazem
Poruszanie si? samochodem po drogach stwarza niestety zagrozenie uczestniczenia w wypadku drogowym. W wyniku tego zdarzenia uklad zasilania gazem moze ulec uszkodzeniu. Elementem ukladu, ktory - ze wzgl?du na miejsce montazu - jest najbardziej narazony na uszkodzenie, jest zawor tankowania i przewod liczicy go z wielozaworem.
W przypadku utraty szczelnosci policzen tych elementow lub nawet ich zniszczenia, nastipi zablokowanie wyplywu gazu ze zbiornika przez zawor zwrotny, ktory stanowi cz?sc wielozaworu. W takim przypadku moze wystipic jedynie wyplyw niewielkiej ilosci gazu, ktora znajduje si? w przewodzie.
Drugim zagrozeniem jest uszkodzenie zbiornika paliwa gazowego. Utrata jego szczelnosci moze spowodowac duze niebezpieczenstwo. Jednak uszkodzenie podczas wypadku scianek zbiornika paliwa gazowego wykonanego ze stali nie jest w praktyce mozliwe. Stalowe scianki kilkumilimetrowej grubosci oraz ksztalt, nadaji zbiornikowi wytrzymalosc umozliwiajici „przepchni?cie” go praktycznie przez kazdy samochod osobowy.
Innym niebezpieczenstwem w trakcie wypadku jest wyrwanie zbiornika z mocowania. Zeby je zminimalizowac, organy ustawodawcze wprowadzily zapis dotyczicy wytrzymalosci mocowania zbiornika. Mowi on, ze mocowanie zbiornika powinno wytrzymac nawet wtedy, gdy jest on poddany przyspieszeniu rownemu 20 g (20 - krotnosc przyspieszenia ziemskiego) przy uderzeniu z przodu lub z tylu oraz 8 g przy uderzeniu bocznym. Jak latwo obliczyc, dla zbiornika z gazem o masie 50 kg sila bezwladnosci osiiga wartosc 1000 kG. Jest to z reguly wystarczajice zabezpieczenie, jednak zycie pisze scenariusze, ktore trudno ujic w sztywne ramy przepisu, co wyraznie widac na zamieszczonym rysunku.
Ryc. 13 Zdj?cie samochodu osobowego z instalaj gazow^ po wypadku drogowym (zrodlo: Majerczyk A., Taubert S., UMady zasilania gazempropan - butan, Wydawnictwo
Komunikacji i L^cznosci, Warszawa. 2004)
Fig. 13. Picture a car with gas installation after a road accident (source: Majerczyk A., Taubert S., UMady zasilania gazem propan - butan, Wydawnictwo
Komunikacji i L^cznosci, Warszawa. 2004)
Nast?pnym elementem ukladu gazowego, ktory moze ulec uszkodzeniu, jest wielozawor. Prawdopodobienstwo uszkodzenia zalezy od miejsca zamocowania elementu. Wielozawory umieszczone wewn^trz zbiornikow toroidalnych s^. znakomicie zabezpieczone przed zniszczeniem. Najbardziej narazone na uderzenia s^. wielozawory zbiornikow montowanych pod plyt^ podlogow^ samochodu. W takim przypadku uszkodzenie wielozaworu moze nast^pic nie tylko na skutek wypadku, ale rowniez w trakcie codziennej eksploatacji. Spowodowanie nieszczelnosci przez utr^cenie wielozaworu jest malo prawdopodobne. Wielozawor umieszczony jest w kolnierzu spawanym do zbiornika paliwa gazowego. Urwanie pokr?tla zaworow odcinaj^cych b^dz zgniecenie wskaznika poziomu paliwa nie powoduje wyplywu gazu. Przewody miedziane latwo jest zniszczyc podczas kolizji przez zgniecenie b^dz zalamanie. Nie powoduje to jednak przewaznie utraty ich szczelnosci. Podczas montazu, na przewodach miedzianych s^. wykonywane p?tle kompensacyjne, ktore oprocz zmniejszania napr?zen w pol^czeniach elementow ukladu gazowego umozliwiaj^ ich przemieszczanie si? wzgl?dem siebie spowodowane deformacjami samochodu, dzi?ki czemu zmniejszane jest ryzyko zerwania przewodu gazowego. Uklady zasilania gazu zostaly dobrze zabezpieczone przed wyplywem gazu ze zbiornika na skutek uszkodzenia lub zniszczenia elementow ukladu. Dowiodly one nie raz swojej duzej odpornosci na uszkodzenia mechaniczne, jak rowniez skutecznosci zabezpieczen przed wyplywem paliwa gazowego.
• Pozar samochodu
Pozar samochodu nie jest cz?sto spotykanym zdarzeniem, lecz nie mozna wykluczyc jego wystipienia. Sam uklad zasilania gazu niesie minimalne ryzyko powstania pozaru. Jest on hermetyczny, w duzym stopniu odporny na uszkodzenia mechaniczne, a ilosc paliwa zawarta w urzidzeniach wykonawczych jest niewielka.
Ryc. 14. Pozar samochodu (zrodlo: www.strazkonskie.pl)
Fig. 14. Car fire (source: www.strazkonskie.pl)
W wi?kszosci przypadkow pozar samochodu jest spowodowany wystipieniem zwarcia w instalacji elektrycznej samochodu nie zwiizanej z ukladem zasilania gazem. Pozar samochodu moze byc spowodowany przez uklad gazu, mi?dzy innymi na skutek „zamrozenia” reduktora oraz w przypadku usterki ukladu zasilania benzyni. „Zamrozenie” reduktora powoduje ograniczenie odparowania gazu w I stopniu i jego wyplyw z reduktora cz?sciowo w fazie cieklej. Powoduje to wzbogacenie mieszanki paliwowo- powietrznej w stopniu prowadzicym do zatrzymania pracy silnika. W wyniku tego zostaje odci?ty doplyw gazu do reduktora na skutek zamkni?cia elektrozaworu, natomiast znajdujice si? w reduktorze paliwo gazowe przechodzi w stan gazowy w II stopniu reduktora oraz w przewodzie doprowadzajicym paliwo gazowe do silnika. To doprowadza do pojawienia si? duzej ilosci paliwa gazowego w ukladzie dolotowym. Jego nadmiar moze wyplynic do przedzialu silnika. W tych warunkach proba uruchomienia silnika moze spowodowac zapalenie si? gazu, na przyklad na skutek wystipienia tzw. zjawiska cofni?cia plomienia. Inni przyczyni mogici doprowadzic do pozaru moze byc zaniedbanie ukladu zasilania benzyni. Urzidzenia starzeji si? i traci szczelnosc. Jezeli samochod eksploatuje si? nie korzystajic z zasilania benzyni (jest to szczegolnie popularne w samochodach z silnikami gaznikowymi eksploatowanymi w okresie letnim), to wlasciciel pojazdu nie jest w stanie zauwazyc
objawow sygnalizujicych uszkodzenie ukladu zasilania benzyni, takich jak na przyklad sparciale przewody paliwowe lub uszkodzone przepony pompek przyspieszajicych, ktore to uszkodzenia mogi powodowac wyciek benzyny na goricy silnik. Jezeli przy nieszczelnej instalacji benzynowej uzytkownik przeliczy zasilanie na benzyn?, moze spowodowac zapalenie si? samochodu. W samochodzie przystosowanym do zasilania gazem wyst?puji dwa zbiorniki paliwa: z benzyni i z paliwem gazowym.
Zbiornik benzyny jest najbardziej niebezpieczny, jezeli jest w nim niewielka ilosc paliwa. W tym przypadku, gdy pozar ogarnie zbiornik benzyny, nast?puje gwaltowne ogrzewanie paliwa i powietrza w zbiorniku. Powietrze, wraz z oparami benzyny, ktora w tych warunkach intensywnie paruje, zwi?ksza swoji temperatur?, a poniewaz nie ma ktor?dy ujsc ze zbiornika, powoduje w nim szybki przyrost cisnienia. To moze doprowadzic do jego rozerwania i rozlania si? wokol samochodu plonicej benzyny. Zbiornik wypelniony benzyni pali si? spokojniej i mniejsze jest prawdopodobienstwo jego rozerwania, lecz benzyna palic si? powoduje nagrzewanie zbiornika paliwa gazowego. W ogarni?tym przez plomienie zbiorniku gazowym nast?puje wzrost temperatury, a poniewaz jest to zbiornik hermetyczny, rowniez cisnienia. Szczegolni uwag? nalezy zwrocic na fakt, ze zbiornik nie moze byc nigdy napelniony gazem w 100%. Dopoki nawet niewielka cz?sc jego pojemnosci zawiera LPG w stanie gazowym, cisnienie, ktore panuje we wn?trzu zbiornika jest rowne napi?ciu pary od otrzymanej mieszanki LPG do tej temperatury, a wi?c dotyczy wartosci cisnienia, w kazdym przypadku niskiego w stosunku do wytrzymalosci zbiornika. Jezeli natomiast zbiornik jest calkowicie wypelniony plynnym gazem, cisnienie moze osiignic wartosci bardzo wysokie. LPG ma w rzeczywistosci wspolczynnik rozszerzalnosci szesciennej dosc wysoki, rz?du
0,002-0,0025°C - 1 tzn. 2000 wi?kszy od stali i tak jak prawie wszystkie plyny jest na to scisliwy. Jest wi?c oczywiste, ze wzrostowi temperatury odpowiada rozszerzalnosc gazu plynnego, ktory jezeli znajduje si? wewnitrz zamkni?tego pojemnika, moze osiignic jakiekolwiek cisnienie. W takim przypadku cisnienie mniej zalezy od plynnego LPG, a bardziej od wytrzymalosci zbiornika. Aby uniknic niebezpieczenstwa zwiizanego z w/w sytuacji przepisy przewiduji, ze zbiornik nie moze byc napelniony gazem plynnym w ilosci ponad 80% pojemnosci. W tym celu zostal zainstalowany wielozawor, ktory zapobiega temu poprzez plywak odpowiedni system blokujicy. Zaznaczyc nalezy, ze w trakcie opracowywania si inne bardziej nowoczesne systemy, ktore zagwarantuji ostatecznie absolutne bezpieczenstwo przy napelnianiu zbiornika. Napelnienie ograniczane do 80% zapewnia wystarczajicy margines bezpieczenstwa. W rzeczywistosci niezb?dne jest
przegrzanie LPG o ponad 80°C ponad temperatur? otoczenia, tak aby jego rozszerzalnosc spowodowala calkowite wypelnienie zbiornika.
Dlatego tez, w celu zapobiezenia nadmiernemu wzrostowi cisnienia w zbiorniku gazu, jest on obligatoryjnie wyposazony w zawor bezpieczenstwa. Otwieranie si? zaworu bezpieczenstwa ogranicza cisnienie panujice wewnitrz do wartosci okolo 240 kPa, przez upust gazu na zewnitrz zbiornika.
Niemniej jednak nie mozna w rzeczywistosci wykluczyc mozliwosci przegrzania zbiornika na skutek dzialania wysokiej temperatury i przyrostu cisnienia w przypadku dzialania ognia podczas pozaru pojazdu wyposazonego w instalacj? gazowi, co w efekcie moze doprowadzic do wybuchu zbiornika. Ponadto istnieje rowniez prawdopodobienstwo, ze zbiornik moze zostac przepelniony ze wzgl?du na niezadzialanie wielozaworu bezpieczenstwa, ktory ogranicza mozliwosc przepelnienia zbiornika powyzej 80 % jego pojemnosci i moze to doprowadzic, ze nie powstanie tzw. „poduszka powietrzna” co rowniez moze doprowadzic do rozerwania zbiornika.
Strazacy prowadzicy akcj? gasniczi maji mozliwosc zorientowania si?, czy samochod jest wyposazony w uklad zasilania gazu po obecnosci zaworu tankowania paliwa, ktory jest umieszczany przewaznie z tylu pojazdu. Nie jest to jednak metoda stuprocentowo pewna, poniewaz zawory tankowania mogi byc montowane rowniez w miejscach niewidocznych, na przyklad pod klapki wlewu benzyny ( wlew wykonany w standardzie holenderskim
o niewielkich wymiarach ).
• Garazowaniem w zamknigtych pomieszczeniach
Uklad zasilania gazem powinien byc calkowicie hermetyczny. W niektorych krajach mozna jednak napotkac informacje zabraniajice korzystania przez samochody wyposazone w uklady LPG z garazy podziemnych lub parkingow. Dokumentem regulujicym kwesti? parkowania pod ziemii pojazdow wyposazonych w instalacj? gazowi w naszym kraju stanowi jedynie rozporzidzenie Ministra Infrastruktury dotyczice wentylacji parkingow. W parkingach podziemnych, w ktorych parkuji samochody zasilane LPG musi byc wentylacja "mechaniczna, sterowana czujkami niedopuszczalnego poziomu st^zenia gazu propan-butan" (rozporzidzenie MI z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunkow technicznych, jakim powinny odpowiadac budynki i ich usytuowanie i jego nowelizacja z 12 marca 2009 r.)
Wynika to z wlasciwosci LPG, ktory w razie nieszczelnosci tworzy z powietrzem mieszank? silnie wybuchowi. Poniewaz jest ci?zszy od powietrza, to gdy wydostanie si? z instalacji samochodowej, zamiast wyparowac - gromadzi si? w najblizszym zagl?bieniu w podlodze.
Wystarczy, gdy jego st?zenie wyniesie tam od 2 do 9%. Do eksplozji takiej poduszki gazowej nawet nie trzeba niedopalka papierosa, wystarczy iskra elektryczna lub tarcie klockow hamulcowych. Wybuch b?dzie taki sam jak w przypadku kilkukilogramowej butli z gazem: kula ognia i powazne zniszczenia. W razie wystipienia witpliwosci co do szczelnosci ukladu zasilania LPG sugeruje si? wypchni?cie samochodu z garazu, a szczegolnie z garazu z kanalem, bez uruchamiania silnika. W takim przypadku nalezy udac si? do zakladu montujicego systemy zasilania gazem i przeprowadzic weryfikacj? szczelnosci ukladu LPG.
• BIgdy techniczne powstale podczas montazu
To zagadnienie jest zwiizane z montazem instalacji. Dla zapewnienia wlasciwego poziomu technicznego montaz instalacji gazowych w pojazdach samochodowych powinny wykonywac wylicznie firmy posiadajice stosowni homologacj? wydani przez Ministerstwo Infrastruktury lub inne firmy zgloszone ( dodane do homologacji ) przez wlascicieli takich homologacji. Wlasciciele homologacji tworzi sieci warsztatow, nad ktorymi sprawowany jest nadzor. Dla zachowania wlasciwego poziomu technicznego swiadczonych uslug posiadacz homologacji powinien prowadzic systematyczne szkolenia pracownikow zakladow montazu ze swojej sieci oraz kontrolowac ich prac?. Kontrola w tym przypadku oznacza sprawdzenie zgodnosci kompletacji elementow instalacji montowanych w kazdym pojezdzie i spelnienie wymagan technicznych odnosnie sposobu montazu ( np. zachowanie bezpiecznych odleglosci od ukladu wydechowego, trwalosc mocowania przewodow gazowych i nie narazenie ich na przecieranie si?, wlasciwe mocowanie zbiornika gazu i zapewnienie odpowiedniej wentylacji komory szczelnej, w ktorej umieszczony jest wielozawor ).
• Niewlasciwy stan techniczny zainstalowanych urzqdzen
„Systematyczna kontrola stanu technicznego” to haslo, ktore na skutek cz?stego stosowania, dla wielu uzytkownikow samochodow nieco si? zdewaluowalo. Samochody wyposazone w instalacj? gazowi si poddane odpowiednim rygorom kontrolnym w zakresie wymaganych przeglidow technicznych na stacjach kontroli pojazdow.
Wszystkie pojazdy z zamontowani instalacji zasilania gazem (zarowno LPG, jak i CNG) podlegaji corocznemu przeglidowi technicznemu. Dla przypomnienia: w nowym pojezdzie bez instalacji gazowej pierwszy przeglid jest wykonywany po 3 latach, drugi - po 2 latach od pierwszej rejestracji, a kolejne - juz co rok. Wymog corocznego przeglidu samochodu w SKP wynika z potrzeby dokonania kontroli stanu technicznego zamontowanej w nim instalacji gazowej oraz poprawnosci funkcjonowania samochodu na gazie.
Dla zapewnienia bezpieczenstwa uzytkowania podczas takiego przeglidu sprawdza
si?:
• Szczelnosc instalacji;
• Warunek braku wyplywu gazu z reduktora przy nie pracujicym silniku;
• Dzialanie elementow wielozaworu zamontowanego na zbiorniku gazu;
• Stan techniczny zbiornika - wizualnie oraz dokumentacje zbiornika;
• Ogolny stan techniczny elementow instalacji ( brak oznak zuzycia ) i ich umieszczenie oraz mocowanie w pojezdzie;
• Poprawnosc pracy silnika na gazie i kontrola emisji spalin.
W tym zakresie rola uzytkownikow sprowadza si? jedynie do dostarczenia pojazdu na SKP w terminie nie pozniej niz podany w dowodzie rejestracyjnym. W przypadku wykrycia usterek przez diagnostyk?, nalezy powierzyc ich usuni?cie wyspecjalizowanemu zakladowi.
Kazda naprawa instalacji gazowej oraz jej serwis powinna konczyc si? sprawdzeniem jej szczelnosci. Do wykonania tej czynnosci w sposob profesjonalny niezb?dny jest detektor gazu (najlepiej z regulowanym tlem) oraz piankowy tester szczelnosci. Stanowii one wyposazenie kazdego warsztatu montujicego instalacje gazowe w samochodach. Nie nalezy utozsamiac obowiizkowych przeglidow technicznych pojazdu w SKP z przeglidami okresowymi instalacji gazowych. Wykonaniem przeglidow okresowych zajmuji si? pracownicy warsztatow montujicych instalacje. W profesjonalnych instalacjach gazowych karty przeglidow okresowych lub informacja o formie ich wykonywania znajduji si? w instrukcji obslugi (ksiizce serwisowej) instalacji. Wydanie takiej instrukcji (w j?zyku polskim) uzytkownikowi po montazu nalezy do obowiizkow montazysty.
• Niewlasciwa eksploatacja ze strony uzytkownika
Si to przypadki bardzo rzadkie, niemniej jednak istotne jest przestrzeganie zasad bezpiecznej eksploatacji pojazdu z instalacji LPG. Najwazniejsze z nich to:
• Nie nalezy uruchamiac silnika „na gazie” w przypadku niesprawnego ukladu zaplonowego, „ na holu” lub „ na pych” itp.;
• W przypadku stwierdzenia jakichkolwiek nieszczelnosci instalacji gazowej, nalezy zamknic wyplyw gazu ze zbiornika;
• Wszelkie prace obslugowe powinny byc wykonywane wylicznie przez uprawnionych pracownikow zakladow montazu;
• Napelnianie zbiornika powinno odbywac si? wylicznie na stacji paliwowej na wyznaczonym do tego stanowisku, zgodnie z obowiizujici instrukcji (w Polsce moze to zrobic tylko upowazniony pracownik danej stacji);
• Samochodu z instalacji gazowi LPG nie nalezy garazowac ponizej poziomu gruntu, jezeli w pomieszczeniach nie ma odpowiedniej wentylacji (ze wzgl?du na wspomniane wyzej wlasciwosci powodujice gromadzenie si? nad podlozem);
• Warunkiem bezpiecznej eksploatacji jest systematyczna kontrola stanu technicznego instalacji i terminowe dokonywanie przeglidow okresowych.
Sposoby postgpowania w przypadku powstania ewentualnego zagrozenia zwi^zanego z uzytkowaniem samochodowej instalacji gazowej
Przeprowadzona analiza gazowego ukladu instalacyjnego wskazuje, ze elementami najbardziej narazonymi na uszkodzenia si wszelkiego rodzaju przewody oraz policzenia gazowe i mogi one byc najcz?sciej przyczyni awarii , wycieku gazu, a to moze si? wiizac z powstaniem ewentualnego pozaru. Jazda samochodem po naszych bardzo zlych, drogach b?dzie narazala instalacj? samochodowi na duzy poziom wibracji, ktory moze doprowadzic do rozszczelnienia si? ukladu gazowego. Rozszczelnienie si? instalacji gazowej w samochodzie moze powodowac wypelnienie go gazem co powoduje zagrozenie zdrowia i zycia ludzkiego, a w przypadku zaplonu zagrozenie pozarowo-wybuchowe. Ponizej przedstawione zostaly podstawowe sposoby post?powania w przypadku zaistnienia ewentualnego zagrozenia tj. wystipienia wycieku bidz powstania pozaru w zwiizku z eksploatacji samochodu zasilanego paliwem gazowym.
• Wyciek
Uwaga: obszar zagrozony wybuchem Nalezy usunic zrodla zaplonu (oglosic zakaz palenia i uzywania narz?dzi nieiskrzicych), unikac bezposredniego kontaktu z uwalniajicym si? gazem, uwalniajicy gaz rozcienczac rozproszonymi pridami wody; jesli to mozliwe zlikwidowac wyciek (zamknic doplyw gazu na zaworze w butli). Wezwac uprawnione sluzby (Straz Pozarna) na nr tel. 998 lub 112 do zlikwidowania oraz zneutralizowania wycieku.
• Pozar
W przypadku gdy jest to maly pozar w pierwszej fazie nalezy go gasic gasnici b?dici na wyposazeniu samochodu (zwykle si to gasnice proszkowe lub sniegowe - dwutlenek w?gla). Jesli proba gaszenia nam si? nie powiedzie wowczas szukamy pomocy u innych kierowcow. Nie zapominamy o zgloszeniu o tym zdarzeniu Strazy Pozarnej na nr tel. 998 lub 112. Zbiorniki narazone na dzialanie ognia nalezy chlodzic wodi z bezpiecznej odleglosci (zagrozenie wybuchem) wykonuji to uprawnione sluzby (Straz Pozarna) ze wzgl?du na to, iz w przypadku usuwania takiego zdarzenia musimy posiadac odziez specjalni oraz aparat izolujicy drogi oddechowe.
Podsumowanie
Dynamiczny rozwoj motoryzacji w Polsce spowodowal wzrost zainteresowania tanszymi paliwami alternatywnymi, do ktorych nalezi paliwa gazowe LPG i CNG. W zwiizku z tym systematycznie co roku nast?puje zwi?kszenie liczby pojazdow zasilanych tym rodzajem alternatywnego paliwa. Podstawowym dokumentem regulujicym zagadnienia zwiizane z gazowymi systemami zasilania jest Regulamin 67 EKG ONZ (E67R00) - (na nim wzorowany jest zalicznik 9 do Rozporzidzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunkow technicznych pojazdow oraz zakresu ich niezb?dnego wyposazenia), ktory okresla, ze wszystkie elementy skladowe instalacji gazowej muszi byc wykonane zgodnie z rygorystycznymi rozwiizaniami technicznymi okreslonymi w/w akcie prawnym, co zapewnia potencjalnemu uzytkownikowi gwarancj? bezpieczenstwa w przypadku uzytkowania pojazdu zasilanego gazem. Ponadto w mysl przytoczonego Regulaminu montaz instalacji moze byc wykonany jedynie przez firm? majici swiadectwo homologacji sposobu montazu instalacji przystosowujicej pojazdy do zasilania gazowego lub wspolpracujicy z nii w ramach sieci dealerskiej warsztat. Swiadectwa homologacji si wydawane tylko i wylicznie przez Ministerstwo Infrastruktury. Rygorystyczne wymagania w zakresie wiedzy i wyposazenia w stosunku do firm ubiegajicych si? o swiadectwo homologacji sposobu montazu instalacji si gwarancji odpowiedniego doboru systemu gazowego do naszego samochodu oraz poprawnie wykonanego montazu, co ma to bezposredni wplyw na bezpieczenstwo uzytkowania. Przeprowadzone w wielu krajach testy wypadkowe i pozarowe dowodzi, ze pojazdy zasilane gazem si rownie bezpieczne jak samochody na tradycyjne paliwo - benzyn?. Ponadto brak jest informacji na temat znaczicych interwencji, w ktorych uczestniczyly pojazdy zasilane paliwem gazowym. Schematyczne myslenie sprawia jednak, ze wielu kierowcow boi si? o wybuch butli z gazem bardziej niz zbiornika z benzyni. Dlatego
warto tu nadmienic, ze to wlasnie od samych uzytkownikow aut zasilanych gazem oraz od osob montujicych i obslugujicych samochodowe instalacje gazowe zalezy w glownej mierze ich bezpieczenstwo. Montaz instalacji oraz ich uzytkowanie nie powinno byc obiektem zle rozumianej oszcz?dnosci. Kazda niesprawnosc w tym zakresie powinna stanowic sygnal do natychmiastowego jej zdiagnozowania i usuni?cia. Wobec czego nalezy jednoznacznie stwierdzic, ze instalacja gazowa w samochodzie nie jest czynnikiem w istotny sposob zwi?kszajicym zagrozenie dla kierowcy i pasazerow, pod warunkiem wszakze przestrzegania elementarnych zasad bezpieczenstwa. Przy obecnym rozwoju gospodarki swiatowej szacuje si?, ze zasoby ropy naftowej wystarczi nam do polowy biezicego stulecia. Dlatego tez przy wybieraniu sposobu nap?du samochodu warto wziic pod uwag? gaz zarowno LPG jak i CNG, jako bezpieczniejszi, tanszi i bardziej ekologiczni alternatyw? dla paliw tradycyjnych.
Literatura
1. Kaczmarek T., Jarosz R., Kaczmarek T., Czy ropa rzqdzi swiatem ? Wydawnictwo BRANTA, Warszawa 2008;
2. Lewandowski M., Proekologiczne odnawialne zmdta energii, Wydawnictwo Naukowo -Techniczne, Warszawa. 2006;
3. Majerczyk A., Taubert S., Uktady zasilania gazem propan - butan, Wydawnictwo Komunikacji i Licznosci, Warszawa. 2004;
4. Nowicki M., Perspektywy wykorzystania odnawialnych zmdet energii w Polsce, Wydawnictwo Aura, Krakow 2004;
5. Romaniszyn K.M., Alternatywne zasilanie samochodaw benzynq oraz gazami LPG
i CNG, Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa 2007;
6. Tabis W., Prognoza zaopatrzenia Regionu Europy Srodkowej w rop% naftowq i jej produkty, Mi^dzynarodowa Konferencja „Polityka energetyczna i strategia z^wnowazonego rozwoju krajдw Europy Srodkowo - Wschodniej do 2030 r. ”, Warszawa 2005;
7. Zajda R., Tyminski B., Instalacje i urzqdzenia gazowe, Centrum Szkolenia
i Doskonalenia Zawodowego Gazownictwa PGNiG, Warszawa 2003;
8. Alternatywy cztery. O perspektywach wykorzystania CNG w Polsce dla pojazdдw[w:].,
Tygodnik Polityka, dnia 07.02.2011 r.
9. Ciemna strona LPG, benzyny, oleju nap^dowego, CNG i innychpaliw, www.mojeauto.pl;
10. Czy autom z LPG wolno parkowac pod ziemiq?, [w:] Wysokie Obroty. z dnia 22.04.2009 r
11. Podwyzki na stacjach przyniosq ozywienie rynku LPG, [w:] Dziennik Gazeta Prawna z dnia 02.08.2011 r., zrodlo.
12. Przedstawienie stacji tankowania CNG, www.cng.auto.pl., dost?p 18.01.2010;
13. Ubywa aut na sprqzony gaz ziemny, chociaz jest to najtansze paliwo, [w:] Dziennik Gazeta Prawna z dnia 16.11.2009 r.;
14. http://www.cng.auto.pl;
15. http://www.pogp.pl;
16. http://www.gazeo.pl;
17. http://www.elpigaz.pl;
18. http://www.cng-polska.pl;
19. http://www.autocentrum.pl;
20. http://www.lpg-brc.pl;
21. http://www.autogaz.webd.pl;
22. http://www.pgnig.pl;
23. http://www.cire.pl;
24. http://www.infosamochody.pl;
25. http://www.autogazcentrum.net;
mgr inz. Tomasz Zgodzinski
• otwarty przewod doktorski w Instytucie Zarzidzania Ryzykiem Akademia Finansow w Warszawie (2011 r.);
• Szkola Wyzsza im. Pawla Wlodkowica w Plocku - Studia Podyplomowe w zakresie bezpieczenstwa i higieny pracy;
• mgr Ekonomika i Organizacja Ratownictwa - Akademia Finansow w Warszawie (2008 r.);
• inz. Inzynieria Srodowiska - Politechnika Lodzka (2006 r.);
• Centralna Szkola Panstwowej Strazy Pozarnej w Cz?stochowie (2001r.).
Obecnie pracuje w Komendzie Panstwowej Strazy Pozarnej w Wieluniu.
Recenzenci
st. bryg. mgr inz. Tadeusz Jopek bryg. mgr inz. Adam Gontarz
