LPG - Polski Serwis Naukowy

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:

Gaz – stan skupienia materii, w którym ciało fizyczne łatwo zmienia kształt i zajmuje całą dostępną mu przestrzeń. Właściwości te wynikają z własności cząsteczek, które w fazie gazowej mają pełną swobodę ruchu. Wszystkie one cały czas przemieszczają się w przestrzeni zajmowanej przez gaz i nigdy nie zatrzymują się w jednym miejscu. Między cząsteczkami nie występują żadne oddziaływania dalekozasięgowe, a jeśli, to bardzo słabe. Jedyny sposób, w jaki cząsteczki na siebie oddziałują, to zderzenia. Oprócz tego, jeśli gaz jest zamknięty w naczyniu, to jego cząsteczki stale zderzają się ze ściankami tego naczynia, wywierając na nie określone i stałe ciśnienie.
Wielka Brytania (), Zjednoczone Królestwo Wielkiej Brytanii i Irlandii Północnej (ang. United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland) – unitarne państwo wyspiarskie położone w Europie Zachodniej. W skład Wielkiej Brytanii wchodzą: Anglia, Walia i Szkocja położone na wyspie Wielka Brytania, Irlandia Północna leżąca w północnej części wyspy Irlandia. Guernsey, Jersey i Wyspa Man, posiadają odrębny status dependencji Korony brytyjskiej i nie wchodzą w skład Zjednoczonego Królestwa.

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.:

Rafinacja - oczyszczanie substancji (np. tłuszczów, benzyn) w celu nadania im odpowiednich właściwości, np. pozbawienia zabarwienia, poprawienia zapachu, zwiększenia trwałości. Rafinacja może odbyć się za pomocą metod fizycznych (destylacja, ekstrakcja) lub chemicznych (działanie kwasami, zasadami)
Mieszanina – układ dwóch lub więcej pierwiastków lub związków chemicznych zmieszanych ze sobą w dowolnym stosunku i wykazujących swoje indywidualne właściwości.

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.

Benzyna – jeden z głównych rodzajów paliwa stosowanego do napędu samochodów, samolotów i niektórych innych urządzeń posiadających silnik spalinowy. Stosowana także jako rozpuszczalnik.
Włochy (Republika Włoska, wł. Italia, Repubblica Italiana) – państwo położone w Europie Południowej, na Półwyspie Apenińskim, będące członkiem wielu organizacji, m.in.: UE, NATO, należące do ośmiu najbardziej uprzemysłowionych i bogatych państw świata – G8.

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.

Lutowanie – metoda trwałego łączenia elementów metalowych za pomocą metalowego spoiwa zwanego lutem o temperaturze topnienia niższej niż temperatura topnienia łączonych elementów. Proces lutowania należy prowadzić w temperaturze wyższej od temperatury topnienia lutu, lecz nie wyższej od temperatury topnienia łączonych elementów. Dzięki temu lut topi się, a łączone elementy pozostają cały czas w stanie stałym. Istotne jest, aby zarówno lut, jak i elementy lutowane, osiągnęły temperaturę lutowania (wyższą od temperatury topnienia lutu), w przeciwnym przypadku mogą powstać wadliwe złącza zwane zimnymi lutami lub zimnymi stykami, o niezadowalających właściwościach użytkowych. Podstawową różnicą między lutowaniem a spawaniem jest to, że w przypadku spawania temperatura procesu jest tak wysoka, aby stopić i materiał dodatkowy, i brzegi elementów spawanych.
Zboża lub rośliny zbożowe – rośliny uprawne z rodziny traw (Poaceae). Ich owoce wytwarzają nasiona o wysokiej zawartości skrobi, są one wykorzystywane do celów konsumpcyjnych (mąki, kasze, oleje, syropy), pastewnych i przemysłowych (piwowarstwo, młynarstwo, gorzelnictwo, farmaceutyka).

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.

Ciśnienie normalne – ciśnienie równe 101325 Pa [1], czyli 1 atmosferze fizycznej, jeden z parametrów warunków normalnych. W przybliżeniu odpowiada ciśnieniu atmosferycznemu.
Kocher – kuchenka turystyczna na paliwo ciekłe (spirytus, denaturat), możliwe jest również zastosowanie stałego paliwa turystycznego w postaci kostek lub tabletek (Esbit). Niezawodna ze względu na prostotę konstrukcji, wygodna w transporcie, jednak o stosunkowo niewielkiej wydajności cieplnej. Składa się zwykle z mosiężnego palnika i kilku aluminiowych menażek, które służą równocześnie jako opakowanie transportowe. Dodatkowym wyposażeniem są uchwyty do naczyń, sztućce, osłona przeciwwiatrowa, pokrowiec, paski do mocowania.

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)

zakaz parkowania w niektórych garażach podziemnych

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.

Nagrzewnica - urządzenie służące do ogrzewania powietrza. Powietrze przepływa przez nagrzewnicę ruchem wymuszonym, zwykle nie stykając się bezpośrednio z czynnikiem grzejnym.
Holandia (nid. Nederland) – europejska część Królestwa Niderlandów (nid. Koninkrijk der Nederlanden), tworzonego także przez Arubę i Antyle Holenderskie. Holandia jest członkiem Unii Europejskiej (UE), Unii Zachodnioeuropejskiej (UZE), ONZ oraz NATO. Holandia jest monarchią konstytucyjną położoną w zachodniej części Europy nad Morzem Północnym, które oblewa ją od północy i zachodu. Graniczy na południu z Belgią oraz na wschodzie z Niemcami. Obecne granice wytyczono w roku 1839.

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:

Złoże mineralne – naturalne nagromadzenie kopalin w obrębie skorupy ziemskiej, powstałe w wyniku różnorodnych procesów geologicznych. Istotny jest fakt, iż złoże występuje w takiej ilości i w takich warunkach ekonomicznych i geologicznych, że jego eksploatacja jest opłacalna (tym się różni złoże od zasobu).
Liczba oktanowa - liczba określająca odporność na niekontrolowany samozapłon paliwa silnikowego do silników z zapłonem iskrowym, który może powodować jego spalanie stukowe (detonacyjne). Dokładna wartość liczby oktanowej jest równa procentom objętościowym zawartości izooktanu w takiej mieszaninie izooktanu i n-heptanu, która wywołuje identyczną liczbę stuków w silniku testowym jak analizowane paliwo.

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:

Hałas – dźwięki zazwyczaj o nadmiernym natężeniu (zbyt głośne) w danym miejscu i czasie, odbierane jako: "bezcelowe, następnie uciążliwe, przykre, dokuczliwe, wreszcie szkodliwe”. Reakcja na hałas w dużym stopniu zdeterminowana jest nastawieniem psychicznym. Na ochronę przed hałasem, organizm zużywa ogromne ilości energii. Do hałasu nie można się przyzwyczaić i jeśli nawet nie odbieramy go świadomie, to "zawsze przeżywamy go najgłębiej", a zamiast przyzwyczajenia co najwyżej następuje "adaptacja patologiczna". Przyczyną hałasu mogą być dźwięki zarówno intensywne, jak również to wszelkiego rodzaju niepożądane dźwięki wpływające na tło akustyczne, uciążliwe z powodu długotrwałości, jak na przykład stały odgłos pracujących maszyn lub muzak.
Grill (wym. gril) - palenisko na węgiel drzewny wyposażone w ruszt, w którym piecze się potrawy bez użycia tłuszczu. Często występuje w formie przenośnej, na nóżkach lub wózku. Budowane są także grille stałe, na zewnątrz budynków (np. w ogrodach) i w pomieszczeniach, np. restauracji. Urządzenie ma zazwyczaj postać ogniotrwałej (najczęściej metalowej) misy z osłoną wyposażoną w punkty mocowania rusztu. Grill może być wyposażony w daszek z kominem, podstawki do naczyń, itp.

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).

Belgia, Królestwo Belgii (Koninkrijk België, Royaume de Belgique, Königreich Belgien) – państwo federacyjne w zachodniej Europie w południowych Niderlandach. Belgia jest członkiem Unii Europejskiej (UE), Unii Zachodnioeuropejskiej (UZE), ONZ oraz NATO.
Temperatura – jedna z podstawowych ) w termodynamice, będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, bowiem z termodynamicznego punktu widzenia jest ona wielkością reprezentującą wspólną własność dwóch układów pozostających w równowadze ze sobą. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.

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.

Ropa naftowa (olej skalny, czarne złoto) – ciekła kopalina, złożona z mieszaniny naturalnych węglowodorów gazowych, ciekłych i stałych (bituminów), z niewielkimi domieszkami azotu, tlenu, siarki i zanieczyszczeń. Ma podstawowe znaczenie dla gospodarki światowej jako surowiec przemysłu chemicznego, a przede wszystkim jako jeden z najważniejszych surowców energetycznych.
Polska, oficjalnie Rzeczpospolita Polska – państwo położone w Europie Środkowej nad Morzem Bałtyckim. Graniczy z Niemcami (na zachodzie), Czechami i Słowacją (na południu), Ukrainą i Białorusią (na wschodzie), na północnym wschodzie z Litwą oraz na północy z Rosją (obwód kaliningradzki). Ponadto polska granica wyłącznej strefy ekonomicznej na Bałtyku graniczy ze strefami Danii i Szwecji.

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.

Kogeneracja (także skojarzona gospodarka energetyczna lub CHP - Combined Heat and Power) jest to proces technologiczny jednoczesnego wytwarzania energii elektrycznej i użytkowej energii cieplnej w elektrociepłowni. Ze względu na mniejsze zużycie paliwa, zastosowanie kogeneracji daje duże oszczędności ekonomiczne i jest korzystne pod względem ekologicznym - w porównaniu z odrębnym wytwarzaniem ciepła w klasycznej ciepłowni i energii elektrycznej w elektrowni kondensacyjnej.
Wózek jezdniowy podnośnikowy nazywany zwyczajowo wózkiem widłowym to kołowy pojazd mechaniczny o napędzie silnikowym, przystosowany do przewozu materiałów o znacznej (do kilkudziesięciu ton, zależnie od typu) masie, stosowany w transporcie bliskim i magazynowaniu. Używany jest głównie do prac rozładunkowych w magazynach, portach czy fabrykach. Do transportu przy pomocy wózka widłowego materiał przeznaczony do przemieszczenia najczęściej umieszcza się na drewnianych paletach.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)