Jakość autogazu

Czyste paliwo

Nowoczesne jednostki napędowe wymagają paliw o coraz wyższej jakości. Wynika to ze stosowania skomplikowanych układów paliwowych, które pozwalają na spełnienie obowiązujących wymagań ekologicznych.

fot. gazeo.plWnętrze jednostopniowego reduktora-parownika instalacji gazowej IV generacji eksploatowanego przy użyciu gazu o niskiej jakości (oleiste zanieczyszczenia)

Podążając za technologią stosowaną w silnikach benzynowych również gazowe układy zasilania stają się coraz bardziej skomplikowane. Ich elementy są coraz bardziej złożone, ponieważ muszą zapewnić wysoką precyzję dawkowania paliwa, niezbędną do spełnienia wymagań emisyjnych i obowiązujących standardów EOBD. Zanieczyszczenia oprócz bezpośredniego negatywnego wpływu na pracę precyzyjnych elementów, pracujących
z małymi luzami montażowymi (np. wtryskiwacze gazu) mogą również oddziaływać na instalację w sposób pośredni, poprzez wywoływanie korozji elementów metalowych. Dlatego właśnie jakość paliwa bezpośrednio przekłada się
na trwałość instalacji gazowych. Bardzo ważne jest także odpowiednie oczyszczanie paliwa gazowego w samej instalacji, co zapewnia terminowa wymiana wkładów filtracyjnych (fazy ciekłej i gazowej).
Poniżej przedstawiamy wymagania jakim powinien odpowiadać autogaz oraz wpływ zanieczyszczeń na poszczególne parametry tego paliwa.

Obowiązujące wykonawcze akty prawne

Sprawdzane są parametry gazu określone w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 28 grudnia 2006 r. w sprawie wymagań jakościowych dla gazu skroplonego LPG (Dz. U. Nr 251 poz. 1851). Kolejne Rozporządzenia Ministra Gospodarki: z dnia 31 stycznia 2007 r. w sprawie pobierania próbek gazu skroplonego i z dnia 23 marca 2007 r. w sprawie metod badania jakości gazu skroplonego LPG określają szczegółowe wymagania odnośnie przeprowadzania badań jakości gazu płynnego.

Obowiązujące normy

Rozporządzenia opierają się na normach: PN-EN 589:2006 (Paliwa do pojazdów samochodowych LPG. Wymagania i metody badań); PN-EN ISO 4257:2004 (Skroplone gazy węglowodorowe. Metoda pobierania próbek); PN-EN ISO 4259:2009 (Przetwory naftowe. Wyznaczanie i stosowanie precyzji metod badania) - do oceny i interpretacji wyników badań oraz ZN/MG/CN-18:2007. Ta ostatnia jest Normą Zakładową Instytutu Energii i Paliw Odnawialnych, która określa metody poboru próbek gazu z dystrybutora (nie określono jeszcze wymagań europejskich w tym zakresie).

fot. gazeo.plGaz niskiej jakości wpływa również na wtryskiwacze gazu. Oleiste zanieczyszczenia utrudniają poruszanie się tłoczków w korpusie wtryskiwacza, czasami doprowadzając do sklejenia obu części

Normy a obowiązujące prawo

Niestety Rozporządzenia nie nadążają za normami, są oparte o wymagania z roku 2006. Różnice polegają na innych wartościach niektórych parametrów, np. wartości pozostałości po odparowaniu. W najnowszej edycji normy PN-EN 589:2009 wynosi ona 60 mg/kg, podczas gdy rozporządzenie określa tę wartość na 100 mg/kg (na podstawie tej samej normy, tylko, że z 2006 r.). Pozostałość po odparowaniu określa skłonność gazu do odkładania osadów w silniku, zatem im mniejsza jej wartość tym lepiej dla jednostki napędowej.

Parametr ten jest wyznaczany na podstawie normy PN-EN 15470 z wykorzystaniem metody chromatografii, znacznie bardziej dokładnej i przyjaznej środowisku, dzięki możliwości wykorzystania znacznie mniejszej próbki.

Kolejna różnica polega na wyznaczaniu zawartości wody w gazie płynnym. Obecnie zawartość wody określa się przez wymrażanie próbki i obserwację powstających kryształków lodu, co zapewnia większą dokładność pomiaru.

Norma PN-EN 589:2009 dopuszcza także zawartość metanolu podczas gdy edycja z 2006 r. nie dopuszczała
w składzie LPG tego związku. Jego zawartość może wynosić maksymalnie 2000 mg/kg.

Wpływ składu chemicznego na parametry LPG

Jakość spalania gazu płynnego w silniku wynika przede wszystkim z jego składu węglowodorowego. To on wpływa na wartość liczby oktanowej (LO) oraz prężność par.

Liczba oktanowa motorowa

Na wartość liczby oktanowej (LO) gazu płynnego największy wpływ ma izobutan, mający największą cząstkowa liczbę oktanową oraz propan i n-butan. Mniej pożądane w odniesieniu do tego parametru są składniki nienasycone (alkeny).

Wartość liczby oktanowej motorowej w świetle PN-EN 589:2009 musi wynosić min. 89. Przypomnijmy,
że odpowiednia liczba oktanowa zapewnia spalanie paliwa bez szkodliwego dla silnika zjawiska spalania stukowego.

W największym stopniu wartość LO obniżają dieny (grupa węglowodorów nienasyconych), które dodatkowo wykazują wysoką skłonność do polimeryzacji. Skutkuje to większą wartością pozostałości po odparowaniu oraz skłonnością do powstawania osadów i nagarów w silniku. Dlatego zawartość dienów jest ściśle limitowana przez normę PN-EN 589:2009 do wartości 0,5%.

Prężność par

Zbyt niska wartość prężności par powoduje kłopoty z uruchomieniem silnika. Zbyt wysoka wartość tego parametru skutkuje skłonnością paliwa do lokalnego odparowywania w przewodach (zanim trafi do reduktora-parownika). Objawia się to obniżeniem mocy silnika czy przerwami w jego pracy.

Na wartość prężności par zasadniczy wpływ ma właśnie skład węglowodorowy LPG, im wyższa zawartość propanu tym większa prężność par. Z tego właśnie powodu zimą zwiększa się zawartość propanu w gazie płynnym. Najbardziej optymalna w warunkach zimowych jest mieszanka o zawartości 60% propanu i 40% butanu. Oczywiście w dostosowywaniu tego parametru do warunków klimatycznych należy brać pod uwagę aspekt ekonomiczny, ponieważ propan jest znacznie droższy od butanu.