РД 03112194-1095-03 Руководство по организации эксплуатации газобаллонных автомобилей, работающих на компримированном природном газе

3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПРИМИРОВАННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Природный газ, состоящий в основе своей из метана (от 82% до 98% с небольшой примесью этана (до 6%), пропана (до 1,5%) и бутана (до 1,0%), в силу своих физико-химических свойств удовлетворяет большинству требований, предъявляемых к топливу для автомобилей:

- обладает хорошей смешиваемостью с воздухом для образования однородной горючей смеси;

- имеет высокую калорийность горючей смеси и высокое октановое число (ОЧМ>102-105 ед.), что не допускает детонационного сгорания в цилиндрах двигателя и позволяет использовать высокие степени сжатия;

- обеспечивает минимальное количество веществ, вызывающих коррозию поверхностей двигателей, окисление и разжижение моторного масла в картере двигателя;

- обеспечивает минимальное образование токсичных и канцерогенных веществ в продуктах сгорания;

- обладает способностью сохранять стабильность компонентного состава, физико-химические и моторные свойства;

- имеет минимальное содержание смолистых веществ и механических примесей, способствующих нагарообразованию и загрязнению систем питания и зажигания двигателя.

К недостаткам природного газа следует отнести следующее:

- наличие низкого цитанового числа (ЦЧ=10) и, следовательно, плохой воспламеняемости (640680 °С) по сравнению с нефтяным топливом (например, у бензина - 270330 °С);

- уменьшенная по сравнению с жидким нефтяными топливом скорость горения;

- меньшая плотность газовоздушной среды по сравнению с плотностью воздуха.

Чтобы компенсировать эти недостатки при использовании КПГ в дизельных двигателях, т.е. сохранить мощностные показатели и величину крутящего момента, в них использован рабочий процесс по "газодизельному циклу", когда воспламенение газовоздушной смеси происходит за счет "запальной" дозы дизельного топлива.

Кроме того, в настоящее время в дизельных двигателях при переводе их на КПГ используют воспламенение газовоздушной смеси от электрической искры.

Опыт эксплуатации газобаллонных автомобилей показал, что удовлетворительные показатели по мощности, топливной экономичности, выбросам вредных веществ и дымность отработавших газов двигателями могут быть обеспечены при строгой регламентации компонентного состава газа, поставляемого в качестве топлива для автомобильного транспорта.

В соответствии с ГОСТом 27577-2000 компримированный природный газ должен соответствовать требованиям и нормам, приведенным в таблице 3.1.

Таблица 3.1

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КОМПРИМИРОВАННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА
ДЛЯ ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ПО
ГОСТ 27577-2000


NN пп.	Наименование показателя	Единица измерения	Нормативные значения
1	2	3	4
1.	Объемная теплота сгорания низшая, не менее	кДж/м	31800
2.	Относительная плотность к воздуху	-	0,55-0,70
3.	Расчетное октановое число газа (по моторному методу), не менее	-	105
4.	Концентрация сероводорода, не более	г/м	0,02
5.	Концентрация меркаптановой серы, не более	г/м	0,036
6.	Масса механических примесей, не более	мг/в 1-ом·м	1,0
7.	Суммарная объемная доля негорючих компонентов, не более	%	7,0
8.	Объемная доля кислорода, не более	%	1,0
9.	Концентрация паров воды, не более	мг/м	9,0
Примечание: Значения показателей установлены при температуре 293 °К (20 °С) и давлении 0,1013 МПа (760 мм рт.ст.).

Применение КПГ в качестве моторного топлива на автомобильном транспорте требует соблюдения определенных мер безопасности.

Природный газ относится к группе веществ, способных образовать с воздухом пожаро-взрывоопасные смеси.

Концентрационные пределы воспламенения (по метану) в смеси с воздухом в объемных долях составляют: нижний - 5%, верхний - 15%.

Содержание газа в воздухе помещений и на рабочих местах (по метану) не должно быть более 20% от нижнего концентрационного предела его воспламенения (НКПВ), т.е. не более 1,0% по объему.

По токсикологической характеристике природный газ, являющийся смесью углеводородных газов, в состоянии с требованиями ГОСТ 12.1.007-76, относится к веществам 4-го класса опасности.

Концентрация углеводородов компримированного природного газа в воздухе рабочей зоны не должна превышать предельно допустимую (ПДК) по ГОСТ 12.1.005-88 и гигиенических нормативов ГН 2.2.5.686-98 - 300 мг/м в пересчете на углеводород. Предельно допустимая концентрация сероводорода в воздухе рабочей зоны не должна превышать 10 мг/м сероводорода в смеси с углеводородами С1-С2 - 3 мг/м.