Bezpečnost

Home>
Bezpečnost>
Vlastnosti CNG

Vlastnosti CNG

Stlačený zemní plyn (CNG) v osobní dopravě a jeho bezpečnost

Z historie

Plyn - metan byl poprvé v historii použit v Ottově spalovacím motoru v roce 1872. Brzy se však k pohonu výbušných motorů začaly uplatňovat i dnes známé kapalné pohonné hmoty, a to nejdříve benzín (1873) a později nafta. Ty se pak koncem 19. a zejména ve 20. století staly rozhodujícímí pohonnými hmotami v automobilovém průmyslu.

Ke konci 19.století kapalná paliva - benzín, nafta a petrolej - nad plynem zvítězila. O návrat plynových vozidel v první polovině 20. století se postaral nedostatek kapalných pohonných hmot za první i druhé světové války. Použití stlačeného plynu k pohonu automobilů, tehdy ještě svítiplynu, má své počátky kolem roku 1930 ve Francii. Brzy se však rozšířilo do dalších evropských zemí.

V českých zemích začalo využívání plynu v dopravě v roce 1936. Konkrétně se jednalo o používání stlačeného svítiplynu k pohonu automobilů, autobusů a traktorů. Vítkovické železárny jako první vyráběly kompresní tankovací stanice a provozovaly na svítiplyn vlastní nákladní vozy. Zemní plyn jako pohonná hmota se začal v České republice uplatňovat od roku 1981, kdy byla provedena první přestavba vozidla na zemní plyn.

Zdroj: www.cng.cz

Základy bezpečnosti

Tlakové nádoby zemního plynu jsou na vozidlech umisťovány v pevném skeletu z kvalitního materiálu. Plyn je v tlakových nádobách uskladňován pod tlakem 200 barů. Ještě před zamontováním do vozu je každý zásobník zkoušen na tlak 300 barů, proti roztržení je odolný až do tlaku 450 - 500 barů. Každý zásobník plynu má vlastní elektronicky kontrolovaný ventil, který zapezpečuje dodávku zemního plynu do motoru pouze v době jeho chodu. Také speciální mechanické ventily přeruší dodávku paliva k motoru v případě snížení tlaku v přívodu plynu např. z důvodu nehody. Pro případ požáru jsou zásobníky plynu vybaveny ochrannou pojistkou, která zaručí řízené "odfouknutí" expandujícícho plynu v okamžiku, kdy teplota přesáhne hranici 110°C (přestože zemní plyn má teplotu vznícení 537°C).

Vozidla na zemní plyn jsou bezpečnější než vozidla používající benzín, naftu nebo LPG. Tento fakt vyplývá z fyzikálních vlastností zemního plynu, technického zebezpečení i ze zkušeností z dlouhodobého provozu.

Zemní plyn je, oproti kapalným palivům (benzínu, naftě, LPG), lehčí než vzduch
Teplota vzplanutí i vznícení u zemního plynu je oproti benzínu mnohonásobně vyšší.
Silnostěnné plynové tlakové nádoby, vyráběné z oceli nebo kopozitních materiálů, jsou bezpečnější než tenkostěnné nádrže na kapalné pohonné hmoty. Tlakové nádoby procházejí řadou zkoušek mnohem přísnějších oproti zkouškám nádrží kapalných paliv. Hlavně se zkouší odolnost proti nárazu, požáru, zvýšení tlaku. Ani v praktickém provozu, při havárii plynových vozidel, kdy byl automobil totálně zničen nebo po požáru garáže plynových autobusů, nedošlo k významnějšímu poškození plynových nádob. Aby byla bezpečnost vozidel na zemní plyn zajištěna dlouhodobě, jsou předepsány periodické kontroly a revize plynového zařízení.
Zemní plyn má nejpříznivější mez výbušnosti ve směsi se vzduchem ze všech pohonných hmot

CNG je zkratka anglického názvu pro stlačený zemní plyn - Compressed Natural Gas

Zemní plyn je užíván jako motorové palivo v klasických spalovacích motorech, benzínových nebo přímo plynových. Lze ho využívat jednak ve formě stlačeného plynu - CNG (tlak 200 barů), tak ve zkapalněné formě - LNG (při teplotě - 162°C). Ve světě v současnosti z obou forem převažuje využívání CNG.

Normativní dokumenty a předpisy k CNG

TDG 304 02

Plnicí stanice CNG pro motorová vozidla, technické požadavky, zkoušení, provoz, odborná způsobilost obsluhovatelů a kontrola provozu

TDG 982 01

Vybavení garáže, servisu, opravny a jiných prostor pro vozidla na CNG, vybavení prostor pro parkování, individuální, samostatné garáže, hromadné garáže a parkoviště (v úrovni terénu i mimoúrovňové), vybavení prostor pro provádění kontrolních a údržbových prací, odborná způsobilost a požadavky na provozovatele objektu

TDG 982 02

Podmínky provozu, oprav, údržby a kontrol vozidel na CNG, druh a charakter vozidla a palivové soustavy, osobní, dodávková vozidla, autobusy, nákladní vozidla, zvláštního určení, jednopalivová (CNG), dvoupalivová - Bifuel (CNG/benzín), odborná způsobilost

TDG 982 03

Plnící zařízení pro motorová vozidla s pohonem na zemní plyn, požadavky na provedení, instalaci a provoz odborná způsobilost uživatele.

Předpis č.110

Evropské hospodářské komise Organizace spojených národů (EHK/OSN) - jednotná ustanovení pro schvalování typu: I. zvláštních součástí motorových vozidel, která ve svém pohonném systému používají stlačený zemní plyn (CNG); II. vozidel s ohledem na zástavbu zvláštních součástí schváleného typu pro použití stlačeného zemního plynu (CNG) k jejich pohonu

Předpis č. 115

Evropské hospodářské komise Organizace spojených národů (EHK/OSN) - řešící problematiku dodatečné montáže CNG

Zpracovává se nová norma ČSN 6+5 6517 pro kvalitu CNG.

ČSN 730804

Požární bezpečnost staveb - výrobní objekty - příloha I Garáže

§ 19 vyhlášky Ministerstva dopravy a spojů č. 341/2008

§ 30 odst. 8) vyhlášky Ministerstva vnitra č. 23/2008

Porovnání vlastností pohonných hmot

<><><><><><><><><><><></>

Znak jakosti	Jedn.	Benziny	Nafty	LPG	Zemní plyn
Oktanové číslo, rozsah		91 - 98	-	100-110	128
Cetanové číslo, rozsah		-	51-55	-	-
Teplota vzplanutí	°C	- 20	55	-69 až -60	152
Teplota hoření	°C	- 20	80	-40	650
Teplota vznícení	°C	340	250	400-450	537
Teplota varu	°C	30 - 210	180-370	-42 až -0,5	- 161,6
Hustota při 15°C	kg/m³	720 -775	800-845	502 - 579	0,678
Min.výhřevnost kap.fáze, resp.plynné fáze	MJ/kg MJ/m³	43,5	41,8	46,5 94	34
Meze výbušnosti ve směsi se vzduchem	%	0,6 až 8	0,6 až 6,5	1,5 až 9,5	4,4 až 15
Třída nebezpečnosti		I.	III.	I.	IV.

Co prokázala odborná studie rakouského soudního znalce Dipl.Ing. Dr. Bernharda Schneidera

Ze zkoumaných scénářů "netěsná benzínová nádrž" a "netěsná tlaková nádrž na zemní plyn" vyplynulo, že v garáži o velikosti 35 m2 je směs zemního plynu a vzduchu méně nebezpečná než směs benzínu a vzduchu.
Teplota vzplanutí směsí benzínu a vzduchu je výrazně nižší než směsí zemního plynu a vzduchum což zvyšuje potenciál rizika u benzínových pohonů oproti pohonům na zemní plyn.
V garáži o velijkosti 250 m2 byla dolní hranice výbušnosti překročena pouze v případě netěsné benzínové nádrže.
Výsledkem zkoumaných scénářů "netěsná benzínová nádrž" a "netěsná tlaková nádrž na zemní plyn" vykázal scénář "netěsná benzínová nádrž" vyšší riziko.

Parkování vozů CNG v podzemních garážích ve světě

Stát	Zakázáno	Dovoleno	Bez legislativní úpravy	Stát	Zakázáno	Dovoleno	Bez legislativní úpravy
Finsko		x	x	Rakousko		x
Francie		x	x	Slovensko		x
Itálie		x		Slovinsko		x
Německo		x		Švédsko		x
Nizozemí		x		Švýcarsko		x
Portugalsko		x		Velká Británie		x

Doporučený postup při zásahu u mimořádných událostí

Dopravní nehoda

V případě dopravní nehody vozidla s pohonem na CNG je postup zásahu hasičů obdobný jako u vozidel na naftu nebo benzín. Oproti benzínovým pohonům mají vozidla jezdící na CNG několik pojistných prvků navíc. V prvé řadě se jedná o automatické pojistné ventily, které při poruše nebo přerušení vedení pohonných hmot, přeruší dodávku zemního plynu z tlakové lahve do motoru. Dále je také na každé nádrži se zemním plynem ruční ventil, kterým lze nádrž s plynem uzavřít.