Открытый доступ
Платный доступ
Исследование влияния состава биогаза на характеристики его сжигания в котлах
Аннотация
Для оценки возможности замены природного газа биогазом исследовалось влияние состава газообразного топлива на характеристики его сжигания в котлах малой мощности двух типов – жаротрубного и водотрубного. Выполнен поверочный тепловой расчет при использовании в качестве топлива природного газа и биогаза двух составов, исследовано влияние на параметры работы котлов изменения содержание метана в топливе с 35 % до 100 %. Установлено, что при замене природного газа биогазом основные изменения работы котла происходят из-за уменьшения температуры горения, что вызывает изменение количества теплоты, передаваемой излучением в топке. Параметры теплообмена и температуры газов в последующих зонах практически не зависят от состава биогаза. При уменьшении содержания метана в топливе КПД котла падает из-за повышения энтальпии продуктов сгорания и температуры отходящих газов. Сделан вывод, что замена природного газа на биогаз или низкосортные газы не потребует конструктивного изменения котла, необходимо будет только использовать горелку на другие расходы газа и воздуха или обеспечить автоматическое регулирование сжигания газа с поддержанием постоянного коэффициента избытка воздуха и контролем отсутствия недожога.
Ключевые слова
Литература
Трубаев, П. А. Мониторинг выхода биогаза с тела полигона ТКО / П. А. Трубаев, А. С. Клепиков, О. В. Веревкин и др. // Энергетические системы. — 2019. — № 1. — С. 252 – 259.
Obaideen, K. Biogas role in achievement of the sustainable development goals: Evaluation, Challenges, and Guidelines / K. Obaideen, M. A. Abdelkareem, T. Wilberforce, et al. // J Taiwan Inst Chem Eng. 2022. Vol. 131. — P. 104207.
Trubaev, P. A. Investigation of Landfill Gas Output from Municipal Solid Waste at the Polygon / P. A. Trubaev, O. V. Verevkin, B. M. Grishko, et al. // J Phys Conf Ser. 2018. Vol. 1066(1). — P. 012015.
Scarlat, N. Biogas: Developments and perspectives in Europe / N. Scarlat, J. F. Dallemand, F. Fahl // Renew Energy. — 2018. — Vol. 129. P. 457 – 472.
Трубаев, П. А. Оценка энергетического потенциала свалочного газа / П. А. Трубаев // Энергетические системы. 2021. — № 1. — C. 91 – 105.
Jeremiah, M. Relationship Between Electricity Consumption and Economic Development / M. Jeremiah, et al. // 2021 International Conference on Electrical, Computer and Energy Technologies (ICECET). Vol. 8. — Cape Town: IEEE, 2021. — P. 21705815.
Суслов, Д. Ю. Моделирование сжигания биогаза в инжекционной горелке с тепловым рассекателем / Д. Ю. Суслов, Р. С. Рамазанов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. — 2020. — № 4. — С. 40 – 47.
Kabeyi, M. J. B. Technologies for biogas to electricity conversion / M. J. B. Kabeyi, O. A. Olan-rewaju // Energy Reports. — 2022. — Vol. 8. — P. 774 – 786.
Mohammadpour, M. Thermal performance and heat transfer characteristics analyses of oxy-biogas combustion in a swirl stabilized boiler under various oxidizing environments / M. Mohammadpour, M. Ashjaee, E. Houshfar // Energy. — 2022. — Vol. 261. — P. 125206.
Sun, Q. Selection of appropriate biogas upgrading technology-a review of biogas cleaning, upgrading and utilization / Q. Sun, H. Li, J. Yan, et al. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. — 2015. — Vol. 51. P. — 521 – 532.
Jaffrin, A. Landfill Biogas for heating Greenhouses and providing Carbon Dioxide Supplement for Plant Growth / A. Jaffrin, N. Bentounes, A. M. Joan, S. Makhlouf // Biosyst Eng. — 2003. — Vol. 86. — P. 113 – 123.
Ding, Y. Chemiluminescence based operating point control of domestic gas boilers with variable natural gas composition / Y. Ding, D. Durox, N. Darabiha, T. Schuller // Appl. Therm. Eng. — 2019. — Vol. 149. P. 1052 – 1060.
Korberg, A. D. The role of biogas and biogas-derived fuels in a 100% renewable energy system in Denmark / A. D. Korberg, I. R. Skov, B. V. Mathiesen // Energy. — 2020. — Vol. 199. P. 117426.
Alengebawy, A. Understanding the environmental impacts of biogas utilization for energy production through life cycle assessment: An action towards reducing emissions / A. Alengebawy, B. A. Mohamed, N. Ghimire, et al. // Environ Res. — 2022. — Vol. 213. P. 113632.
Kaparaju, P. Generation of heat and power from biogas for stationary applications: boilers, gas engines and turbines, combined heat and power (CHP) plants and fuel cells / P. Kaparaju, J. Rintala // The Biogas Handbook: Science. — Sawston: Woodhead Publishing, 2013. — P. 404 – 427.
Balanescu D. T. Study on condensing boiler technology potential accounting various fuels / D. T. Balanescu, V. M. Homutescu // Procedia Manuf. — 2019. — Vol. 32. — P. 504 – 512.
Zheng, W. Effects of methane addition on laminar flame characteristics of premixed blast furnace gas / air mixtures / W. Zheng, L. Pang, Y. Liu et al // Fuel. — 2021. — Vol. 302. — P. 121100.
Плотников, С. А. О некоторых особенностях работы двигателя на генераторном газе / С. А. Плотников, П. Я. Кантор, А. С. Зубакин, М. Н. Втюрина // Труды НГТУ им. Р. Е. Алексеева. — 2019. — № 2 (125). — С. 192 – 196.
Brequigny, P. Performances of a producer gas from sewage sludge gasification enriched with ammonia in a spark-ignition engine / P. Brequigny, E. Pacaud, C. Mounaďm-Rousselle // Biomass Bioenergy. — 2023. — Vol. 171. — P. 106731.
Терехин, Н. А. Углегазификатор для получения водяного газа. Система управления технологическим процессом / Н. А. Терехин, Т. В. Камленок // Решетневские чтения. Т. 1. — Красноярск: СИБГУ им. М. Ф. Решетнева, 2010. — С. 335 – 336.
Amjad, A. K. Utilizing coke oven gases as a fuel for a cogeneration system based on high temperature proton exchange membrane fuel cell; energy, exergy and economic assessment / A. K. Amjad, S. M. S. Mahmoudi, M. Yari // Int J Hydrogen Energy. — 2022. — Vol. 47, № 62. — P. 26091 – 26113.
Bermúdez, J. M. An overview of novel technologies to valorise coke oven gas surplus / J. M. Bermúdez, A. Arenillas, R. Luque, J. A. Menéndez // Fuel Processing Technology. — 2013. — Vol. 110. — P. 150 – 159.
Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод / 3-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Изд-во НПО КЦТИ, 1998. — 256 с.
Норкин, Н. Н. Исследование структуры пламени водяного газа / Н. Н. Норкин, Д. Г. Спецци // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 1948. — Т. 66, № 3. — С. 83 – 107.
Абрамов, Н. Ф. Рекомендации по расчету образования биогаза и выбору систем дегазации на полигонах захоронения твердых бытовых отходов / Н. Ф. Абрамов, Я. И. Вайсман, С. В. Максимова и др. — М.: Издательство ФГУП «ФЦ БОО», 2003. – 27 с.
Лумми, А. П. Расчет жаротрубно-дымогарного котла / А. П. Лумми, В. А. Мунц. — Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2009. — 31 с.
Лумми, А. П. Расчет водогрейного котла / А. П. Лумми, В. А. Мунц. — Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2009. — 41 с.
DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2024.63.86.005
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
1.gif)
.gif)
© 1998 — 2024 НТФ "Энергопрогресс"
Адрес редакции: 129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон редакции 234-7449.
E-mail: prom_energy@rambler.ru; prom_energy1@mail.ru