Дослідження робочого процесу водотрубно-димогарних котлів при роботі на біогазі

А.І. Дульський; О.А.  Сірий

doi:10.31498/2225-6733.50.2025.336329

Автор(и)

А.І. Дульський Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна https://orcid.org/0009-0005-3331-6241
О.А. Сірий Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна https://orcid.org/0000-0001-5811-9037

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.50.2025.336329

Ключові слова:

біогаз, котел ВК-32, CFD-моделювання, викиди NOₓ, адаптація пальника

Анотація

Досліджено робочий процес водотрубно-димогарного котла ВК 32 при переході з природного газу на біогаз (70% CH₄, 30 % CO₂) із застосуванням CFD моделювання. Верифікована на експериментальних даних модель дозволила оцінити вплив зміни палива на процес горіння, структуру температурного поля та утворення оксидів азоту. Проаналізовано гідродинаміку паливно повітряних струменів і розраховано безрозмірний гідродинамічний параметр q. Підкреслено важливість модернізації існуючого теплотехнічного обладнання. Запропоновано адаптаційні заходи – коригування геометрії пальникового колектора – для забезпечення стабільності факела та ефективної роботи котла на паливі з нижчою теплотворною здатністю

Біографії авторів

А.І. Дульський , Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ

Аспірант

О.А. Сірий , Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ

Кандидат технічних наук, доцент

Посилання

Дульський А.І., Сторожук М.С. Альтернативні палива в енергетиці, проблеми та перспективи. Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки. 2023. Т. 34(73), № 5. С. 300-309. DOI: https://doi.org/10.32782/2663-5941/2023.5/46.

Особливості синтезу системи виробництва і спалювання біогазу на спиртзаводі / Боднар Л.А., Денесяк Д.І., Іщенко К.О., Лукьянец А.С. Сучасні технології,матеріали і конструкції в будівництві. 2009. Вип. 25, № 2. С. 145-151. DOI: https://doi.org/10.31649/2311-1429-2018-2-145-151.

Biogas production – A review on composition, fuel properties, feed stock and principles of anaerobic digestion / B. Bharathiraja et al. Renewable and sustainable Energy reviews. 2018. Vol. 90(April). Pp. 570-582. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.03.093.

Колієнко А.Г., Крошка О.В. Горючий газ й ефективність його використання в Україні: основні проблемні питання. Ч. 2. URL: https://bizagro.com.ua/goryuchyj-gaz-j-efektyvnist-jogo-vykorystannya-v-ukrayini-osnovni-problemni-pytannya-2/ (дата звернення: 15.04.2025).

Бондар Л.А., Куленко О.О. Особливості спалю-вання суміші газів в промислових теплогенеруючих установках. Матеріали LIІ науково-технічної конференції підрозділів ВНТУ, м. Вінниця, 21-23 червня 2023 р. С. 1-3.

Абдулін М.З., Горбань К.С., Сірий О.А. Взаємозв’язок робочого процесу пальникового пристрою на основі струменево-нішової технології спалювання газу з екологічними аспектами роботи вогнетехнічних об’єктів. Теплофізика та теплоенергетика. 2019. Вип. 41(3). С. 63-69. DOI: https://doi.org/10.31472/ttpe.3.2019.9.

Сірий О.А., Кобилянська О.О. Шляхи покра-щення сталості горіння в стабілізаторних елементах прямоточних пальникових систем. Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки, 2023, т. 34(73), № 5. С. 310-315. DOI: https://doi.org/10.32782/2663-5941/2023.5/47.

Абдулін М.З., Сірий О.А. Дослідження сталості процесу горіння у струменево-нішевій системі спалювання палива. Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки. 2018. Т. 29(68), № 1(2). С. 55-60.

Технічні характеристики Котла сталевого водогрійного КСВа-2,5 «ВК-32». URL: https://megavat.com.ua/products/kotly-vodogrijni/kotly-stalevi-vodogrijni-ksva-vk-32/ksva-2-5-vk-32/ (дата звернення: 10.03.2025).

Токарчук Д.М., Пришляк Н.В., Паламаренко Я.В. Перспективи використання відходів рослинництва на виробництво біогазу в Україні. Агросвіт. 2020, Вип. 22. С. 51-57. DOI: https://doi.org/10.32702/2306-6792.2020.22.51.

Impact of P-1 radiation model on simulated free jet flame characteristics of gaseous fuels: CFD with PDF approach / H.F. Elattar et al. Thermal Science. Vol. 27, no. 5B. Pp. 3921-3938. DOI: https://doi.org/10.2298/TSCI230109038E.

Noor M., Wandel A., Yusaf T. Detail guide for CFD on the simulation of biogas combustion in bluff-body mild burner. Proceedings of the 2nd International Conference on Mechanical Engineering Research (ICMER 2013), Pahang, Malaysia, July 1-4, 2013. Pp. 1-25.

Дульський А.І., Сірий О.А. CFD-Моделювання процесу спалювання суміші метан-біогаз у струменево-нішевому стабілізаторі полум’я. Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки. 2024. Т. 35(74), № 5. С. 6-12. DOI: https://doi.org/10.32782/2663-5941/2024.5.2/02.

Mordaunt C.J., Pierce W.C. Design and preliminary results of an atmospheric-pressure model gas turbine combustor utilizing varying CO2 doping concentration in CH4 to emulate biogas combustion. Fuel. 2014. Vol. 124. Pp. 258-268. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.01.097.

The role of dilution level and canonical configuration in the modeling of MILD combustion systems with internal recirculation / G. Ceriello et al. Fuel. 2020. Vol. 264. Article 116840. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.116840.