Алгоритм визначення ефективності використання біогазових сумішей в промислових пічних установках
Loading...
Date
2019
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UK: Актуальність. Для встановлення доцільності використання біогазу в умовах різних галузей промисловості і, зокрема, металургійній, у статті запропоновано послідовність розрахунку оптимальних умов забезпечення пічних установок біогазовими сумішами різної якості та калорійності. Останнє дозволить знизити залежність зазначених підприємств від традиційних видів палива та підвищити їх енергетичну ефективність в умовах зростання вартості енергоресурсів. Метою є дослідження можливості впровадження біогазових технологій в умовах промислових підприємств задля переведення термічних та нагрівальних печей на біогаз із врахуванням головних критеріїв та вимог щодо кінцевої якості палива. Практична цінність. Розроблено алгоритм визначення доцільності та ефективності використання біогазових сумішей в якості альтернативного палива для енергозабезпечення термічних та нагрівальних печей промислових підприємств. Алгоритм враховує широкий перелік вихідних даних для розрахунку, серед яких головними слід вважати хімічний склад необробленої сирої біогазової суміші, теплотворну здатність при спалюванні в термічних установках промислових підприємств, характеристики обладнання системи видалення шкідливих домішок та збагачення шляхом вилучення надмірної кількості вуглекислого газу CO2 до необхідного в конкретному випадку рівня, вартість традиційного природного газу і біогазового палива, екологічні обмеження за вмістом шкідливих речових у відхідних газах та передбачає наявні можливі додаткові штрафні санкції, які враховуються при визначенні техніко-економічних показників, та інші. Наукова новизна. Запропоновано математичний апарат для визначення можливості та доцільності використання біогазових технологій в умовах будь-якого промислового підприємства. Результати. Встановлено в результаті розрахунку економічних показників впровадження біогазових технологій на прикладі реального об’єкта можливість переводу останнього на запропонований вид енергоресурсу. В умовах постійного зростання вартості традиційних джерел енергії заміна їх на поновлювані є актуальним. Серед відомих досліджень в даному напрямку, комплексний підхід до вирішення проблеми використання низькокалорійних палив в енергетичному обладнанні з урахуванням якісних показників біогазу, не розглядався.
RU: Актуальность. Для установления целесообразности использования биогаза в условиях различных отраслей промышленности и, в частности, металлургической, в статье предложено последовательность расчета оптимальных условий обеспечения печных установок биогазовых смесями разного качества и калорийности. Последнее позволит снизить зависимость указанных предприятий от традиционных видов топлива и повысить их энергетическую эффективность в условиях роста стоимости энергоресурсов. Целью является исследование возможности внедрения биогазовых технологий в условиях промышленных предприятий для перевода термических и нагревательных печей на биогаз с учетом основных критериев и требований к конечному качеству топлива. Практическая ценность. Разработан алгоритм определения целесообразности и эффективности использования биогазовых смесей в качестве альтернативного топлива для энергообеспечения термических и нагревательных печей промышленных предприятий. Алгоритм учитывает широкий перечень исходных данных для расчета, среди которых главными следует считать химический состав необработанной сырой биогазовой смеси, теплотворную способность при сжигании в термических установках промышленных предприятий, характеристики оборудования системы удаления вредных примесей и обогащения путем изъятия избыточного количества углекислого газа CO2 до необходимого в конкретном случае уровня, стоимость традиционного природного газа и биогазового топлива, экологические ограничения по содержанию вредных вещественных в отходящих х газах и предусматривает имеющиеся возможные дополнительные штрафные санкции, которые учитываются при определении технико-экономических показателей и другие. Научная новизна. Предложено математический аппарат для определения возможности и целесообразности использования биогазовых технологий в условиях любого промышленного предприятия. Результаты. Установлено в результате расчета экономических показателей внедрения биогазовых технологий на примере реального объекта возможность перевода последнего на предложенный вид энергоресурса. В условиях постоянного роста стоимости традиционных источников энергии замена их на возобновляемые является актуальным. Среди известных исследований в данном направлении, комплексный подход к решению проблемы использования низкокалорийных топлив в энергетическом оборудовании с учетом качественных показателей биогаза, не рассматривался.
EN: Relevance. To establish the feasibility of using biogas in various industries and, in particular, metallurgical, the article proposes a sequence of calculating the optimal conditions for providing furnace installations with biogas mixtures of different quality and calorific value. The latter will reduce the dependence of these enterprises on traditional fuels and increase their energy efficiency in the face of rising energy costs. The goal is to study the possibility of introducing biogas technologies in industrial enterprises to transfer thermal and heating furnaces to biogas, taking into account the main criteria and requirements for the final quality of the fuel. Practical value. An algorithm has been developed to determine the feasibility and effectiveness of using biogas mixtures as an alternative fuel for energy supply of thermal and heating furnaces of industrial enterprises. The algorithm takes into account a wide range of initial data for calculation, among which the main ones are the chemical composition of the raw biogas mixture, calorific value when burning in thermal plants of industrial enterprises, the characteristics of the equipment for the removal of harmful impurities and enrichment by removing excess carbon dioxide CO2 to the required amount in a specific case level, the cost of traditional natural gas and biogas fuels, environmental restrictions on the harm content material in flue gas and provides for the possible additional penalties that are taken into account when determining the technical and economic indicators and others. Scientific novelty. A mathematical apparatus is proposed for determining the feasibility and expediency of using biogas technologies in any industrial enterprise. Results. It was established as a result of calculating the economic indicators of the introduction of biogas technologies on the example of a real object the possibility of transferring the latter to the proposed type of energy resource. In the context of a constant increase in the cost of traditional energy sources, their replacement with renewable ones is relevant. Among the well-known studies in this direction, an integrated approach to solving the problem of using low-calorie fuels in power equipment, taking into account the quality indicators of biogas, has not been considered.
RU: Актуальность. Для установления целесообразности использования биогаза в условиях различных отраслей промышленности и, в частности, металлургической, в статье предложено последовательность расчета оптимальных условий обеспечения печных установок биогазовых смесями разного качества и калорийности. Последнее позволит снизить зависимость указанных предприятий от традиционных видов топлива и повысить их энергетическую эффективность в условиях роста стоимости энергоресурсов. Целью является исследование возможности внедрения биогазовых технологий в условиях промышленных предприятий для перевода термических и нагревательных печей на биогаз с учетом основных критериев и требований к конечному качеству топлива. Практическая ценность. Разработан алгоритм определения целесообразности и эффективности использования биогазовых смесей в качестве альтернативного топлива для энергообеспечения термических и нагревательных печей промышленных предприятий. Алгоритм учитывает широкий перечень исходных данных для расчета, среди которых главными следует считать химический состав необработанной сырой биогазовой смеси, теплотворную способность при сжигании в термических установках промышленных предприятий, характеристики оборудования системы удаления вредных примесей и обогащения путем изъятия избыточного количества углекислого газа CO2 до необходимого в конкретном случае уровня, стоимость традиционного природного газа и биогазового топлива, экологические ограничения по содержанию вредных вещественных в отходящих х газах и предусматривает имеющиеся возможные дополнительные штрафные санкции, которые учитываются при определении технико-экономических показателей и другие. Научная новизна. Предложено математический аппарат для определения возможности и целесообразности использования биогазовых технологий в условиях любого промышленного предприятия. Результаты. Установлено в результате расчета экономических показателей внедрения биогазовых технологий на примере реального объекта возможность перевода последнего на предложенный вид энергоресурса. В условиях постоянного роста стоимости традиционных источников энергии замена их на возобновляемые является актуальным. Среди известных исследований в данном направлении, комплексный подход к решению проблемы использования низкокалорийных топлив в энергетическом оборудовании с учетом качественных показателей биогаза, не рассматривался.
EN: Relevance. To establish the feasibility of using biogas in various industries and, in particular, metallurgical, the article proposes a sequence of calculating the optimal conditions for providing furnace installations with biogas mixtures of different quality and calorific value. The latter will reduce the dependence of these enterprises on traditional fuels and increase their energy efficiency in the face of rising energy costs. The goal is to study the possibility of introducing biogas technologies in industrial enterprises to transfer thermal and heating furnaces to biogas, taking into account the main criteria and requirements for the final quality of the fuel. Practical value. An algorithm has been developed to determine the feasibility and effectiveness of using biogas mixtures as an alternative fuel for energy supply of thermal and heating furnaces of industrial enterprises. The algorithm takes into account a wide range of initial data for calculation, among which the main ones are the chemical composition of the raw biogas mixture, calorific value when burning in thermal plants of industrial enterprises, the characteristics of the equipment for the removal of harmful impurities and enrichment by removing excess carbon dioxide CO2 to the required amount in a specific case level, the cost of traditional natural gas and biogas fuels, environmental restrictions on the harm content material in flue gas and provides for the possible additional penalties that are taken into account when determining the technical and economic indicators and others. Scientific novelty. A mathematical apparatus is proposed for determining the feasibility and expediency of using biogas technologies in any industrial enterprise. Results. It was established as a result of calculating the economic indicators of the introduction of biogas technologies on the example of a real object the possibility of transferring the latter to the proposed type of energy resource. In the context of a constant increase in the cost of traditional energy sources, their replacement with renewable ones is relevant. Among the well-known studies in this direction, an integrated approach to solving the problem of using low-calorie fuels in power equipment, taking into account the quality indicators of biogas, has not been considered.
Description
В. Коваленко: ORCID 0000-0001-5950-4412
Keywords
енергоефективність, біогазові технології, біогаз, природний газ, очищення, збагачення, промислові печі, энергоэффективность, биогазовые технологии, биогаз, газ, очистка, обогащение, промышленные печи, energy efficiency, biogas technologies, biogas, natural gas, purification, enrichment, industrial furnaces
Citation
Коваленко, В. Л., Сердюк К. М., Кузнецова А. В. Алгоритм визначення ефективності використання біогазових сумішей в промислових пічних установках. Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті. 2019. № 17. С. 118–124. DOI: 10.15802/ecsrt2019/245727.