Spalanie gazów ziemnych niskokalorycznych w turbinach gazowych

• Autorzy: Ślefarski R. , Dobski T. , Grzymisławski P , Gołębiewski M.

Warianty tytułu

EN

Combustion of low calorific natural gas in gas turbines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań spalania gazów ziemnych niskokalorycznych LCNG - Low Calorific Natural Gases - w warunkach jakie panują w turbinach gazowych, za wyjątkiem ciśnienia, gdyż większość badań została wykonana dla ciśnienia otoczenia. Gazy LCNG mają podobne właściwości do gazów niekonwencjonalnych: uwięzionych i łupkowych. Stwierdzono, że spalanie gazów LCNG, zawierających nawet 50% azotu jest możliwe z puntu widzenia głównych parametrów pracy turbin: sprawności termodynamicznej, stabilności płomienia oraz emisji związków toksycznych NOx i CO. Parametry pracy są nawet lepsze niż turbin zasilanych gazami ziemnymi wysokometanowymi typu E, pod warunkiem dobrego zaprojektowania palników gazowych. Zasadniczo spalanie gazów LCNG powinno przebiegać w przepływie z silnym zawirowaniem, jednak stopień zawirowania, określony liczbą wirową S powinien być optymalnie dobrany do udziału molowego azotu w gazie. Wyniki badań i obliczeń zostały uzupełnione badaniami i oceną danych z elektrociepłowni wyposażonych w turbiny gazowe zasilane gazami ziemnymi niskokalorycznymi.

EN

Paper presents results of investigation combustion of natural gases- LCNG - Low Calorific Natural Gases - in the conditions as those used in a gas turbine, with the exception of the pressure, since most studies has been done for ambient pressure. LCNG gases have similar properties to the unconventional tight and shale gases. It has been found that the combustion LCNG gas containing 50% nitrogen as possible from the point of view of the main parameters of the gas turbine thermodynamic efficiency, flame stability and emission of pollutants: NOx and CO. Parameters are even better than the gas-powered turbines with H-Gas, on condition a good design of the gas burners. Essentially combustion gases LCNG should proceed in the flow with strong swirl, however, the degree of turbulence – particularly the swirl number S defined to be optimally selected for the mole fraction of nitrogen in the gas. Test results and calculations have been completed research and evaluation of data from power plants equipped with gas turbines powered by gas low-calorific natural gases.

Słowa kluczowe

PL

spalanie gazu ziemnego niskokalorycznego; turbiny gazowe; stabilność płomienia; praca turbin w warunkach zmiennych; emisja tlenków azotu

EN

combustion of low calorific natural gas; gas turbines; flame stability; operating turbines in variable conditions; emissions of nitrogen oxides

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 2
• Strony: 54--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Ślefarski R.

• Politechnika Poznańska

autor

Dobski T.

• Politechnika Poznańska

autor

Grzymisławski P

• Politechnika Poznańska

autor

Gołębiewski M.

• Politechnika Poznańska

Bibliografia

• [1] Chmielniak T., A Rusin, K. Czwiertnia: Turbiny Gazowe. Zakład Ossolińskich, 2001.
• [2] Chomiak J.: Podstawowe problemy spalania, PWN 1977.
• [3] T. Dobski: Spalanie Gazów ziemnych o dużej zawartości azotu w urządzeniach przemysłowych. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Nr 359, pp. 125, Poznan 2001.
• [4] T. Dobski, J. Chmielewski, R. Jankowski, D. Nowak, F. Magni: Experimental Experiences with Crude Oil Combustion in Strong Swirl Flow. ASME Turbo Expo 2010 June 14-18 Glasgow, Scotland Paper number: GT2010-22771, pp.1-7.
• [5] Dobski, T.: Combustion Gases in Modern Technologies, 2sd Ed. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, pp.208, Poznan 2012.
• [6] EN ISO 2314/1989: Badanie turbin gazowych.
• [7] Göran Tjellander: Island operation tests in a SCC-800 CHP Plant - an example from an operating plant in Sweden. Siemens Industrial Turbomachinery AB, Finspong, Sweden, CEPSI, 2008.
• [8] Petroleum Economist, August 2010
• [9] Klaus Riedle: Siemens Gas Turbine Development. International Symposium on New Technology of Using Natural gases in Industrial and Domestic Sectors, Poznan, September 25-27, 2006.
• [10] Mitchell D. Smooke: The Computation of Laminar Flames. 34th Combustion Symposium Warsaw University of Technology, Poland August 1, 2012.
• [11] H. Spliedthoff: Power Generation from Solid Fuels. Springer 2010.
• [12] R. Ślefarski, T. Dobski, P. Grzymisławski: Praca turbin gazowych w zmiennych warunkach obciążenia. XVI Konferencja Gazterm 2013, Międzyzdroje, 13-15 Maj 2013, str.: 132-139.
• [13] Zagospodarowanie krajowych zasobów gazów niskokalorycznych - badania i optymalizacja spalania gazów ziemnych niskokalorycznych w układach kogeneracyjnych opartych o turbiny gazowe i silniki tłokowe małych mocy. Grant Rozwojowy realizowany w Politechnice Poznańskiej nr NR06-0021-10/2010.