Wpływ dodatku wodoru na eksploatację osiedlowej sieci gazowej

• Autorzy: Englart Sebastian , Jedlikowski Andrzej

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2023.7-8.2

Warianty tytułu

EN

The impact of hydrogen injection on the operation of a residential distribution gas network

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wtłoczenie wodoru do sieci gazowej każdorazowo wiąże się ze spadkiem kaloryczności powstałej mieszaniny gazu ziemnego w odniesieniu do objętości. Ze względu na wymóg dostarczania do odbiorców identycznego strumienia energii chemicznej zawartej w paliwie, niezbędna jest kompensacja zmniejszonej kaloryczności poprzez zwiększenie strumienia gazu kierowanego do odbiorców. Wymagane jest zatem precyzyjne rozpatrzenie wpływu dodatku wodoru na przepustowość gazociągu. Do tego celu przeanalizowano eksploatację osiedlowej sieci gazowej dostarczającej gaz do sześciu budynków mieszkalnych za pomocą czternastu przyłączy gazowych. Symulacja eksploatacji gazociągu wykazała maksymalny procentowy stopień dodatku wodoru do gazu ziemnego w zależności od jego struktury. Wariant dwupierścieniowy pozwolił na zastosowanie 55% dodatku wodoru, podczas gdy jednopierścieniowy - 49%.

EN

Injecting hydrogen into the gas network each time involves a decrease in the calorific value of the resulting natural gas mixture by volume. Due to the requirement to deliver an identical stream of chemical energy contained in the fuel to consumers, it is necessary to compensate for the reduced calorific value by increasing the stream of gas directed to consumers. Thus, precise consideration of the impact of the addition of hydrogen on the capacity of the pipeline is required. For this purpose, the operation of a neighborhood gas network supplying gas to six residential buildings via fourteen gas connections was analyzed. The maximum percentage of hydrogen addition was determined, and a solution was proposed to increase the capacity of the gas network. Simulation of the pipeline operation showed the maximum percentage of hydrogen addition to natural gas depending on its structure. The two-ring variant allowed 55% hydrogen addition, while the single-ring variant allowed 49%.

Słowa kluczowe

PL

sieć pierścieniowa; paliwo gazowe; metoda Hardy’ego Crossa

EN

ring network; gas fuel; Hardy Cross method

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 7/8
• Strony: 14--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Englart Sebastian

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Klimatyzacji, Ogrzewnictwa, Gazownictwa i Ochrony Powietrza, Wrocław

• https://orcid.org/0000-0002-5407-4617

autor

Jedlikowski Andrzej

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Klimatyzacji, Ogrzewnictwa, Gazownictwa i Ochrony Powietrza, Wrocław

• https://orcid.org/0000-0002-2456-253X

Bibliografia

• [1] Trójmiasto.pl, Wodór i biometan w sieciach gazowych. Powstanie pierwszy wodorociąg w Polsce (dostęp 29.04.2023), https://biznes.trojmiasto.pl/Wodor-i-biometan-w-sieciach-gazowych-Powstanie-pierwszy-wodorociag-w-Polsce-n172281.html.
• [2] CIRE.pl, Gaz ziemny z wodorem - mniej dwutlenku węgla (dostęp 29.04.2023), https://www.cire.pl/artykuly/serwis-informacyjny-cire-24/154104-gaz-ziemny-z-wodorem-mniej-dwutlenku-wegla.
• [3] H2 Poland Eu, Sieci gazowe mogą posłużyć do przesyłu wodoru (dostęp 29.04.2023), https://h2poland.eu/en/categories/transmission-storage/gas-network-transmission/sieci-gazowe-moga-posluzyc-do-przesylu-wodoru/.
• [4] Jaworski J., Kukulska-Zając E., Kułaga P., Wybrane zagadnienia dotyczące wpływu dodatku wodoru do gazu ziemnego na elementy systemu gazowniczego, Nafta-Gaz 2019, nr 10, s. 625-632.
• [5] Chaczykowski M., Osiadacz A.J., Technologie Power-to-gas, Przegląd Gazowniczy nr 49 (1), 2016, s. 40-44.
• [6] Chaczykowski M., Osiadacz A.J., Power-to-gas technologies in terms of the integration with gas networks, Transactions of The Institute of Fluid-Flow Machinery, No. 137, 2017, 85-103.
• [7] IRENA, Hydrogen from renewable power: Technology outlook for the energy transition, International Renewable Energy Agency, 2018.
• [8] Szoplik J., Ciuksza M., Analiza zmian w przepływie mieszanin gazu ziemnego i wodoru siecią rurociągów, Instal nr 5, 2021, s. 22-27 DOI 10.36129/15.2021.5.3.
• [9] European Commission, Joint Research Centre, Kanellopoulos, K., Busch, S., De Felice, M., et al., Blending hydrogen from electrolysis into the European gas grid, Publications Office of the European Union, 2022.
• [10] Jedlikowski A., Englart S., Skrzycki M., Modelowanie zapotrzebowania na paliwo gazowe w obiektach gastronomicznych. Instal, 2022, nr 10, s. 26-33 DOI 10.36129/15.2022.10.3.
• [11] Rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 6 sierpnia 2022 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu gazowego (Dz.U. 2022, poz. 1899).
• [12] Ryńska J., Kotły na wodór - badania i pilotażowe instalacje, Rynek Instalacyjny, nr 1-2, 2023, s. 50-54.
• [13] Isaac T., HyDeploy: The UK’s First Hydrogen Blending Deployment Project, Clean Energy, 2019, Vol. 3, No. 2, s. 114-125.
• [14] HyDeploy Project. Project Close Down Report, June 2021 (dostęp 11.05.2023) https://hydeploy.co.uk/app/uploads/2022/06/HyDeploy-Close-Down-Report_Final.pdf.
• [15] Englart S., Skrzycki M., Przegląd metod obliczeniowych do wyznaczania zapotrzebowania na gaz, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr 1, 2016, s. 2-7.
• [16] Englart S., Jedlikowski A., Porównanie metod obliczeń zapotrzebowania na gaz w instalacjach gazowych z kotłami dwufunkcyjnymi, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr 9, 2017, s. 350-354.
• [17] Jedlikowski A., Englart S., The comparison of calculation methods of gas demand in the installation with combi boilers. 10th Conference on Interdisciplinary Problems in Environmental Protection and Engineering, EKODOK 2018, Polanica-Zdrój, Poland, EDP Sciences, 2018. art. 00058, s. 1-8.
• [18] Jedlikowski A., Englart S., Metody obliczania zapotrzebowania na gaz w gospodarstwach domowych wyposażonych w kotły dwufunkcyjne, Rynek Instalacyjny nr 4, 2020, s. 48-52.
• [19] Polska Spółka Gazownictwa, Zasady projektowania gazociągów stalowych niskiego i średniego ciśnienia oraz gazociągów polietylenowych, Załącznik do Zarządzenia nr 76/2022, Prezesa Zarządu z dnia 10 października 2022 r. (dostęp 06.05.2023).
• [20] Kogut K., Bytnar K., Obliczanie sieci gazowych. Tom 1; Omówienie parametrów wymaganych do obliczeń, Kraków: Uczelniane Wydaw. Naukowo-Dydaktyczne AGH im. S. Staszica, 2007.
• [21] Brkić D., Praks P., Short Overview of Early Developments of the Hardy Cross Type Methods for Computation of Flow Distribution in Pipe Networks, Applied Sciences. 9 no. 10, 2019.
• [22] Cieślik T., Kogut K., Prognozowanie pracy sieci gazowej za pomocą sztucznych sieci neuronowych, Prognozowanie pracy sieci gazowej za pomocą sztucznych sieci neuronowych, Nafta-Gaz 2016, nr 6, s. 443-450.
• [23] Bąkowski K., Sieci i instalacje gazowe, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2007.
• [24] PN-C-04753:2002 Gaz ziemny - Jakość gazu dostarczanego odbiorcom z sieci rozdzielczej.
• [25] PN-C-04753:2011 Gaz ziemny - Jakość gazu dostarczanego odbiorcom z sieci dystrybucyjnej.
• [26] Kunz O., Wagner W., The GERG-2008 Wide-Range Equation of State for Natural Gases and Other Mixtures: An Expansion of GERG-2004, Journal of Chemical & Engineering Data, 2012, 57 (11), s. 3032-3091.
• [27] Kunz O., Klimeck R., Wagner W., Jaeschke M., The GERG-2004 Wide-Range Equation of State for Natural Gases and Other Mixtures. GERG Technical Monograph 15. Fortschr.-Ber. VDI, Reihe 6, Nr. 557, VDI Verlag, Düsseldorf, 2007.
• [28] Kiełbik A., Sieci gazowe - podstawowe informacje, obliczenia, optymalizacja, BSiPG GAZOPROJEKT SA, Wrocław 2010.
• [29] Gazoprojekt, Grupa PGNiG. Gazownictwo. Sieci gazowe - podstawowe informacje, obliczenia optymalizacja. 2010. https://docplayer.pl/11920108-Gazownictwo-sieci-gazowe-podstawowe-informacje-obliczenia-optymalizacja.html. (dostęp 05.06.2023)