Paliwa opałowe przyszłości – badania kotła centralnego ogrzewania zasilanego alkoholem etylowym

• Autorzy: Basiura Maciej , Rataj Mateusz

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2022.10.04

Warianty tytułu

EN

Heating fuels of the future - tests of a central heating boiler fed by ethyl alcohol

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pierwszej części opisano prace badawcze podejmowane w Instytucie Nafty i Gazu – Państwowym Instytucie Badawczym w związku ze stopniowym odchodzeniem rozwiniętych gospodarek światowych od paliw kopalnych. Przedstawiono prace dotyczące zagospodarowania biogazu rolniczego oraz jego mieszanek z wysokometanowym gazem ziemnym i LPG na potrzeby zasilania urządzeń gazowych do użytku domowego oraz przemysłowych urządzeń gazowych. Opisano również trwające badania nad wykorzystaniem wodoru jako medium umożliwiającego zagospodarowanie i magazynowanie nadwyżek energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii (ang. power to gas, P2G). Prace te skupiają się na bezpieczeństwie użytkowania mieszanin wodoru z wysokometanowym gazem ziemnym, a także na wpływie domieszek wodoru na wszystkie elementy systemu przesyłowego. Przedstawiono także prace dla sektora transportu opisujące wykorzystanie bioetanolu jako dodatku do benzyn lub oleju napędowego. Pozwala to na zmniejszenie zużycia stosowanych paliw konwencjonalnych również w transporcie. Zaprezentowano też analizy, na podstawie których stwierdzono możliwość wykorzystania alkoholu etylowego jako paliwa opałowego do urządzeń grzewczych. W celu potwierdzenia wyników tych analiz przeprowadzono badania kotła centralnego ogrzewania wyposażonego w olejowy palnik nadmuchowy. Kocioł c.o. przebadano w cyklu badawczym, podczas którego temperatura wody zasilającej instalację c.o. wynosi 80°C, a temperatura wody wracającej do kotła – 60°C. W takich warunkach pracy urządzenia zmierzono parametry energetyczne kotła, tj. sprawność i obciążenie cieplne, oraz zmierzono ilość produkowanego kondensatu. Badania przeprowadzono, używając do zasilania kotła lekkiego oleju opałowego oraz alkoholu etylowego technicznego 96-procentowego. Na tej podstawie wyciągnięto następujące wnioski: obciążenie cieplne osiągane przez układ grzewczy uległo zmniejszeniu pomimo regulacji dostępnych parametrów urządzenia (ciśnienie na palniku oraz ilość powietrza do spalania); sprawność urządzenia nie uległa pogorszeniu; zawartość substancji niepożądanych w spalinach uległa obniżeniu; ilość produkowanego kondensatu w palniku zasilanym alkoholem etylowym uległa zwiększeniu względem tego samego palnika pracującego na oleju opałowym. W końcowej części usystematyzowano i przedstawiono wnioski z przeprowadzonych badań.

EN

The first part describes the research work undertaken at the Oil and Gas Institute – National Research Institute in connection with the gradual transition of the developed world economies away from fossil fuels. Works on the management of agricultural biogas and its mixtures with high-methane natural gas and LPG for the purposes of supplying domestic and industrial gas appliances were presented. Works on the use of hydrogen as a medium enabling the management and storage of electricity surplus from renewable energy sources (P2G – Power to Gas) were also presented. These works focus on the safe use of mixtures of hydrogen with high-methane natural gas, as well as the influence of hydrogen admixtures on all elements of the transmission system. Another works presented are those related to the transport sector, describing the use of bioethanol as an additive to petrol or diesel. This allows to reduce the consumption of conventional fuels used also in transport. Analyses based on which the feasibility of using ethanol as heating fuel for heating appliances were also presented. In order to confirm the results of these analyses, tests were carried out on a central heating boiler equipped with an oil-fired burner. Central heating boiler was tested in the test cycle during which the temperature of water supplying the central heating installation was 80°C and the temperature of water returning to the boiler – 60°C. Under such operating conditions, the boiler's energy parameters, i.e. efficiency and thermal load, as well as the amount of produced condensate were measured. The tests were carried out using light fuel oil and 96% technical ethyl alcohol to power the boiler. Based on this, the following conclusions were drawn: the thermal load achieved by the heating system has decreased, despite the adjustment of the available parameters of the device (pressure on the burner and the amount of air for combustion); the efficiency of the device does not deteriorate; the content of undesirable substances in the exhaust gas has decreased; the amount of produced condensate in the ethanol-fired burner increases compared to the same burner running on oil. In the final part, the conclusions of the research were systematized and presented.

Słowa kluczowe

PL

paliwa opałowe; alkohol etylowy; kocioł centralnego ogrzewania

EN

heating fuel; ethyl alcohol; central heating boiler

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 78, nr 10
• Strony: 740--745
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Basiura Maciej

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Rataj Mateusz

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Basiura M., Żyjewska U., Siuda T., 2019. Możliwości wykorzystania destylatów alkoholowych jako paliwa opałowego. Nafta-Gaz, 75(3):186–191. DOI: 10.18668/NG.2020.03.05.
• Jaworski J., Dudek A., 2020. Study of the effects of changes in gas composition as well as ambient and gas temperature on errors of indications of thermal gas meters. Energies, 13: 5428. DOI: 10.3390/en13205428.
• Jaworski J., Kukulska-Zając E., Kułaga P., 2019. Wybrane zagadnienia dotyczące wpływu dodatku wodoru do gazu ziemnego na elementy systemu gazowniczego. Nafta-Gaz, 75(10): 625–632. DOI: 10.18668/NG.2019.10.04.
• Jaworski J., Kułaga P., Blacharski T., 2020. Study of the effect of addition of hydrogen to natural gas on diaphragm gas meters. Energies, 13:3006. DOI: 10.3390/en13113006.
• Łach M., 2016. Dokładność wyznaczania współczynnika ściśliwości gazu z podwyższoną zawartością wodoru – porównanie metod obliczeniowych. Nafta-Gaz, 72(5): 329–338. DOI: 10.18668/NG.2016.05.04.
• Pałuchowska M., Stępień Z., 2017. Oceny paliw etanolowych w testach silnikowych i eksploatacyjnych. Nafta-Gaz, 73(2): 97–104. DOI: 10.18668/NG.2017.02.04.
• Siuda T., Wojtowicz R., 2016. Badania możliwości współspalania biogazu rolniczego i LNG lub LPG w urządzeniach użytku domowego oraz w urządzeniach do zastosowań przemysłowych. Nafta-Gaz, 72(9): 747–754. DOI: 10.18668/NG.2016.09.10.
• Wojtowicz R., 2014. Współspalanie biogazu rolniczego i LNG lub LPG jako alternatywa dla zatłaczaniu biogazu do sieci. Praca statutowa INiG – PIB, nr zlec. 0013/GU/14, Archiwum Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego, Kraków.
• Wojtowicz R., 2019. Analiza wpływu dodatku wodoru do gazu ziemnego na pracę urządzeń gazowych. Nafta-Gaz, 75(8): 465–473. DOI: 10.18668/NG.2019.08.03.
• Żółty M., Sacha D., 2018. Influence of E85 ethanol fuel composition on engine oil properties. Nafta-Gaz, 74(4): 308–318. DOI: 10.18668/NG.2018.04.07.
• Żółty M., Stępień Z., 2016. Paliwa etanolowe w zastosowaniu do silników o zapłonie iskrowym. Nafta-Gaz, 72(9): 761–769. DOI: 10.18668/NG.2016.09.12.
• Akty prawne i dokumenty normatywne
• PN-EN 267:2011 Palniki automatyczne z wentylatorem na paliwa ciekłe.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).