Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wspólnicy sektora paliwowo-energetycznego Galicji – Marian Wieleżyński i Władysław Szaynok

Kryzaniwskyi Andrij, Ivakhiv Orest

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2024

|

nr 77

163--168

PL

W artykule przedstawiono wspólną pracę w sektorze paliwowo-energetycznym Galicji na przełomie XIX i XX w., która połączyła losy dwóch utalentowanych organizatorów – chemika Mariana Wieleżyńskiego i elektryka Władysława Szaynoka.

EN

Working together in the fuel and energy sector of Galicia at the turn of the 19th and 20th centuries connects the fate of two more talented organizers - the chemist Marian Wieleżyński and the electrician Władysław Szaynok. Marian Wieleżyński is an outstanding chemist, founder of the "Gazolina" factory in the Drohobych region, which was the first in Europe to produce gasoline from waste gas. He was a co-founder of fuel and energy companies that largely contributed to the construction of the Borysław Power Plant. Władysław Szaynok - an outstanding Lviv energy engineer, initiator of the construction of power plants, power lines and gas pipelines in the Lviv region.

2

„Jeśli chcemy, by wszystko pozostało tak, jak jest, wszystko się musi zmienić”*. Dekarbonizacja Unii Europejskiej a boom łupkowego NGL

Sikora Andrzej P.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2024

|

nr 112

63--71

PL

W niniejszym rozdziale podjęto próbę opisu wpływu rewolucji łupkowej na rynek tzw. Natural Gas Liquids (etan, propan, butan, izobutan, pentan). Opisano szanse i wyzwania stojące przed rozwojem petrochemii opartej na krakerach parowych w Europie. Omówiono stosunek cen ropy naftowej do gazu ziemnego jako miarę względnej wartości węglowodorów w postaci ciekłej (np. ropy naftowej) i węglowodorów w postaci gazowej (np. gazu ziemnego). Rewolucja łupkowa dokonała znacznego postępu w technologiach, które obejmują wykorzystanie wody lub cieczy pod wysokim ciśnieniem do ekstrakcji gazu, kondensatu czy ropy naftowej. W rezultacie produkcja NGL – ciekłych pochodnych gazu ziemnego, stale rośnie. Wyzwaniem związanym z NGL jest to, że są one droższe w obsłudze, przechowywaniu czy transporcie w porównaniu z produktami rafinowanymi, ponieważ NGL wymagają wysokiego ciśnienia lub niskiej temperatury, aby były utrzymywane w stanie ciekłym, gotowe do wysyłki i przetworzenia. NGL są również wysoce łatwopalne i wymagają użycia specjalistycznej logistyki jak: cystern-ciężarówek, statków i zbiorników magazynowych. Polityka energetyczna i przewidywane odejście od węglowodorów powinno spowodować, że zapotrzebowanie na duże jednostki olefinowe i poliolefinowe zmniejszy się w ciągu najbliższych 20–25 lat z powodu przejścia na recykling mechaniczny i chemiczny plastików. Należy brać pod uwagę, że surowcami do produkcji polimerów staną się odpady z tworzyw sztucznych a nie jak dotychczas etylen (etan) i propylen (propan). Unia Europejska wprowadzając Europejski Zielony Ład pokazuje ambitny plany bycia klimatycznie neutralną do 2050 roku. Osiągnięcie tego celu będzie możliwe tylko dzięki nowym, opracowanym przez branżę petrochemiczną rozwiązaniom w zakresie gospodarki klimatycznej i cyrkularnej. Przemysł chemiczny jest niezbędny dla silnej i zrównoważonej gospodarki Europy przyszłości, ponieważ chemikalia są obecne w prawie każdym strategicznym łańcuchu wartości.

EN

The chapter attempts to describe the impact of the shale revolution on the market of the so-called Natural Gas Liquids (ethane, propane, butane, isobutane, pentane). The opportunities and challenges facing the development of steam cracker-based petrochemistry in Europe are described. The ratio of crude oil prices to natural gas is discussed as a measure of the relative value of hydrocarbons in liquid form (e.g. crude oil) and hydrocarbons in gaseous form (e.g. natural gas). The shale revolution has made significant advances in technologies that include the use of high-pressure water or liquids to extract gas, condensate or crude oil. As a result, the production of NGL – liquid derivatives of natural gas – is constantly increasing. The challenge with NGLs is that they are more expensive to handle, store or transport compared to refined products because NGLs require high pressure or low temperature to be kept liquid, ready for shipment and processing. NGLs are also highly flammable and require the use of specialized logistics such as tank-trucks, ships and storage tanks. Energy policy and the anticipated move away from hydrocarbons should reduce the demand for large olefin and polyolefin units over the next 20–25 years due to the shift to mechanical and chemical recycling of plastics. It should be taken into account that the raw materials for the production of polymers will be plastic waste and not ethylene (ethane) and propylene (propane) as before. By introducing the European Green Deal, the European Union shows ambitious plans to be climate neutral by 2050. Achieving this goal will only be possible thanks to new solutions developed by the petrochemical industry in the field of climate and circular economy. The chemical industry is essential for a strong and sustainable European economy of the future, as chemicals are present in almost every strategic value chain.

3

Stacjonarne instalacje sygnalizujące niedopuszczalny poziom stężenia gazu w budynkach i halach produkcyjnych

Chmielewski Krzysztof, Barczyński Andrzej

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2024

|

R. 27, Nr 1 (299)

11-15

PL

Gaz ziemny stwarza potencjalne zagrożenie powstania wybuchu lub pożaru w momencie rozszczelnienia instalacji gazowej. Aby temu zapobiec tym zagrożeniom w pomieszczeniach gdzie montowane są instalacje gazowe stosowane są systemy sygnalizacyjno-odcinające dopływ gazu. W artykule podano wymagania oraz wytyczne związane z projektowaniem, montażem i eksploatacją stacjonarnych instalacji sygnalizujących niedopuszczalny poziom stężenia gazu w budynkach i halach.

EN

Natural gas poses a potential risk of explosion or fire if the gas installation is unsealed. To prevent these threats, signaling and gas supply shut-off systems are used in rooms where gas installations are installed. The article provides requirements and guidelines related to the design, installation and operation of stationary installations signaling unacceptable levels of gas concentration in buildings and halls production.

4

Wyzwania związane z integracją wodoru z infrastrukturą gazu ziemnego

Gburzyńska Marta

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 2

19--27

PL

Artykuł dotyczy matematycznego modelu mieszaniny wodoru i gazu ziemnego w kontekście izotermicznego przepływu gazów. Wprowadza się model przy użyciu równań ruchu, ciągłości i stanu, opisując przepływ w rurociągu. Analiza matematyczna obejmuje także dodanie wodoru do gazu ziemnego, badając wpływ na właściwości mieszaniny. Model umożliwia lepsze zrozumienie fizycznych i termodynamicznych zachowań mieszaniny wodoru i gazu ziemnego, co ma istotne znaczenie w aspekcie potencjalnego wykorzystania wodoru jako składnika sieci gazowej. W artykule podkreśla się również wyzwania związane z wprowadzeniem wodoru do istniejącej infrastruktury gazowej i analizuje konsekwencje tego procesu, mające istotne znaczenie w kontekście zrównoważonej energetyki.

EN

This article focuses on the mathematical model of a mixture of hydrogen and natural gas in the context of isothermal gas ﬂow. The model is introduced using the equations of motion, continuity and state describing the ﬂow in a pipeline. The mathematical analysis also includes the addition of hydrogen to natural gas, examining its impact on the properties of the mixture. The model enables a better understanding of the physical and thermodynamic behaviors of the hydrogen and natural gas mixture, which is crucial for the potential utilization of hydrogen as part of the gas network. The article also highlights the challenges: associated with introducing hydrogen into existing gas infrastructure and analyzes the consequences of this ,process, with signiﬁcant implications for sustainable energy.

5

Optimizing Energy Efficiency and Environmental Sustainability in Gas Distribution Station: A Comprehensive Analysis and Technological Solutions

Misevičiūtė Violeta, Rogoža Artur, Tučkus Rapolas

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2024

|

Tom 26

251--263

EN

Abstract: It is important to address the world‘s energy crisis, increasing energy demand and changing climate by finding ways to recover unused energy and minimise primary and secondary energy use and emissions. The natural gas sector, which consists of the transmission network and gas distribution stations, is an important part of the global and Lithuanian energy sector. However, due to the operating principle of gas pressure regulators, the energy potential of high-pressure gas is not efficiently utilized in gas distribution stations. As a result, natural gas boilers are used for gas preheating, and gas distribution stations cause additional environmental pollution. This study aims to find ways to optimise the efficiency of gas distribution stations and reduce their negative environmental impact by identifying areas where energy is wasted and proposing alternative technological solutions: turbine expander (as an alternative for gas pressure regulator), ground heat pumps, solar collectors and photovoltaic solar cells (as gas preheating alternatives). The best alternative technological solution for the gas distribution station is evaluated based on energy efficiency, economic viability, and environmental impact (3E criteria).

6

Możliwości wytwarzania wodoru z gazu ziemnego

Gburzyńska Marta

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2024

|

nr 2

25--28

PL

Wytwarzanie wodoru stanowi kluczowy obszar w dziedz inie energetyki i mobilności, dlatego istotne jest zrozumienie technologii oraz rozwijanie bardziej zrównoważonych metod produkcji tego cennego nośnika energii. W artykule skoncentrowano się na aspektach technologic znych związanych z wytwarzaniem wodoru z gazu ziemnego, wykorzystu jąc cztery metody: SMR, POX, ATR, piroliza. Przedstawiono informacje dotyczące technologii produkcji wodoru przy użyciu gazu ziemnego, szczegółowo omawiając procesy związane z każdą z metod. Zaprezentow ane zostały schematy produkcyjne dla każdej z metod, a także przeanal izowane reakcje chemiczne charakteryzujące poszczególne procesy. W celu pełniejszego zrozumienia omawianych metod, podsumowano również wady i zalety każdego z procesów.

EN

The production of hydrogen is a crucial area in the field of energy and mobility, making it essential to understand the technology and develop more sustainable methods for producing this valuable energy carri er. The article focuses on the technological aspects of hydrogen production from natural gas, utilizing four methods: SMR, POX, ATR, and pyrolysis. Information regarding the technology of hydrogen production using natural gas is presented, with a detailed discussion of the processes associated with each method. Production schematics are provided for each method, along with an analysis of the chemical reactions characterizing each process. To enhance comprehension of the discussed methods, the article also summarizes the advantages and disadvantages of each process.

7

Polish shale formation evaluation based on chemical and isotope composition of natural gas

Janiga Marek

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2024

|

nr 241

1--115

EN

The relationship between the change of carbon isotope composition of gaseous hydrocarbons in natural gas and the increase of source rock organic matter thermal maturity are especially important in the petroleum geochemistry. The thermal maturity evaluation and interpretation based on the chemical and isotope compositions is commonly performed for natural gases conventional reservoirs, shales, coals, seeps and other geological habitats. The carbon isotope composition of individual hydrocarbons in gas samples provided by the compound specific isotope analysis (CSIA) can be used for interpretation and correlation purposes. On the basis of the δ¹³C value of methane, ethane and propane, the estimation of thermal transformation degree of the source rock (from which the gas was generated) can be made. In this work, organic geochemistry methods (chemical and isotope composition of gas and pyrolysis indices) are used for the shale petroleum system evaluation and to find the values of parameters determining the sweet spot. The case study of five exploration wells located in the north of Poland is presented and discussed. The work presents results of chemical/isotope composition analyses of natural gases and geochemical Rock-Eval analyses from five wells exploring the Silurian and the Ordovician shale formations. The statistical analyses were conducted with the use of the following: descriptive, correlation and liner regression. Using all the results as one statistical population, Pearson’s linear correlation coefficients of the gas isotope composition with the pyrolytic and molecular indices were calculated. Surprisingly, there are no high correlations between the pyrolytic indices and the isotope composition or the chemical indices. Moderate correlations are between maturity of the source organic matter (Tmax) and the isotope composition of carbon in methane (r = 0.63). The results of carbon isotope analyses clearly differentiate samples from each well, only L-1 and O-2 wells natural gases are quite similar. Methane, ethane and propane δ¹³C values are progressively higher in sequence L-1, O-2, K-1, B-1 and W-1. The thermal maturity of the source organic matter was assessed using Tang’s mathematical model including the share of biogenic methane. The thermal maturity corresponds mainly to the range from 0.9% (L-1 and O-2) to 1.5% (B-1 and W-1) vitrinite reflectance. Natural gas compositions shows mixing with the biogenic gas (below approximately 25%). A noticeable drift of methane towards negative values in all wells samples confirmed mixing with biogenic gas (with the use of the natural gas plot - Chung plot). Values of the isotope composition of ethane and propane were also skewed (especially in W-1 and B-1; a little less in O-2 and K-1 wells). This confirmed the occurrence of secondary cracking. The inversion of the isotope composition of carbon in methane, ethane and propane (the roll-over effect) does not occur in analysed gases. Usage of the diagram (δ¹³C-C₃ - δ¹³C-C₂) vs (δ¹³C-C₂ - δ¹³C-C₁) is considered to be the best way of presenting of the isotope data. For all samples, the difference between ethane and methane (δ¹³C-C₂ - δ¹³C-C₁) is constantly decreasing with an increase of thermal maturity. The propane and ethane difference (δ¹³C-C₃ - δ¹³C-C₂) is increasing at lower thermal maturities (to approximately 1,5% VRo), and decreasing with higher values of maturity. This suggests presence of the secondary cracking, resulting in the sweet spot occurrence. Using the hydrocarbon composition, molecular indices were calculated (C₁/C₂+₃, C₂/C₃, i-C₄/n-C₄ and i-C₅/n-C₅). These indices are a valuable source of information about natural gas, whose complete composition analyses can be affected by the manner of taking a sample and the type of well. Similarly to the isotope composition the samples plot progressively in sequence L-1 and O-2, K-1, B-1 and W-1. The main aim of this work was to establish the values of chemical and isotope composition parameters determining sweet spots. Using the composition of gases from W-1 well (the highest thermal maturity of the source organic matter) and the Barnett reference data, approximate values at which prospective levels can be expected were defined.

PL

Skład chemiczny i izotopowy gazu zmienia się wraz termiczną dojrzałością źródłowej substancji organicznej. Suchy gaz biogeniczny o bardziej ujemnych wartościach δ¹³C przechodzi w gaz mokry okna ropnego, a następnie w suchy gaz okna gazowego o wartościach δ¹³C zbliżających się do zera. Dla gazów z formacji łupkowych zależności te są identyczne, a analizy składu chemicznego i izotopowego gazu z formacji łupkowych są wykorzystywane do typowania obszarów perspektywicznych tzw.: „sweet spots”. Celem pracy było znalezienie parametrów i ich wartości, na podstawie składu chemicznego i izotopowego, oznaczających prawdopodobne wystąpienie „sweet spot”. W tym celu wykorzystano wyniki analiz gazu z pięciu odwiertów poszukiwawczych z północy Polski. W pracy przedstawiono wyniki analiz składu chemicznego i izotopowego gazów ziemnych oraz wyniki analiz geochemicznych Rock-Eval z pięciu odwiertów eksplorujących formacje łupkowe syluru i ordowiku. Analizy statystyczne przeprowadzono z wykorzystaniem statystyki opisowej, korelacji i regresji liniowej. Wykorzystując wszystkie wyniki jako jedną populację statystyczną, obliczono współczynniki korelacji liniowej Pearsona dla składu izotopowego poszczególnych węglowodorów gazu ziemnego z parametrami pirolitycznymi i wskaźnikami wyliczonymi na podstawie składu chemicznego. Korelacje pomiędzy parametrami pirolitycznymi a składem izotopowym lub wskaźnikami chemicznymi nie są wysokie. Przykładowo umiarkowane korelacje występują pomiędzy dojrzałością termiczną źródłowej materii organicznej (Tmax) a składem izotopowym węgla w metanie (r = 0,63). Wyniki analiz składu izotopowego węgla wyraźnie różnicują próbki z każdego odwiertu (poza gazami z odwiertów L-1 i O-2). Wartości δ¹³C metanu, etanu i propanu są progresywnie wyższe w sekwencji L-1, O-2, K-1, B-1 i W-1. Dojrzałość termiczną źródłowej materii organicznej oceniono wykorzystując model matematyczny Tanga uwzględniający również udziału metanu biogenicznego. Dojrzałość termiczna odpowiada głównie zakresowi od 0,9% (L-1 i O-2) do 1,5% (B-1 i W-1) w skali refleksyjności witrynitu. Skład wszystkich gazów ziemnych wskazuje na mieszanie z gazem biogenicznym (udział biometanu w gazie poniżej około 25%). Odchylenie wartości δ¹³C metanu w kierunku bardziej ujemnych we wszystkich próbkach również potwierdziło mieszanie z gazem biogenicznym (graficzny model Chunga tzw.: „natural gas plot”). Także wartości składu izotopowego węgla etanu i propanu odbiegały od teoretycznych (zwłaszcza w odwiertach W-1 i B-1; nieco mniej w odwiertach O-2 i K-1). Potwierdza to występowanie wtórnego krakingu. W najbardziej produktywnych złożach gazu łupkowego występuje zwykle inwersja składu izotopowego węgla metanu, etanu i propanu (tzw.: „roll-over effect”). W analizowanych gazach zjawisko to nie wystąpiło, ale dostrzegalne są zmiany w różnicach (δ¹³C-C₃ - δ¹³C-C₂) i (δ¹³C-C₂ - δ¹³C-C₁). Wykorzystanie wykresu zestawiającego obydwie te różnice uznano za najlepszy sposób przedstawienia wyników przy omawianiu zjawiska wtórnego krakingu, który może prowadzić do inwersji składu izotopowego. Dla wszystkich próbek różnica między etanem i metanem (δ¹³C-C₂ - δ¹³C-C₁) stale maleje wraz ze wzrostem dojrzałości termicznej. Różnica propanu i etanu (δ¹³C-C₃ - δ¹³C-C₂) wzrasta przy niższych dojrzałościach termicznych (do około 1,5% VRo) i maleje przy wyższych wartościach termicznej dojrzałości. Wykorzystując wyniki analiz składu chemicznego gazów obliczono wskaźniki C₁/C₂+₃, C₂/C₃, i-C₄/n-C₄ oraz i-C₅/n-C). Wskaźniki te są cennym źródłem informacji o gazie ziemnym, pozwalając uniknąć wpływu sposobu poboru i rodzaj odwiertu na skład chemiczny gazu. Podobnie jak przy wynikach analiz składu izotopowego, próbki różnicują się i tworzą sekwencję L-1 i O-2, K-1, B-1 i W-1. Głównym celem pracy było wybranie parametrów/wskaźników i ich wartości determinujących strefy perspektywiczne w formacjach łupkowych. Wykorzystując skład gazów z odwiertu W-1 (najwyższa dojrzałość termiczna źródłowej materii organicznej) oraz dane referencyjne z formacji Barnett określono przybliżone wartości składu izotopowego metanu, etanu i propanu oraz wskaźników C₁/C₂+₃, i-C₄/n-C₄ i i-C₅/n-C₅ przy których można spodziewać się wystąpienia „sweet spots”.

8

Method for assessing the hydrate formation from a mixture of natural gas flows of varying degrees of moisture content

Iskandarov Elman Kh., Baghirov Alovsat N., Shikhiyeva Lala M.

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 1

39--44

EN

The article deals with the issues of assessing the conditions of hydrate formation when mixing natural gas flows of various standards. An urgent problem of operation, especially of offshore subsea gas pipelines, is the prediction of the time, place and expected intensity of hydrate formation. Depending on the changing operating mode of the gas pipeline, dispatch service specialists must be able to adjust the process control tactics on their own, as quickly as possible. The predisposition of a particular gas pipeline to hydrate is also important for the dispatching service. Changes in the volumes of gas entering the region under consideration from different sources, due to the constant change in gas production, create the need to mix gases of different standards and pump them into subsea gas pipeline. To avoid hydrate formation, it is important to predict the thermobaric conditions that will be formed in the gas pipeline by considering the characteristics such as a volume in the mixture and the moisture content of the gas. The processes of hydrate formation proceed quickly and if the beginning of the process is overlooked, the problem of significant or complete blockage of the gas pipeline might appear. The paper gives a systematization of the risk of hydrate formation depending on several infrastructural factors – the presence of a preliminary gas drying system and a system for starting and receiving cleaning pistons. A method is proposed for estimating the moisture content and dew point temperature of a natural gas mixture by the condition and the proportion of primary flows. It has been shown that the addition of a small volume of undried gas to the main dried gas significantly increases the risk of hydrate formation. A formula is given for calculations for a mixture of multiple natural gas flows. The advantage of this method is the quick calculations, and the absence of the need for huge mathematical calculations and laboratory studies. This is an important element in the activities of the dispatch service, limited by a lack of time in the process of preventing hydrate formation.

PL

W artykule podjęto problematykę oceny warunków powstawania hydratów podczas mieszania strumieni gazu ziemnego o różnych standardach. Istotnym problemem eksploatacji, zwłaszcza w gazociągach podmorskich, jest określenie czasu, miejsca i przewidywanej intensywności powstawania hydratów. W zależności od zmieniającego się trybu pracy gazociągu specjaliści służb dyspozytorskich muszą potrafić jak najszybciej samodzielnie dostosować taktykę sterowania procesem. Dla służby dyspozytorskiej istotne znaczenie ma także predyspozycja danego gazociągu do powstawania hydratów. Zmiany objętości gazu docierającego do rozpatrywanego regionu z różnych źródeł, w związku z ciągłą zmianą wydobycia gazu, powodują konieczność mieszania gazów o różnych standardach i wtłaczania ich do gazociągu podmorskiego. Aby uniknąć tworzenia się hydratów, istotne jest przewidywanie warunków termobarycznych, jakie będą panować w gazociągu, biorąc pod uwagę takie cechy jak objętość mieszaniny i zawartość wilgoci w gazie. Procesy powstawania hydratów przebiegają szybko i jeśli zostanie przeoczony początek tego procesu, może pojawić się problem znacznego lub całkowitego zablokowania gazociągu. W pracy usystematyzowano ryzyko powstawania hydratów w zależności od kilku czynników infrastrukturalnych – obecności układu wstępnego osuszania gazu oraz układu startu i odbioru tłoków czyszczących. Zaproponowano metodę szacowania zawartości wilgoci i temperatury punktu rosy mieszaniny gazu ziemnego na podstawie stanu i proporcji natężenia przepływów pierwotnych. Wykazano, że dodatek niewielkiej ilości nieosuszonego gazu do głównej partii gazu osuszonego znacznie zwiększa ryzyko powstania hydratów. Podano wzór do obliczeń w przypadku mieszaniny wielu strumieni gazu ziemnego. Zaletą tej metody jest szybkość obliczeń, brak konieczności wykonywania obszernych obliczeń matematycznych i badań laboratoryjnych. Jest to ważny element w działalności służby spedycyjnej, ograniczonej brakiem czasu w procesie zapobiegania tworzeniu się hydratów.

9

Matematyczny model nieustalonego przepływu mieszaniny wodoru i gazu ziemnego w rurociągu

Gburzyńska Marta

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 4

230--242

PL

W niniejszym artykule opisany został matematyczny model przepływu gazu w stanie nieustalonym, który następnie został uzupełniony do postaci prezentującej matematyczny model mieszaniny wodoru i gazu ziemnego. Model ten jest wyprowadzany za pomocą równań ruchu, ciągłości oraz stanu i dostarcza precyzyjnego opisu dynamicznych aspektów przepływu gazu. Badania matematyczne obejmują dodanie wodoru do gazu ziemnego, mając na celu umożliwienie zrozumienia wpływu tej modyfikacji na właściwości mieszaniny gazów. Model matematyczny mieszaniny gazów jest linearyzowany w celu zapisu w postaci operatorowej. Postać operatorowa modelu daje możliwość między innymi definicji funkcji przejścia. Funkcje przejścia definiowane są w celu badania reakcji wejście–wyjście. Po przekształceniu do postaci operatorowej funkcje przejścia są wykorzystywane do badania właściwości dynamicznych układu. Kolejnym etapem jest opis funkcji przejścia w postaci widmowej, aby zbadać właściwości dynamiczne rurociągu z wykorzystaniem analizy częstotliwościowej. Charakterystyki częstotliwościowe opisują zachowanie układu w stanie ustalonym przy sygnałach sinusoidalnych. Wyrażają relację między odpowiedzią układu a zadanym wymuszeniem harmonicznym, zmieniającym się w określonym zakresie prędkości kątowej. Charakterystyki częstotliwościowe w skali logarytmicznej przedstawione oddzielnie dla modułu liczby określającej stosunek amplitudy sygnału wyjściowego do amplitudy sygnału wejściowego oraz logarytmicznej charakterystyki fazowej, czyli zależności przesunięcia fazowego od prędkości kątowej przedstawionej w skali logarytmicznej, nazywane są charakterystykami Bodego. Charakterystyki Bodego pozwalają analizować, jak dla określonych wartości prędkości kątowej sygnału wejściowego zmieniają się amplituda oraz przesunięcie fazy między sygnałem wyjściowym a wejściowym. Podstawowym celem przeprowadzonej analizy jest zrozumienie procesów przepływu gazu w warunkach nieustalonych. Jednym z kluczowych parametrów branym pod uwagę jest stosunek masowy wodoru do gazu ziemnego, oznaczany jako θ. Ten współczynnik ma decydujące znaczenie dla zrozumienia właściwości mieszaniny gazów. Daje on cenne informacje na temat dynamiki mieszanki. Wpływ tej mieszaniny na procesy przepływu gazu jest istotny zarówno teoretycznie, jak i praktycznie. Prezentowana analiza stanowi istotny krok w kierunku lepszego zrozumienia tych procesów.

EN

This article describes a mathematical model of unsteady gas flow in an unsteady state, which is then extended to represent a mathematical model of a mixture of hydrogen and natural gas. This model is derived using equations of motion, continuity, and state, providing a precise description of the dynamic aspects of gas flow. The mathematical investigations include the addition of hydrogen to natural gas, aiming to understand the impact of this modification on the properties of the gas mixture. The mathematical model of the gas mixture is linearized for representation in operator form. The operator form of the model allows, among other things, the definition of transfer functions. Transfer functions are defined to examine input-output responses. After transformation into operator form, transfer functions are utilized to investigate the dynamic properties of the system. The next step involves describing the transfer functions spectrally to examine the dynamic properties of the pipeline using frequency analysis. Frequency characteristics describe the system's behavior in a steady state under sinusoidal signals. They elucidate the relationship between the system's response and a specified harmonic excitation, varying within a defined range of angular velocities. Frequency characteristics, presented separately for the magnitude of the number, determining the ratio of output signal amplitude to input signal amplitude, and the logarithmic phase characteristics, depicting the phase shift dependence on angular velocity presented in a logarithmic scale, are known as Bode characteristics. Bode characteristics allow the analysis of how amplitude and phase shift between the output and input signals change for specific angular velocity values of the input signal. The primary goal of the conducted analysis is to understand gas flow processes under unsteady conditions. One of the key parameters taken into account is the mass ratio of hydrogen to natural gas, denoted as θ. This coefficient is crucial for understanding the properties of the gas mixture, providing valuable insights into its dynamics. The impact of this mixture on gas flow processes is significant both theoretically and practically. The presented analysis represents a crucial step towards a better understanding of these processes.

10

Diagnostics of the technological condition of gas pipelines based on the composition of the transported gas mixtures

Iskandarov Elman Kh., Novruzova Sudaba

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 6

371--375

EN

The efficiency of natural gas transportation hinges largely on the quality of technological processes involved. Imperfect separation process can lead to the liquid particles remaining in the gas and entering the transport systems, causing various technological issues with gas pipelines (clogging, hydrate formation, corrosion wear, etc.). The presence of mechanical particles in gas mixtures accelerates the degradation of metallic components of the transport system due to erosion. Additionally, the multiphase nature of gases contributes to complications during transportation, altering the quality indicators when different gas qualities are mixed. Consequently, the composition of gas mixtures, their mechanical particles, moisture, and other indicators, deviate non-linearly from their initial values. The technological condition of the main gas pipelines significantly impacts their discharge capacity and hydraulic characteristics. Failure to clean natural gas to current standards and requirements at production stations can result in condensation of water and hydrocarbon vapours in pipelines, leading to the accumulation of the liquid phase in the cavities of the pipeline and the formation of blockages due to hydrate compounds formation, the reduction of the cross-section of the gas pipeline or its complete blockage. Sediment accumulation on the inner surfaces of gas pipelines installed in complex geographical conditions adversely affects transportation system, increasing maintenance, energy, and transportation costs. Utilizing gas composition as an auxiliary tool (indicator) for diagnosing various technological processes and predicting transport parameters has been investigated in numerous research works in the oil and gas production industry.

PL

Efektywność transportu gazu ziemnego zależy w dużej mierze od jakości procesów technologicznych. Niewłaściwy proces separacji może skutkować pozostawaniem cząstek cieczy w gazie i przedostawaniem się ich do systemów transportowych, co z kolei może powodować różne problemy technologiczne związane z gazociągami (zatykanie, powstawanie hydratów, korozja itp.). Obecność cząstek mechanicznych w mieszaninach gazowych przyspiesza degradację metalowych elementów systemu transportowego w wyniku erozji. Ponadto wielofazowy charakter gazów przyczynia się do powstania problemów podczas transportu, ponieważ mieszanie gazów o różnych właściwościach powoduje zmianę wskaźników jakościowych. W rezultacie skład mieszanin gazowych, ich cząstki mechaniczne, wilgotność i inne wskaźniki odbiegają nieliniowo od wartości początkowych. Na przepustowość i charakterystykę hydrauliczną głównych gazociągów znacząco wpływa ich stan technologiczny. Jeśli gaz ziemny nie zostanie oczyszczony zgodnie z obowiązującymi normami i wymaganiami na stacjach produkcyjnych, może to skutkować kondensacją wody i oparów węglowodorów w rurociągach, prowadząc do gromadzenia się fazy ciekłej w pustych przestrzeniach rurociągu i powstawania zatorów z powodu tworzenia się związków hydratowych, zmniejszenia przekroju gazociągu lub jego całkowitego zablokowania. Gromadzenie się osadów na wewnętrznych powierzchniach gazociągów zainstalowanych w złożonych warunkach geograficznych niekorzystnie wpływa na system transportowy, zwiększając koszty konserwacji, energii i transportu. Wykorzystanie składu gazu jako narzędzia pomocniczego (wskaźnika) do diagnozowania różnych procesów technologicznych i przewidywania parametrów transportu było przedmiotem licznych prac badawczych w przemyśle wydobywczym ropy naftowej i gazu ziemnego.

11

The Influence of Atmospheric Air Temperature on the Consumption of Natural Gas in Terms of Heating Costs of a Single-Family Building–A Case Study

Bugajski Piotr, Jóźwiakowska Karolina, Rodziewicz Joanna, Janczukowicz Wojciech, Nowobilska-Majewska Elwira, Siwiec Tadeusz

Journal of Ecological Engineering

|

2024

|

Vol. 25, nr 8

317--324

EN

The aim of this study was to determine the costs of heating a single-family detached home with natural gas during the heating season, considering the variability of atmospheric air temperature. In addition, this study composes a forecast of monthly costs incurred for heating a single-family detached home as an operational guideline for potential users of this type of residential building. The research was conducted during 7 heating seasons covering the years 2015–2022. Daily gas consumption was measured using an automatic gas consumption recorder. The ambient air temperature was gauged using the Nautilus 85 electronic sensor produced by the company ACR with a margin of error of 0.2°C. As a result of this analysis, it was calculated that the average number of days in the heating season is 232 days per year. The average consumption of natural gas for heating purposes is 1.438.1 m3/season. The average expense of heating a building during the heating season is 696 €. Due to determining a high correlation between the daily ambient air temperature and the amount of gas used for heating purposes, it is possible to predict the costs associated with heating the building in the upcoming heating season.

12

Zastąpienie gazu ziemnego RDF-em w systemach ciepłownictwa Ukrainy

Sigal Oleksandr, Pavliuk Nonna, Plashykhin Sergii

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2024

|

nr 6

PL

Przedsiębiorstwa ciepłownicze komunalne (TKE) zużywają do 20% gazu ziemnego w Ukrainie. Budowa nowych instalacji przetwarzania odpadów oraz elektrociepłowni na RDF ma na celu zwiększenie niezależności energetycznej Ukrainy. Współpraca z Polską w obszarze termicznego przekształcania odpadów może przyspieszyć wprowadzenie nowoczesnych technologii na ukraiński rynek.

13

Import ropy naftowej i gazu ziemnego do polski drogą morską w świetle badań własnych

Kłak Marcin, Woźniakowski Mariusz, Zadworny Waldemar, Rokoszyński Alan

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Technicznej w Katowicach

|

2023

|

T. 17

87--108

PL

Celem niniejszego artykułu jest zbadanie importu ropy naftowej i gazu ziemnego do Polski drogą morską w latach 2010-2021 oraz prognoza tego zjawiska na lata 2022-2026. Aby zrealizować to zamierzenie, wykorzystano dane Głównego Urzędu Statystycznego (GUS). Ponadto, autorzy dokonali systematycznego przeglądu literatury dotyczącej transportu morskiego. Opisano wady i zalety tego sposobu transportu oraz wymagane dokumenty. Wyszczególniono infrastrukturę liniową i punktową oraz różne rodzaje statków. Przedstawiono również najistotniejsze aspekty światowej produkcji ropy naftowej i gazu ziemnego. Zasadnicza część artykułu poświęcona jest badaniom własnym importu omawianych surowców do Polski, na przestrzeni ostatnich lat. W publikacji przedstawiono również metodologię badań i problem badawczy, dokonano analizy danych i prognozy na ich podstawie oraz sformułowano wnioski.

EN

The aim of this article is to analyze oil and gas imports to Poland by sea over the past few years, as well as to forecast imports and establish oil import trends for 2023-2026. To achieve this goal, data from the Statistics Poland was used. In addition, the authors conducted a systematic review of the literature on shipping. The advantages and disadvantages of this mode of transportation were described, as well as the required documents. Line and point infrastructure, as well as different types of ships were listed. The most relevant aspects of world oil and gas production are also presented. The main part of the article is devoted to a study of Poland’s own imports of the raw materials in question over the past years. The publication also presents the research methodology and research problem, analyzes the data and forecasts based on them, and makes conclusions.

14

70-lecie badań, atestacji i certyfikacji urządzeń gazowych w Polsce

Gumula Marianna

Wiek Nafty : zeszyty naukowo-historyczne

|

2023

|

nr 1-2

38--43

15

Procesy biogenne w przemyśle naftowym i badania mediów złożowych dla potrzeb PMG

Turkiewicz Anna, Steliga Teresa, Gmiński Zbigniew

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2023

|

R. 26, Nr 5 (291)

4-8

PL

Artykuł omawia kilka aspektów dotyczących badań związanych z przemysłem naftowym, w tym metodę zwiększenia wydobycia ropy naftowej przy udziale bakterii. Przedstawiono także problematykę występowania procesów mikrobiologicznych w kawernach solnych oraz badania mediów złożowych z Podziemnego Magazynu Gazu “Wierzchowice”, pod kątem generowania H2S.

EN

The paper refers to several aspects of research studies supporting the oil industry. The focus was placed on questions connected with Microbial Enhanced Oil Recovery. The article discusses also microbial processes in the salt caverns as extreme environment for bacteria. What is more, the paper refers to the phenomena of H2S formation at Underground Gas Storage “Wierzchowice”.

16

The influence of intake valve close timing on the environmental performance of a spark ignition engine using gasoline and natural gas

Vipartas Tadas, Rimkus Alfredas, Matijošius Jonas

Transport Problems

|

2023

|

T. 18, z. 3

175--187

EN

The tightening of environmental requirements has forced car manufacturers to look for various ways to reduce exhaust gas emissions. The existing structural solutions of internal combustion engines allow this type of pollution to be reduced by adjusting the intake valve timing. This is especially relevant when it comes to reducing spark ignition engine emissions when using natural gas as fuel. In this study, a wide range of intake valve timing adjustments from 24° to 54° every six crank angle degrees was taken at a constant engine speed (n = 2500 rpm) and different loads and fixed excess air ratios (λ = 1). The changes in oxygen (O2), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), nitrous oxide (NOx), methane (CH4), and propane (C3H8) gas emissions were observed in the aforementioned intake valve timing range.

17

Evaluation of vibration and noise characteristics of a compression-ignition engine fuelled with natural gas-biodiesel dual fuel

Stravinskas Saulius, Rimkus Alfredas, Matijošius Jonas

Transport Problems

|

2023

|

T. 18, z. 1

67--74

EN

As environmental requirements become more stringent and the planet becomes more polluted, the replacement of conventional diesel is attracting more interest. For alternative fuels, such as biodiesel and natural gas, to be used, their effects must be examined not only in terms of the engine’s environmental indicators but also in terms of engine vibrations and sound pressure. This study examined the influence of dual fuel – biodiesel and natural gas – on vibrations and sound pressure of a compression-ignition (CI) engine. Conventional diesel or hydrotreated vegetable oil biodiesel was used as a pilot fuel for gas ignition. The gaseous fuel was natural gas, which was injected into the intake manifold with different energy shares of the gaseous fuel (40%, 60% and 80%). Tests were performed at a constant engine crankshaft speed and a fixed start of pilot fuel injection of 6° BTDC while the fuel composition and engine load were changed. This experiment revealed correlations between gas energy share (GES) in liquid fuel and ecological and energy indicators of a CI engine.

18

Metody magazynowania energii elektrycznej z wykorzystaniem technologii gazowych

Wołowicz Marcin

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 2

45--52

PL

W artykule zaprezentowano przegląd technologii magazynowania energii za pomocą gazu (powietrza, wodoru oraz gazu ziemnego). Technologie te należą do dwóch grup magazynowania energii w oparciu o regulacje Komisji Europejskiej, tzn. mechanicznych oraz chemicznych. Do technologii zaprezentowanych w niniejszym artykule zaliczyć można: technologie magazynowania energii w sprężonym i skroplonym powietrzu, sprężonym gazie oraz w wodorze. W odróżnieniu od technologii bateryjnych (elektrochemicznych) mają one szereg zalet. Przede wszystkim bazują na sprawdzonych technologiach, umożliwiają magazynowanie energii w dużych pojemnościach, charakteryzują się dużą trwałością oraz niską albo prawie zerową degradacją w czasie. Do wad należy zaliczyć duże nakłady inwestycyjne, duże nakłady jednostkowe w przypadku małych instalacji oraz konieczność zagospodarowania dużego terenu lub odpowiedniego ukształtowania geologicznego.

XX

The article presents an overview of energy storage technologies using gas (air, hydrogen and natura! gas). These technologies belong to two groups of energy storage based on the regulations of the European Commission, i.e. mechanical and chemical. The technologies presented in this article include: energy storage technologies in compressed and liquefied air, compressed gas and hydrogen. Unlike battery (electrochemical) technologies, they have a number of advantages. First of all, they are based on proven technologi es, enable energy storage m large capac1t1es, are characterized by high durability and low or al most zero degradation over time. The disadvantages include high investment costs, high unit costs in the case of small installations and the need to develop a large area or appropriate geological topography.

19

Households in Poland vs. energy carriers: one year after Russia’s February 2022 invasion of Ukraine

Stala-Szlugaj Katarzyna

Polityka Energetyczna

|

2023

|

T. 26, z. 4

5--18

EN

Russia’s use of one of its energy resources as a tool of political pressure in 2021 destabilized the economies of many European countries. The energy crisis was exacerbated by the outbreak of Russia’s war with Ukraine in February 2022, when many countries, including those of the EU, responded by imposing sanctions on energy resources from Russia. The situation also affected Polish households. Until then, Russia had been Poland’s main supplier of coal and natural gas. It is estimated that 3.8 million households were threatened by the uncertainty of hard-coal supplies for the 2022/2023 heating season. The article presents an analysis of the supply and demand of the main fossil energy resources consumed by Polish households for heating purposes. Discussing the supply of a given raw material, both domestic production and imports are presented. The inability to increase domestic coal production for households in the short term (it is a long-term process) resulted in the introduction of intervention imports. In the case of imports, attention was paid to the need to change suppliers as well as import routes. The article also analyzes the prices of major energy carriers for domestic households from January 2018 to March 2023. Rapidly rising prices of hard coal at fuel depots in the third and fourth quarters of 2022 were higher than natural gas prices for households by PLN 13–16/GJ and amounted to PLN 81–101/GJ. By comparison, natural gas prices were then in the range of 65–88 PLN/GJ. In the first quarter of 2023, the prices of these two energy carriers had already reached a similar level (in the order of 80 PLN/GJ).

PL

Wykorzystanie przez Rosję jednego z surowców energetycznych jako narzędzia nacisku politycznego w roku 2021 zdestabilizowało gospodarki wielu państw europejskich. Kryzys energetyczny został pogłębiony wybuchem wojny Rosji z Ukrainą w lutym 2022 r., kiedy w odpowiedzi m.in. państwa UE wprowadziły sankcje na surowce energetyczne z Rosji. Sytuacja ta wpłynęła także na polskie gospodarstwa domowe. Rosja do tego czasu była głównym dostawcą węgla kamiennego i gazu ziemnego do Polski. Sza- cuje się, że niepewnością dostaw węgla kamiennego na sezon grzewczy 2022/2023 zagrożonych zostało 3,8 mln gospodarstw domowych. Artykuł przedstawia analizę popytu i podaży głównych kopalnych surowców energetycznych zużywanych przez polskie gospodarstwa domowe w celach grzewczych. Omawiając podaż danego surowca, zaprezentowano zarówno jego produkcję krajową, jak również import. Niemożność zwiększenia krajowej produkcji węgla kamiennego dla gospodarstw domowych w krótkim okresie czasu (jest to proces długofalowy) skutkowała wprowadzeniem importu interwencyjnego. W przypadku importu zwrócono uwagę na konieczność zmiany dostawców, jak również dróg importu. W artykule przeprowadzono także analizę cen głównych nośników energii dla krajowych gospodarstw domowych w okresie od stycznia 2018 do marca 2023 r. Szybko rosnące ceny węgla kamiennego na składach opałowych w III i IV kwartale 2022 r. były wyższe od cen gazu ziemnego dla gospodarstw domowych o 13–16 PLN/GJ i wyniosły 81–101 PLN/GJ. Dla porównania ceny gazu ziemnego zawierały się wówczas w zakresie 65–88 PLN/GJ. W I kwartale 2023 r. ceny tych dwóch nośników energii uzyskały już zbliżony poziom (rzędu 80 PLN/GJ).

20

Problematyka koncesjonowania wydobycia kopalin energetycznych w Polsce

Harat Andrzej, Jaguś Andrzej

Polish Journal of Materials and Environmental Engineering

|

2023

|

Vol. 5 (25)

1--13

EN

The extraction of minerals, including fossil fuels, is a licensed activity. In the case of strategic fossil fuels owned by the state, such as hard coal, lignite, crude oil, natural gas, a license is issued by the minister responsible for the environment. The minister also signs a mining lease agreement, that is the right to use a mining area, with the entity to which they grant the licence. In the case of resources that are not covered by mining lease, but are subject to land property ownership, such as rock or peat, the licensing authority is the staroste or voivodship governor (depending on the area of the deposit or the volume of the mineral to be extracted). The licensing procedure requires the preparation and completion of extensive documentation presenting the interested entity and the activity it is going to undertake. In the case of licences granted by the minister or governor, the submitted documentation is required to contain a de-posit development plan. The licensing procedure consists in examining the license application along with the attached documentation by the competent authority, as well as conducting ar-rangements with the interested institutions and supervisory authorities. Commencement of the licensing procedure for the extraction of coal or peat is not limited in time, whereas the granting of licences for the exploration, identification and extraction of hydrocarbon deposits begins only in the form of a time-limited tender. After the licence has been granted, the area covered by its provisions is entered in the register of mining areas. Licences are granted for a specified period of time. An important element to be included in their contents is indication of the requirements for conducting a business in a way that minimizes the negative impact on the environment.