Вплив концентрації  водню  на властивості газоводневих сумішей та газодинамічні процеси в розподільних газових мережах

М. Д. Середюк; С. В. Великий

doi:10.31471/1993-9868-2023-2(40)-25-37

Автор(и)

М. Д. Середюк ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська,15
С. В. Великий РГК, Івано-Франківськгаз; 76010, м. Івано-Франківськ, вул. Ленкавського 20; тел. (0342) 58-62-80

DOI:

https://doi.org/10.31471/1993-9868-2023-2(40)-25-37

Ключові слова:

газові мережі низького тиску, реальний газ; газоводнева суміш; стандартні умови; густина; об’ємна теплота зго-ряння; газодинамічний розрахунок

Анотація

Метою роботи є уточнення закономірностей впливу об’ємної концентрації водню на фізичні та термодинамічні властивості газоводневої суміші, газодинамічні режими експлуатації розподільчих газових мереж та обсяги передачі ними енергії до споживачів. На базі сучасних методів врахування реальних властивостей газів досліджено вплив об’ємної концентрації водню у діапазоні (0-100) % на густину, вищу і нижчу теплоту згоряння, вище і нижче число Воббе, кінематичну в’язкість газоводневих сумішей за стандартних умов, що встановлені для розподільних газових мереж України. Побудовано графічні залежності, виконано їх математичне моделювання. Результати уточненого розрахунку властивостей газоводневих сумішей використані для проведення багатоваріантних газодинамічних розрахунків газопроводу низького тиску за повного діапазону його завантаження. Одержано уточнені результати щодо впливу об’ємної концентрації водню на газодинамічну енерговитратність газових мереж низького тиску за витрат, що мали місце для природного газу. Уточнено значення коефіцієнтів збільшення витрат в газопроводі низького тиску для компенсації зменшення вищої та нижчої об’ємної теплоти згоряння газоводневої суміші. Визначено ступінь зростання гідравлічної енерговитратності газопроводу низького тиску для передачі ним енергії, яку забезпечував природний газ. Всі результати досліджень відповідають стандартній температурі 0 ^оС. У практиці експлуатації розподільних газових мереж є випадки зміни стандартної температури з 0 ^оС до 20^оС. Це зробило доцільним проведення додаткових досліджень властивостей газоводневих сумішей і газодинамічної енерговитратності газопроводу низького тиску за стандартної температури 20 ^оС.

Посилання

Kevin Topolski, Evan P. Reznicek, Burcin Cakir Erdener, Chris W. San Marchi, Joseph A. Ronevich, Lisa Fring, Kevin Simmons, Omar Jose Guerra Fernandez, Bri-Mathias Hodge, and Mark Chung. Hydrogen Blending into Natural Gas Pipeline Infrastructure: Review of the State of Technology. URL: https://doi.org/10.2172/1893355.

Transporting Pure Hydrogen by Repurposing Existing Gas Infrastructure: Overview of existing studies and reflections on the conditions for repurposing. URL: https://acer.europa.eu/Official_documents/Acts_of_the_Agency/Publication/

Transporting Pure Hydrogen by Repurposing Existing

Gas Infrastructure Overview of studies.pdf

Yue Su, Jingfa Li, Wangyi Guo, Yanlin Zhao, Jianli Li, Jie Zhao and Yusheng Wang Prediction of Mixing Uniformity of Hydrogen Injection in Natural Gas Pipeline Based on a Deep Learning Model. URL: https://www.mdpi.com/1996-1073/15/22/8694.

Proekt dorozhnoi karty dlia vyrobnytstva ta vykorystannia vodniu v Ukrayini. URL: https://unece.org/sites/default/files/2021-03/Hydro gen Roadmap Draft Report_UKR March 2021.pdf [in Ukrainian]

Serediuk M. D. Hazodynamichni rezhymy ekspluatatsii hazovykh merezh nyzkoho tysku pry transportuvanni hazovodnevykh sumishei. Mizhnarodnyi naukovyi zhurnal «Internauka». 2021. No 1 (101). T. 1. P. 52–62. DOI: https://doi.org/10.25313/2520-2057-2021-1-6822. [in Ukrainian]

Serediuk M. D. Osoblyvosti hazodynamich-nykh protsesiv u hazovykh merezh serednoho i vysokoho tysku za transportuvannia hazo-vodnevykh sumishei. Mizhnarodnyi naukovyi zhurnal «Internauka». 2021. No 2 (102). P. 87–95. DOI: https://doi.org/10.25313/2520-2057-2021-2-6887. [in Ukrainian]

Serediuk M. D. Osoblyvosti hazodynamich-noho rozrakhunku vnutrishnikh hazovykh merezh pry zastosuvanni hazovodnevykh sumishei. Mizhnarodnyi naukovyi zhurnal «Internauka». 2021. No 11 (111). P. 73–80. DOI: 10.25313/2520-2057-2021-11-7484. [in Ukrainian]

DBN V.2.5-20-2018. Hazopostachannia. [in Ukrainian]

DSTU EN ISO 6976:2020 Pryrodnyi haz. Obchyslennia teploty zghoriannia, hustyny, vidnosnoi hustyny ta chysla Vobbe na osnovi komponentnoho skladu. [in Ukrainian]

Honcharuk M. I., Serediuk M. D, Sheludchenko V. I. Dovidnyk z hazopostachannia naselenykh punktiv Ukrainy. Ivano-Frankivsk: Simyk, 2006. 313 p. [in Ukrainian]

Serediuk M. D., Velykyi S. V. Analiz metodiv vyznachennia hazodynamichnoi enerho-vytratnosti hazovykh merezh naselenykh punktiv. Naftohazova enerhetyka. 2022. No 2(38). P.51–61. DOI: 10.31471/1993-9868-2022-2(38)-51-61. [in Ukrainian]

Serediuk M. D. Proiektuvannia ta eksplu-atatsiia hazovykh merezh: navch. posib. Ivano-Frankivsk: IFNTUNH, 2022. 144 p. ISBN 978-966-694-409-5. [in Ukrainian]