Исследование переходных режимов горения смесей метана с водородом или пропан-бутановым топливом в водонагревательных установках (заключительный)

Объектом исследования являлось изучение переходных режимов горения смесей метана с водородом или пропан-бутановым топливом в водонагревательных установках. Цель работы - определение физико-химических и термодинамических свойств процесса диффузионного горения метано-водородного топлива переменного состава в воздухе в зависимости от концентрации водорода или пропан-бутанового топлива; разработка метода стабилизации теплового эффекта горения в процессе изменения концентрации водорода или пропан-бутанового топлива. Работа проводилась на экспериментальной водонагревательной установке, имитирующая тепловой режим работы паровых и водогрейных котлов. Были исследованы оптимальные режимы горения смесей метана с водородом или пропан-бутановым топливом в зависимости от концентраций примесей. Для исследования непрерывного перехода от сжигания метана к сжиганию использованных в данной работе смесей использовался квазистационарный подход с учетом тепловой инерции установки. Получены следующие результаты: получены условия, обеспечивающие оптимальное горение с постоянной скоростью тепловыделения в случае изменения удельной теплоты сгорания углеводородных топлив метанового ряда; условия соответствующие оптимальному режиму горения и постоянному заданному количеству теплоты, сообщаемой теплоносителю в нагревательных установках, использующих смеси метана с водородом или пропан-бутановым топливом, в зависимости от концентрации примеси к метану в интервале от 0 до 26%; квазистационарная модель процесса перехода от оптимального горения метана к оптимальному горению смесей метана с водородом или пропан-бутановым топливом при постоянной разности выходной и входной температур теплоносителя в нагревательной установке. Результаты работы послужат основой для разработки технологий сжигания попутного нефтяного газа и смесей природного газа с газообразными отходами нефтехимических производств в паровых и водогрейных котлах средней и малой мощности, что позволит сократить потребление природного газа. Математические модели будут полезны для разработки программного обеспечения систем автоматического управления работой нагревательных установок, использующих смеси природного газа с газообразными отходами нефтяной и нефтехимической промышленности.