Индекс Воббе - Wobbe index

В Индекс Воббе (WI) или Число Воббе^[1] является показателем взаимозаменяемости топливные газы Такие как натуральный газ, сжиженный газ (СНГ), и городской газ и часто определяется в спецификациях предприятий газоснабжения и транспорта.

Если ${\displaystyle V_{C}}$ это более высокая теплотворная способность, или более высокая теплотворная способность, и ${\displaystyle G_{S}}$ это удельный вес, индекс Воббе, ${\displaystyle I_{W}}$, определяется как:

${\displaystyle I_{W}={\frac {V_{C}}{\sqrt {G_{S}}}}.}$

${\displaystyle G_{S}={\frac {\rho _{STP}}{\rho _{air,STP}}}={\frac {M}{M_{air}}}}$

${\displaystyle \rho _{STP}}$ плотность газа при стандартные условия (0 ° C, 101,325 кПа), ${\displaystyle \rho _{air,STP}}$ - плотность воздуха при стандартных условиях, ${\displaystyle M}$ это молярная масса газа и ${\displaystyle M_{air}}$ - молярная масса воздуха, составляющая около 28,96 кг / кмоль.

Индекс Воббе используется для сравнения выходной энергии сгорания топливных газов разного состава в приборе (огонь, плита и т.д.). Если два топлива имеют одинаковые индексы Воббе, то для данного давления и настроек клапана выход энергии также будет идентичным. Обычно допускаются отклонения до 5%, поскольку они не будут заметны для потребителя.

Индекс Воббе является критическим фактором, позволяющим минимизировать влияние переключения при анализе использования заменитель природного газа (SNG) топливо, такое как пропан -воздуха смеси. Индекс Воббе также требует добавления пропана в некоторые улучшенные биометановые продукты,^[2] особенно в регионах, где природный газ имеет высокую теплотворную способность, например, в Швеции. ^[3]

Индекс Воббе обычных топливных газов ^[4]

Топливный газ	Верхний индекс ккал / Нм³	Нижний индекс ккал /Нм³	Верхний индекс MJ / Нм³	Нижний индекс МДж / Нм³
Водород	11,528	9,715	48.23	40.65
Метан	12,735	11,452	53.28	47.91
Этан	16,298	14,931	68.19	62.47
Этилен	15,253	14,344	63.82	60.01
Натуральный газ	12,837	11,597	53.71	48.52
Пропан	19,376	17,817	81.07	74.54
Пропилен	18,413	17,180	77.04	71.88
н-бутан	22,066	20,336	92.32	85.08
Изобутан	21,980	20,247	91.96	84.71
Бутилен-1	21,142	19,728	88.46	82.54
СУГ	20,755	19,106	86.84	79.94
Ацетилен	14,655	14,141	61.32	59.16
Монооксид углерода	3,060	3,060	12.80	12.80

Примечание: 1 Джоуль = 2.3901×10⁻⁴ ккал.

использование

Индекс Воббе выражается в MJ /Нм³ (или иногда в БТЕ /scf ). В случае природного газа (молярная масса 17 г / моль), типичная теплотворная способность составляет около 39 МДж / Нм³ (1050 БТЕ / scf), а удельный вес составляет около 0,59, что дает типичный индекс Воббе 51 МДж / Нм³ (1367 БТЕ / scf).

Существует три диапазона или «семейства» топливных газов, которые были согласованы на международном уровне на основе индекса Воббе. Семейство 1 охватывает промышленные газы, семейство 2 охватывает природные газы (с высоким и низким диапазоном), а семейство 3 охватывает сжиженный нефтяной газ (СУГ ). Оборудование для сжигания обычно предназначено для сжигания топливного газа определенного семейства: богатого водородом городского газа, природного газа или сжиженного нефтяного газа.

Семья	Тип газа	Диапазон индекса Воббе (МДж /Нм^3 )	Диапазон чисел Воббе от [1]
1	Городской газ / Синтез-газ	22.5 – 30.0	24.0 – 29.0
2 л	Естественный	39.0 – 45.0
2 ч		45.5 – 55.0	48.0 – 53.0
3	СУГ	73.5 – 87.5	72.0 – 87.0

Другие характеристики пламени и пределы состава могут определять приемлемость замещающего газа, например: скорость пламени, «желтые опилки» из-за неполного сгорания, содержания серы, кислорода и т. д.

Ограничения

Несмотря на свою полезность, индекс Воббе сам по себе не является хорошим индикатором взаимозаменяемости двух или более газов или их смесей. При определении достаточности замены топлива другим, отличным от того, которое использовалось для настройки системы сжигания, необходимо учитывать и другие критерии.^[5]

Рекомендации

• «Индекс Воббе и взаимозаменяемость природного газа» (PDF). Emerson Process Management. 2007-07-30.

1. Treloar, Р. Д. (2005). Технология газовой установки. Блэквелл. п.24. ISBN  978-1-4051-1880-4.
2. http://www.biogasmax.eu/media/d3_3v2biogasmax_iwes_v2f_nov2010__052078600_1109_10022011.pdf
3. B [1].
4. Индекс Воббе и топливные газы
5. Флорес-Оррего, Даниэль, Escola Politécnica da USP. «Взаимозаменяемость топливного газа». Получено 8 сен 2012.