Analysis of combustion process in industrial gas engines powered with high methane and nitrified low-calorific gases

The paper presents the results of an investigation of gas engines used in the Polish system of natural gas transmission. The investigation concerned both four-stroke and two-stroke engines. The engines were fed with two kinds of gas fuel - low-calorific natural gas containing 54.5 % of methane, and with high-methane (up to 95 %) natural gas. Combustion in both types of engines with different methods of mixture supply into the cylinder was analysed for different parameters. The paper also presents numerical computations of basic physical values characterizing combustion of gas fuels in engines. The computations were made with Cantera numerical code based on the mechanism of elementary reactions occurring while burning methane GRI 3.0 for various molar fractions of methane in the gas fuel.

---

W artykule przedstawiono rezultaty badań silników gazowych wykorzystywanych w polskim systemie przesyłowym gazu ziemnego. Badania te wykonano na silnikach cztero- i dwusuwowych. Jednostki te były zasilane dwoma rodzajami paliw gazowych: niskokalorycznym gazem ziemnym o zawartości metanu wynoszącej 54,5 % oraz wysokometanowym gazem ziemnym zawierającym do 95 % metanu. Analizie poddano proces spalania w wyżej wymienionych silnikach dla różnych parametrów eksploatacyjnych oraz różnych metod doprowadzenia mieszanki do cylindra. Przedstawiono również obliczenia numeryczne podstawowych wielkości fizycznych charakteryzujących proces spalania paliw gazowych w silnikach. Obliczenia przeprowadzono przy użyciu kodu numerycznego Cantera, bazującego na mechanizmie reakcji elementarnych zachodzących przy spalaniu metanu GRI 3.0 dla różnych udziałów molowych metanu w gazie paliwowym.