TESTING OF A WATER HEATING BOILER UNIT IN THE COMBUSTION MODE OF COMPOSITE BIOFUEL PELLETS MADE ON THE BASIS OF SEWAGE SLUDGE
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2025.4.1.27Keywords:
sewage sludge, utilization, composite biofuel pellets, hot water boiler unit, thermal utilization, boiler unit efficiencyAbstract
The article is devoted to thermal testing of a pellet water-heating boiler unit for heating premises. Composite pellets consisting of sewage sludge (80%) and sunflower husks (20%) were used as fuel for combustion. The choice of composite fuel based on sewage sludge is explained by the fact that their disposal is an urgent problem of all sewage treatment plants in settlements. The wastewater treatment technology used at the Dnipro-Kirovograd Wastewater Treatment Plant does not provide for the disposal of sludge waste generated at sewage treatment plants, the raw materials from which were provided for research. Among a number of methods for processing sludge, one of the most promising is thermal utilization. The implementation of such a method will allow not only to meet environmental protection requirements, but also to use the energy resource of such waste. The main purpose of conducting thermal tests of the AOVA-20 water heating boiler unit in the combustion mode of a batch of composite biofuel pellet samples based on sewage sludge was to determine the boiler efficiency. The work developed a methodology for conducting thermal tests of the boiler unit. During thermal tests, the research conditions allowed using the “water heating boiler-heating system” circuit, which made it possible to determine the boiler unit efficiency based on the balance using the direct method. When using this approach to determining the efficiency, a methodology was developed for determining the useful heat Q1 consumed in the heating system and the available heat Qн released during the combustion of composite biofuel. As a result of thermal tests of the boiler unit in the combustion mode of biofuel pellet samples made on the basis of sewage sludge, the boiler unit efficiency determined by the direct balance method was 85%.
References
Кравченко В. І., Білоус Ю. В., Кравченко В. П. Створення та обґрунтування композитного палива на основі осаду стічних вод. Технічні науки. Херсон: ХДАЕУ, 2023. Вип. 3. С. 88–94. URL: http://journals.ksauniv.ks.ua/index.php/tech/article/view/403
Кравченко В. І. Виготовлення та експериментальна оцінка біопалива на основі осадів стічних вод для одержання теплової енергії та будівельного матеріалу. Вісник Херсонського національного технічного університету. 2024. № 2 (89). С. 32–37. DOI: https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.2.4
Malhozhata V., Mariush T. Production of solid biofuel from city sewage sludge. Technical and economic optimization. Waste Management & Research. 2015. Vol. 33(8). URL: https://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/ 0734242X15588584
Nordin A. Co-combustion of municipal sewage sludge and biomass in a grate fired boiler for phosphorus recovery in bottom ash. Energies. 2020. Vol. 13(7). Article 1708. DOI: https://doi.org/10.3390/en13071708
Каталог продукції заводу ТДВ «Дозавтомати». URL: https://www.dozator.com.ua/products/kotel-aova-20
Klymenko V., Kravchenko V., Koltun P., Nevdakha Yu., Zavodyannyi V. Evaluation of Technological Scenarios for Production of Composite Biofuels Based on Communal Waste. Balancing Water-Energy-Food Security in the Era of Environmental Change. 2025. P. 169–188. DOI: 10.4018/979-8-3693-5693-7
Кравченко В. І. Виготовлення та експериментальна оцінка біопалива на основі осадів стічних вод для одержання теплової енергії та будівельного матеріалу. Вісник Херсонського національного технічного університету. 2024. № 2 (89). С. 32–37. DOI: https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.2.4
Клименко В. В., Невдаха Ю. А., Кравченко В. І. Застосування шнекового методу пресування водовмісної композитної сировини на основі мулових осадів стічних вод для виготовлення дослідно-промислової партії композиційних біопаливних пелет. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2025. Вип. 12, ч. 1. С. 195–205. URL: https://mapiea.kntu.kr.ua/pdf/12(43)_I/18.pdf
Le Minh Quan, Kamyab H., Yuzir A., Veeramuthu A. Review of the application of gasification and combustion technology and waste-to-energy technologies in sewage sludge treatment. Fuel. 2022. DOI: 10.1016/j.fuel.2022.123199
Гелетуха Г. Г., Жовмір М. М., Олійник Є. М., Радченко С. В. Особливості теплотехнічних випробувань водогрійних котлів з періодичним спалюванням цілих тюків соломи. Промислова теплотехніка. 2010. Т. 32, № 6. С. 45–51.
Степанов Д. В., Корженко Є. С., Боднар Л. А. Котельні установки промислових підприємств: навчальний посібник. Вінниця: ВНТУ, 2011. 120 с. URL: https://ir.lib.vntu.edu.ua/handle/123456789/4912
Котельні установки : навчальний посібник / С. Й. Ткаченко, Д. В. Степанов, Л. А. Боднар. Вінниця: ВНТУ, 2016. 185 с. URL: https://ctor.com.ua/wp-content/uploads/2024/05/Електроний-підручник.pdf







