Estudio Numérico de las Características de Combustión y Emisión para Combustible Mezclado con Hidrógeno en el Combustor de Turbina de Gas Alimentado con Metano
Autores: Wang, Kefu; Li, Feng; Zhou, Tao; Ao, Yiqun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio Numérico de las Características de Combustión y Emisión para Combustible Mezclado con Hidrógeno en el Combustor de Turbina de Gas Alimentado con Metano
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Turbina de gas
Enriquecimiento de hidrógeno
Características de combustión
Simulaciones de CFD
Residuos de combustible
Emisiones de CO
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 45
Citaciones: Sin citaciones
La turbina de gas aeroderivada se utiliza ampliamente ya que presenta muchas ventajas. La adición de hidrógeno a los combustibles de gas natural puede mejorar el rendimiento de la combustión. A continuación, se analizaron los efectos del enriquecimiento con hidrógeno en las características de combustión en un quemador de turbina de gas aeroderivada utilizando simulaciones CFD. El modelo numérico fue validado con resultados experimentales. Se estudiaron las condiciones de flujo másico constante y de entrada de energía constante. Los resultados indican que la adición de hidrógeno redujo significativamente los residuos de combustible (la masa de combustible en la salida de la cámara de combustión se redujo hasta un 60.9%). Además, se redujo la emisión de CH y otros contaminantes. Aumentar la fracción volumétrica de hidrógeno en el combustible también redujo las emisiones de CO a la entrada de energía constante, mientras que aumentó las emisiones de CO a la tasa de flujo másico de combustible constante. Un exceso en la fracción volumétrica de hidrógeno añadido cambió el modo de combustión en la cámara de combustión, resultando en una combustión rica en combustible (a flujo másico constante) y combustión por difusión (a potencia de entrada constante). La adición de hidrógeno aumentó el factor de patrón y las emisiones de NOx en la salida de la cámara de combustión.
Descripción
La turbina de gas aeroderivada se utiliza ampliamente ya que presenta muchas ventajas. La adición de hidrógeno a los combustibles de gas natural puede mejorar el rendimiento de la combustión. A continuación, se analizaron los efectos del enriquecimiento con hidrógeno en las características de combustión en un quemador de turbina de gas aeroderivada utilizando simulaciones CFD. El modelo numérico fue validado con resultados experimentales. Se estudiaron las condiciones de flujo másico constante y de entrada de energía constante. Los resultados indican que la adición de hidrógeno redujo significativamente los residuos de combustible (la masa de combustible en la salida de la cámara de combustión se redujo hasta un 60.9%). Además, se redujo la emisión de CH y otros contaminantes. Aumentar la fracción volumétrica de hidrógeno en el combustible también redujo las emisiones de CO a la entrada de energía constante, mientras que aumentó las emisiones de CO a la tasa de flujo másico de combustible constante. Un exceso en la fracción volumétrica de hidrógeno añadido cambió el modo de combustión en la cámara de combustión, resultando en una combustión rica en combustible (a flujo másico constante) y combustión por difusión (a potencia de entrada constante). La adición de hidrógeno aumentó el factor de patrón y las emisiones de NOx en la salida de la cámara de combustión.