Das Projekt "2.Verbrennung AP: 2.3.1b Hochtemperaturverbrennungssystem für flexiblen Operationsbereich - HTV flex Op" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Verbrennungstechnik durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojekts AG Turbo 2020 Turbomaschinen für das emissionsarme Kraftwerk. Das FLOX(R)-Brennerkonzept soll für den Einsatz in großen stationären Gasturbinen der nächsten Generation weiterentwickelt werden, die man zur Erreichung hoher Kraftwerkswirkungsgrade einsetzt. Diese Gasturbinen werden effiziente, brennstoffflexible Hochtemperaturbrennkammertechnologien verwenden. Gleichzeitig soll das Verbrennungssystem der Gasturbine in einem modernen Kraftwerkspark, in dem auch Strom aus alternativen Energiequellen wie Wind oder Sonne eingespeist wird, eine hohe Lastflexibilität aufweisen. Das brennstoffflexible FLOX(R)-Design konnte seine Eignung als emissionsarmes Brennkammersystem bereits demonstrieren. Durch Pilotierung und Stufung kann der Operationsbereich weiter ausgedehnt werden. Bekannte Pilotierungs- oder Stufungskonzepte müssen dazu an die Betriebsweise des FLOX(R)-Brenners angepasst oder neue Designs gefunden werden. Das Vorhaben stellt sich vier konkrete Arbeitsziele: Untersuchungen an Pilotierungs- und Stufungskonzepten unter Abbildung des Teillastbetriebs und der Regelkonzepte, die Charakterisierung der Druckskalierung von Pilotierungs- und Stufungskonzepten für den verbesserten FLOX(R)-Brenner, die Erstellung von Validierungsdatensätzen für die numerische Simulation und abschließend die Erweiterung des Betriebsbereichs des verbesserten FLOX(R)-Konzepts für Hochtemperaturverbrennungssysteme durch Pilotierung oder Stufung.
Das Projekt "2.1.4 Industriegasturbinenbrenner für alternative Brenngase (IGAB)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Verbrennungstechnik durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojekts AG Turbo 2020. Im Mittelpunkt dieses Vorhabens steht die Entwicklung eines Konzepts für einen Industriegasturbinenbrenner für alternative Brenngase. Das FLOX(R)-Brennerkonzept soll für den Einsatz in mittelgroßen Gasturbinen weiterentwickelt werden (bis maximal 50 MW elektrische Leistung). Diese Größenklasse der Gasturbinen wird häufig für mechanische Antriebe, in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen und für die Stromerzeugung eingesetzt (dezentrale Energieversorgung). Die eingesetzten Verbrennungssysteme in modernen Industriegasturbinen sollen unverändert ein weites Spektrum von Brenngasen umsetzen können, insbesondere neben Erdgas unterschiedlicher Qualität auch Synthesegase mit Wasserstoffanteilen (Brennstoffflexibilität). Das Vorhaben stellt sich fünf konkrete Arbeitsziele: Entwicklung und Optimierung eines Konzepts für einen FLOX(R)-basierten Synthesegasbrenner für mittelgroße Gasturbinen, Untersuchung der Brennstoffflexibilität des Konzepts durch Hochdrucktests im Prüfstand HBK-S mit Erdgas und Erdgas/Wasserstoffgemischen, Charakterisierung der Teillastfähigkeit des Brennerkonzepts, Untersuchungen zur Übertragbarkeit der numerischen Auslegungswerkzeuge für FLOX(R)-Brennerkonzepte auf Rechengeometrien realer Dimensionen von Industriegasturbinenbrennern, und Entwicklung eines Designentwurfs für einen Industriegasturbinenbrenner für alternative Brenngase auf Basis des FLOX(R)-Brennerkonzepts.