Das Projekt "Theoretische und experimentelle Untersuchung einer Zusatzfeuerung in gasturbinengestuetzten KWK-Prozessen fuer eine Optimierung hinsichtlich Flammenstabilitaet und Ausbrandverhalten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gaswärme-Institut e.V. durchgeführt. Zusatzfeuerungen kommen sehr haeufig in gasturbinengestuetzten KWK-Prozessen zum Einsatz. In diesen Faellen wird die Temperatur des Abgases der Gasturbine von ca. 750 K auf 1000-1200 K angehoben. Voraussetzung fuer einen optimalen Betrieb der Zusatzfeuerung ist die homogene Vermischung des Turbinenabgases, bzw. der Frischluft mit dem eingebrachten Erdgas am Brenner. Im Rahmen eines abgeschlossenen Vorhabens wurde die Auswirkung geometrischer und stroemungstechnischer Parameter auf die integrale Temperaturverteilung experimentell untersucht, wobei wesentliche Optimierungspotentiale aufgezeigt werden konnten. Die mathematische Modellierung der Vermischungsvorgaenge wird zur Zeit in einem von der AIF gefoerderten, theoretisch angelegten Forschungsvorhaben bearbeitet. Das Forschungsziel des geplanten Vorhabens liegt in der Weiterentwicklung eines bestehenden Rechenmodells zur Ermittlung der Konzentrationsverteilung der Verbrennungsprodukte der Zusatzfeuerung in Abhaengigkeit unterschiedlichster Randbedingungen, die durch das Turbinenabgas vorgegeben sind. Dies betrifft im wesentlichen die Turbinenabgastemperatur und die Konzentrationen einzelner Spezies des Turbinenabgases. Anhand dieses Modells sollen Brennerhersteller in die Lage versetzt werden Brennerkonstruktionen hinsichtlich der Emissionen, des Ausbrandverhaltens und der Flammenstabilitaet zu untersuchen. Bisher wurden in Modellversuchen der Zusatzfeuerungsbetrieb fuer zwei verschiedene Gasturbinenlastfaelle und der Frischluftbetrieb der Kanalbrenner experimentell untersucht. Fuer die unterschiedlichen Betriebsarten wurde die Geometrie der Brenner variiert. Der Stroemungsverlauf ist jeweils in 5 Ebenen hinter der Brenneranordnung mit einer Hitzdrahtsonde (X-Draht) vermessen worden. Fuer das kleinere Impulsstromverhaeltnis von Brennstoff und Turbinenabgas ergab sich dabei die bessere Einmischung des Brennstoffes in den Abgasstrom. An der Versuchsanordnung zur Simulation des Zusatzfeuerungsbetriebes wurde durch Nebeleinduesung die Stroemung sichtbar gemacht und mit einem digitalen Kamerasystem aufgenommen. Die fuer die mathematische Modellierung notwendigen Flamelet-Libraries sind fuer einen einfachen Reaktionsmechanismus (C1-Mechanismus) mit 17 Spezies fuer drei unterschiedliche Gasturbinenlastfaelle erstellt worden. Die Erstellung der Libraries mit einem am Gaswaermeinstitut entwickelten Reaktionsmechanismus mit 52 Spezies wurde bereits begonnen. Unterschiedlichste Prozessparameter machen eine genaue Auslegung der verwendeten Kanalbrenner in einem Abgaskanal notwendig. Fuer diese Auslegung muss auf empirische Daten zurueckgegriffen werden, die erst zur Verfuegung stehen, wenn die Installation eines Brennersystems abgeschlossen ist. Die Bereitstellung von Rechenprogrammen erlaubt, auf relativ preiswerte Art, vorhandene Anlagen ohne die Notwendigkeit kostenaufwendiger Parametervariation zu optimieren und umzuruesten.
Das Projekt "Untersuchungen zum Betriebsverhalten und zur Schadstoffemission von Flaechenbrennern fuer Gasturbinenbrennkammern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 4, Lehrstuhl und Institut für Dampf- und Gasturbinen durchgeführt. Aus kompakten Waermeuebertragern wurden keramische Brennerelemente entwickelt, bei denen aus einer Vielzahl, in einer Flaeche muendender Kanaele dicht nebeneinander Reaktionsluft und gasfoermiger Brennstoff austreten. Im einfachsten Fall - wenn Reaktionsluft und Brennstoff bis zur Muendungsflaeche der Kanaele getrennt voneinander gefuehrt werden - brennen an diesen Elementen viele unvorgemischte Diffusionsflammen dicht nebeneinander. Durch gezieltes vorheriges Mischen von Luft und Brennstoff wird eine Vormischverbrennung erreicht, deren primaeres Aequivalenzverhaeltnis durch den Anteil der Vormischluftmenge beeinflusst und die so zu einer gestuften Verbrennung entwickelt wird.
Das Projekt "BIOGAMES: Modellierung der Biomassevergasung fuer Energiesysteme - Empirische Studie JOULE III" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VERBUND Austrian Hydro Power (AHP) durchgeführt. Ausgangssituation: Fuer die Vergasung von Biomasse in einer zirkulierenden Wirbelschicht (wie im BIOCO-COMB Projekt Zeltweg) fehlen geeignete mathematische Modelle. Loesung: Ein modifiziertes Zonenmodell soll eine Berechnung der Zusammensetzung des Produktgases ermoeglichen. Messungen liefern Daten fuer die Parametrierung des Modells. Innovation: Auch die Bildung von Methan und hoeherwertigen Kohlenwasserstoffen wird in das Modell inkludiert. Nutzen: Optimierung der Vergasung, des Entstickungsverhaltens (Reburning) sowie der Flammenstabilitaet bei der Nachverbrennung im Kohlekessel; das Know-how staerkt die Position auf dem Gebiet der Biomassenutzung. Hauptauftragnehmer: Universite Catholoque de Louvian, Departement de Mecanique, Faculte des Sciences Appliquees, Thermodynamics and Fluid Dynamics; Louvain-la-Neuve; Belgium.