Investigation of Emission Characteristics for Diluted Flames and Renewable Fuels in Gas Turbine Combustors

Abstract: Popular Abstract in Swedish Gasturbiner har länge varit en ekonimsk och driftsäkert sätt att producera energi. Främst har dom använts för framdrivning av flygplan och production av elektricitet och värme. Dom ständigt ökade kraven på miljöfarliga emissioner har tvingat fram nya metoder för att producera kraft. Nästa generations kraftverk måste ha hög termisk verkningsgrad samt mycket låga emissions utsläpp. Dom kraftverkscykler som omnämnts som lovande är delvis baserade på gasturbinteknik, dock är drift förhållanden annorlunda. De nya drift förhållanden är karakteristicerade av utspäda luft och bränsleflöde. Luftflödena kan vara utspädda med diverse inerta gaser, så som ånga eller koldioxide. I detta arbete så har emissionerna från sådana kraftcykler studerats både experimentellt och beräkningsmässigt. Dom experimentella studierna har genomförts med en gas turbine brännkammare under både atmosfäriska och trycksatta förhållanden. NOx, CO, UHC har mätts för en mängd olika utspädingar (CO2 och H2O) och driftförhållanden. Emissionerna har dessutom beräknats med hjälp av kemiska reactor modeller. Både beräkningar och experiment visar att NOx miskar med ökad utspädning, även vid konstant förbräningstemperatur. CO emissionerna visar sig dock öka om förbränningsluften späds med CO2. En annan del av arbetet har två olika flygbränsle jämförts, ett syntetiskt och ett kommerciellt bränsle (Jet A1). Bränsle har i stort sätt samma förbränningsegenskaper. Eftersom Jet A1 innehåller aromater, så är emssionerna från Jet A1 mer hälsofarliga än från det syntetiska bränslet. Slutsatserna är att vidare tester är nödvändiga innan det syntetiska bränslet är flygfärdigt.