Til hovedinnhold

Tekst: seniorforsker Andrea Gruber

Prosjektet sikter på å utvikle en grunnleggende ny gassturbin brenner for såkalt "lean pre-mixed” forbrenning av hydrogen. Prosjektet er delt i tre faser og har som overordnet mål å få frem en hydrogenbrenner som kan nå under 10 ppm NOx med høy virkningsgrad. Denne brenneren skal så kommersialiseres.

For fase 1 er målsetningen å utrede et eller flere design som har potensial for videreutvikling og samtidig knytte industrielle partnere til prosjektets fortsettelse i de neste fasene.

For første gang i denne type prosjekt er det i utstrakt grad benyttet direkte numerisk simulering (DNS) i modelleringen av den turbulente strømningen rundt brenseldysen. Denne tilnærmingen tillater et meget høyt detaljnivå i beskrivelsen av brensel-luft blandingsmønster og bedrer forståelsen av mekanismen som leder til turbulent forbrenning av hydrogen-flammer nedstrøms brenseldyser (se bildet).

I tillegg til DNS er også mer konvensjonell ”computational fluid dynamics” (CFD) brukt for å dekke et parameterrom utover det som er mulig å undersøke med DNS.

I løpet av prosjektets siste år ble det også gjennomført avanserte eksperimenter med laserdiagnostikk både som en validering av numeriske beregninger og som en direkte observasjon av de relevante forbrenningskonfigurasjonene. Spesielt viktig er å kartlegge måten brensel-luft blandingsmønster og flammestabiliseringsmekanismen responderer til endringer i brenseldyser og trykknivået i brennkammeret. Noe overraskende viste høytrykkseksperimentene utvidet flammestabilitetsområder for økende trykknivå.

Resultatene oppnådd hittil i prosjektet har pekt ut klare retningslinjer for design av brenseldyser noe som vil bli utnyttet i prosjektets Fase II med planlagt start tidlig i 2011.

Om prosjektet

Prosjekttittel: BIGH2 - Enabling Pre-Combustion CCS Plants (SP 2, fase 1)
Område, fase og type: Fangst, utvikling, forprosjekt
Prosjektperiode:  2007-2011 (fase 1)
Prosjektansvarlig: Andrea Gruber, SINTEF Energi
CLIMIT-kontakt: Erik Gjernes, Gassnova SF
Samarbeidspartnere: Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt og ALSTOM Switzerland LTD
Budsjett: 10 MNOK (fase 1)
CLIMIT støtte: 75 prosent CLIMIT

Kontakt:

Andrea Gruber

Resultatene oppnådd hittil i prosjektet har pekt ut klare retningslinjer for design av brenseldyser noe som vil bli utnyttet i prosjektets Fase II med planlagt start tidlig i 2011.

Presentasjoner:

  • The 33rd International Symposium on Combustion-: “Direct numerical simulation of flame stabilization downstream of a transverse fuel jet in cross-flow” R. Grout, A. Gruber, C. S. Yoo, J. H. Chen. Proceedings of the Combustion Institute 33 (2011) 1629–1637.
  • CLIMIT-dagene 2010:
    ”Developing an enabling technology for clean and efficient gas turbine operation with hydrogen-rich fuels” Andrea Gruber, SINTEF