كاهش توليد NOx محفظه احتراق توربين گاز با تزريق بخار به روش CLN

Reducing NOx Emissions In Gas Turbine Combustor by Steam Injection Using CLN Technique

اكسيد نيتروژن يكي از مهم ترين آلاينده هاي توربين گازي است. در كار حاضر محفظه احتراق توربين گاز با هدف كاهش NOx شبيه سازي شده است. در اكثر كارهاي تحقيقاتي و صنعتي، براي كاهش توليد NOx تزريق بخار به صورت جداگانه يا به صورت پيش آميخته با هوا به محفظه احتراق انجام مي شود. اما در روش CLN بخار به صورت پيش آميخته با سوخت به محفظه احتراق تزريق مي شود. شبيه سازي CFD براي يك محفظه احتراق غيرپيش آميخته به صورت متقارن محوري انجام شده است. در اين شبيه سازي، در ابتدا تاثير مدل هاي احتراق مختلف بر پيش‌بيني دما و ميزان توليد NOx بررسي گرديد. بر اين اساس مدل EDC با توجه به اين كه قابليت اعمال سينتيك هاي مختلف را دارد، براي پيش‌بيني NOx مدل مناسب تري است. همچنين تاثير تزريق بخار به داخل محفظه به صورت پيش‌آميخته با سوخت بررسي و نتايج آن با حالت بدون تزريق بخار به داخل محفظه و حالت تزريق بخار به صورت پيش آميخته با هوا مقايسه شد. تزريق بخار به داخل محفظه احتراق، با افزايش دبي جرمي از طريق افزايش قطر نازل در سرعت ورودي ثابت انجام مي شود. نتايج نشان مي دهد كه تزريق بخار پيش‌آميخته با سوخت، سبب 8/5 درصد و 7/4 درصد كاهش بيشتر به ترتيب در توليد NOx و CO نسبت به حالت تزريق بخار پيش‌آميخته با هوا مي شود.

One of the most significant emissions of gas turbine is NOx. In present work a gas turbine combustor is simulated with the aim of reducing NOx. In most research and industrial cases, steam is injected into the combustor separate or premixed with air for reducing NOx emissions. In CLN technique, steam is injected into the combustor premixed with fuel. CFD simulation is done for an axisymmetric non premixed combustor and the ability of different combustion models on NOx and temperature prediction is investigated. Results show EDC model which can implement different mechanisms predicts NOx production more accurate than other models. Also the influence of injection of premixed steam-fuel into the combustor is investigated and is compared to the injection of premixed steam-air and no steam injection cases. Steam injection into the combustor is done by increasing mass flow rate via increasing the nozzle diameter in constant inlet velocity. Results show that the injection of premixed steam-fuel causes further decrease in NOx and CO production, with respect to other cases.