کاهش مقدار NOx با استفاده از روش تزریق سوخت مخلوط متان-هیدروژن در دو مکان محفظه احتراق

این مقاله به بررسی کاهش آلاینده های NOx در توربین های گاز از طریق روش تزریق سوخت از دو محل و استفاده از مخلوط سوخت متان-هیدروژن پرداخته است. برای تحلیل اثر فاصله تزریق سوخت، سه فاصله ۱۰، ۳۰ و ۹۰ میلی متر انتخاب شده اند و تاثیر آن ها بر پایداری احتراق، توزیع دما، و تولید NOx در محفظه احتراق مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که فاصله ۳۰ میلی متر به عنوان فاصله بهینه، مخلوطی متعادل و یکنواخت از سوخت و هوا ایجاد کرده که پایداری احتراق و کاهش نوسانات فشار را به همراه دارد. این فاصله باعث می شود که توزیع دما در محفظه یکنواخت تر شده و از تشکیل نقاط داغ و سرد جلوگیری شود؛ امری که به کاهش آلاینده های NOx و بهبود بازده حرارتی توربین منجر می گردد. به طوریکه در مخلوط ۲۰ درصد هیدروژن مقدار NOx از ۱۵.۴۴ به ۰.۹۹ کاهش یافت. در فاصله تزریق ۱۰ میلی متر، به دلیل نزدیکی به ورودی محفظه، اختلاط کامل سوخت و هوا صورت نمی گیرد و احتراق به طور کامل انجام نمی شود. اما این حالت توزیع دمای یکنواخت تری ایجاد می کند و از تشکیل نقاط داغ جلوگیری می کند. در مقابل، فاصله ۹۰ میلی متر به دلیل اختلاط ناکافی، منجر به تمرکز سوخت در مناطق خاصی از محفظه و ایجاد نقاط داغ و ناپایداری احتراق می شود. این نتایج نشان می دهد که فاصله ۳۰ میلی متری با فراهم کردن شرایط بهینه برای پایداری احتراق، توزیع یکنواخت دما، و کاهش تولید NOx، برای عملکرد مطلوب توربین های گاز مناسب ترین گزینه است. در این مطالعه شبیه سازی ها با استفاده از روش CFD-CRN انجام شد.

کلیدواژه ها:

توربین گاز ، محفظه احتراق ، سوخت مخلوط ، هیدروژن ، حل عددی