Hidrogén földgázhoz történő bekeverési arányának vizsgálata perdületes égőben
A világ villamosenergia termelésében és villamosenergia rendszerében jelentős szerepe van a gázturbináknak, mint a hálózatok forgó gépeinek, illetve az ezek üzemeltetésére szolgáló legdominánsabb energiahordozónak, a földgáznak. A globális és EU-s klíma- és energiapolitikából kiindulva a szén-dioxid mentesség felé haladva egyre nagyobb szerepet kapnak a karbonsemleges és karbonmentes energiaelőállítására alkalmas üzemanyagok. A hidrogén jelenleg az egyik olyan alternatív energiahordozó, amely felhasználására számos ország dolgozott ki akcióterveket.
Jelen dolgozat elsősorban a hidrogén és a földgáz együtt tüzelésének vizsgálatára irányul, különböző bekeverési arányok mellett. A számítások kidolgozása és a mérések kiértékelése során azonos hőteljesítményszintek mentén kerülnek analizálásra a hidrogén eltérő bekeverési arányainak hatásai a tüzelési tulajdonságokra. Kiemelten megfigyelésre és kiértékelésre kerülnek az emissziós értékek, az égőtér hőmérsékletek és a gáz keverékek lángképei. A kutatás célja a hidrogén és földgáz keverékek tüzelési tulajdonságának a lehető legpontosabb meghatározása, amelyből kellően precízen becsülhető meg a különböző tüzelőanyag bekeverési arányok viselkedése a gázturbinában. A megfelelő összevethetőséget biztosítja a paraméterek gondos megválasztása, valamint a tüzelőberendezés geometriája, amely közelítőleg megegyezik a gázturbina égőjének geometriájával.
Dolgozatom első felében az Európai Unió és Magyarország karbonsemleges és karbonmentes hidrogénstratégiái kerülnek bemutatásra. Ezt követően a hidrogén gázturbinában történő felhasználási kérdésköre és relevanciája kerül tárgyalásra. A második szakaszban a tüzelés felépítésére kerül a fő hangsúly, ezenbelül kiemelve a gázáramlást a perdületes égőben, a fúvóka kialakítását, valamint a tüzelőberendezésben használt égő és a gázturbina égője közötti egyezéseket, illetve eltéréseket.
Végül a dolgozatban bemutatom a mérések során használt módszereket, amelyekből a fontosabbak közé tartozik a Schileren optikai vizsgálat, az emisszió analízis és a láng optikai vizsgálata. Ezek mentén értékelésre és prezentálásra kerülnek a mérés szempontjából legrelevánsabb eredmények a gázkeverékekre. Zárásként a kutatási folyamat alatt levont tanulságokra és a további fejlesztési irányra helyeződik a fókusz.
szerző
-
Papp Dániel Miklós
Energetikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Sztankó Krisztián
docens, Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék
