مطالعه آزمایشگاهی پارامترهای عملکردی و آلایندگی محفظه احتراق میکروتوربینی با مصرف گازهای سنتزی

: در این پژوهش، با هدف تکمیل و گسترش تحقیقات در حوزه استفاده کاربردی از گاز سنتزی به عنوان سوخت جایگزین، مطالعه‌ای تجربی بر روی یک محفظه احتراق میکروتوربینی انجام شده است. این مطالعه به بررسی تاثیر ترکیب سوخت گاز سنتزی (شامل ch4، co، h2 و co2) بر پارامترهای عملکردی محفظه احتراق میکروتوربین گازی از جمله توزیع دما، متوسط دمای خروجی و آلایندگی پرداخته و نتایج به‌دست‌آمده با مقادیر مربوط به احتراق گاز طبیعی مقایسه می‌شوند. آزمایش‌های تجربی نشان می‌دهد که استفاده از ترکیب‌های سوختی مختلف با پارامترهای مشخصه‌ی نسبت h2/co و نسبت رقیق‌کننده متفاوت، سبب تغییر شکل، موقعیت و دمای شعله و در نتیجه، پارامترهای عملکردی متفاوت محفظه می‌شود. استفاده از گازهای سنتزی محتوی h2، باعث کاهش متوسط 50 درصدی آلایندگی nox و 90 درصدی co نسبت به گاز طبیعی می‌شود، اگرچه به تاخیر افتادن انجام واکنش‌ها و تشکیل شعله گسترده گاز سنتزی در ناحیه ثانویه محفظه، متوسط دمای خروجی محفظه را در حدود 100 درجه و ضریب الگو را تا مقدار 0.07 افزایش می‌دهد. به‌طور مشخص، افزایش نسبت h2/co در مخلوط گازهای سنتزی با تسریع واکنش‌ها، تاثیر فراوانی بر بهبود پارامترهای عملکردی محفظه دارد.

experimental study of performance parameters and emissions of microturbine combustion chamber fueled by synthetic gas

in this study, an experimental investigation was conducted on a microturbine combustion chamber to advance the research on practical applications of synthetic gas as an alternative fuel. the study examines the impact of synthetic gas fuel composition (ch4, co, h2, and co2) on the microturbine combustion chamber’s performance parameters, including temperature distribution, average outlet temperature, and emissions, and compares these results with those from natural gas combustion. the experimental results demonstrate that employing different fuel combinations with varying h2/co ratios and diluent ratios leads to alterations in flame shape, position, and temperature, consequently affecting combustor performance parameters. the utilization of synthetic gas containing h2 results in a reduction of approximately 50% in nox and 90% in co emissions compared to natural gas. however, it also yields slower reaction rates and the formation of a broader flame in the combustion chamber’s secondary zone, thereby increasing the average temperature by about 100 degree celsius and the pattern factor up to 0.07 at the exit. notably, augmenting the h2/co ratio in synthetic gas mixtures significantly enhances the performance parameters of the combustor by accelerating reaction rates. .