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Resumo Dois caminhos potenciais de descarbonização para motores de turbina a gás movidos a gás natural (GN) incluem a mistura de hidrogênio (H2) ao GN e a captura de carbono pós-combustão. A mistura de H2 altera várias propriedades da combustão, incluindo a velocidade da chama e a sensibilidade ao estiramento. O uso de sistemas de captura de carbono pós-combustão é tipicamente facilitado pela implementação da recirculação de gases de escape (RGE), onde os gases de escape são injetados na entrada do motor, aumentando a concentração de dióxido de carbono (CO2) na saída e, assim, aumentando a eficiência das tecnologias de captura de carbono. Neste trabalho, exploramos o impacto da mistura de H2 e da RGE na estabilidade de uma chama estabilizada por vórtice e com piloto central. Misturas de GN e H2 são testadas em uma variedade de composições de diluente, com oxigênio variando de 21% a 15% em volume no oxidante. Em todos os casos, uma temperatura de chama adiabática constante é mantida para simular a operação de uma turbina a gás em uma dada temperatura de entrada da turbina. Um combustor de comprimento variável é utilizado para os testes, onde o comprimento do combustor é alterado para entender as características de estabilidade dinâmica do sistema. Os resultados mostram que a RGE e o H2 atuam de forma oposta, onde níveis mais altos de RGE resultam em má retenção da chama e níveis mais altos de H2 resultam em melhor retenção da chama. O aumento de H2 geralmente aumenta a amplitude da instabilidade termoaacústica em cada condição, resultado da mudança na posição da chama neste combustor específico. Importante notar que o H2 pode ser adicionado ao GN para melhorar a retenção da chama sem diminuir significativamente os níveis de CO2 nos produtos, mostrando que a mistura de H2 pode ser um método para combater problemas de operabilidade do combustor que surgem a partir de altos níveis de RGE necessários para melhorar a eficiência dos sistemas típicos de captura de carbono.
Camacho et al. (Mon,) estudaram essa questão.