В отличие от природного газа, водород имеет другие характеристики горения. Если не перенастроить оборудование, пламя может сместиться, повредить камеру сгорания или погаснуть. Ранее в большинстве исследований не учитывали одновременно высокое давление, движение воздуха и его завихрения, характерные для промышленных установок, сообщает правительство региона.
Пермские исследователи создали детальную трехмерную модель камеры сгорания, задав параметры температуры, давления и расхода топлива и воздуха, соответствующие реальной турбине. С ее помощью они определили безопасные режимы подачи компонентов, при которых пламя сохраняет устойчивое положение, а температура на выходе остается в норме.
«В оптимальных условиях положение пламени фиксированное, температура на выходе из камеры соответствует норме, а риск перегрева оборудования отсутствует. Это значит, что инженеры могут использовать полученные цифры для настройки существующих турбин, спроектированных под природный газ», – рассказал аспирант кафедры «Энергетическое машиностроение» ПНИПУ Станислав Архипов.
Ученые также рассчитали образование оксидов азота — вредных веществ, возникающих при высоких температурах. По словам профессора кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ПНИПУ, доктора технических наук Романа Бульбовича, расчеты показали, что на выходе из камеры их концентрация падает почти до нуля.
Полученные данные инженеры смогут использовать для настройки существующих газотурбинных установок под водородное топливо, подбирая параметры с учетом конструкции камеры сгорания. Это может снизить затраты на переход с природного газа на водород.
