Zeitschrift für Kernenergiewissenschaft und Energieerzeugungstechnologie

Bewertung der Leistung von Gasturbinen sowie der NOx- und CO-Emissionen bei der Dampfeinspritzung vor der Brennkammer

Bouam A, Dadda A und Kadi R

In dieser Arbeit wird der Gasturbinenzyklus durch Dampfeinspritzung vor der Brennkammer modifiziert. Ein Dampferzeuger mit Wärmerückgewinnung unter Verwendung von Abgasen wird installiert, um die geeignete Menge an überhitztem Dampf zu erzeugen, der in den Zyklus eingespritzt werden kann. Die Wechselwirkung der verschiedenen Zykluskomponenten und die thermodynamischen Schwankungen der Gaseigenschaften aufgrund der Dampfeinspritzung sowie die Schwankungen der Gasturbinenleistung werden berücksichtigt. Das Verhältnis des eingespritzten Dampfstroms zum Luftstrom und das Kompressionsverhältnis werden in einem bestimmten Bereich variiert, der die in der Praxis zulässigen Grenzen leicht überschreitet, um ihre Auswirkungen auf die Eigenschaften des Zyklus insgesamt zu untersuchen. Es wurde ein Computercode entwickelt und alle erforderlichen Daten wurden einer GE MS5002-Gasturbine entnommen, die in der Kohlenwasserstoffindustrie weit verbreitet ist. In dieser Arbeit wird der Einfluss der Dampfeinspritzung auf die NOx- und CO-Emissionen unter Verwendung einiger in der Literatur vorhandener Korrelationen untersucht. Die erzielten Ergebnisse stimmen gut mit den quantitativen Schwankungen der Haupteigenschaften der betreffenden Maschine und den qualitativen Schwankungen der NOx-Emissionen in die Atmosphäre überein. Die aktuelle Technik des modifizierten Zyklus kann als eine der möglichen Maßnahmen zur Leistungssteigerung von im Kohlenwasserstoffbereich eingesetzten Gasturbinen sowie zur Reduzierung der NOx-Emissionen angesehen werden.