Demonstration der emissionsarmen direkten H2-Verbrennung in Turbinen (für stationäre und mobile Anwendungen)

Description: Das Teilprojekt 'Prinzipversuche H2-Verbrennung', das in das zugehörige Verbundprojekt H2_TURB eingebettet ist, hat das Ziel zur Entwicklung von flugantriebstauglichen H2-Brennerkonzepten anhand von Prinzipversuchen bei atmosphärischen Drücken am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beizutragen. Bei Fluggasturbinen ist in besonderem Maße die Stabilität und Sicherheit in einem weiten und transienten Betriebsbereich sicherzustellen. Zudem wird ein möglichst kompakter Aufbau des Verbrennungssystems angestrebt. Der Stabilitätsbereich und die Stickoxidemissionen von flugantriebstauglichen H2-Brennerkonfigurationen sollen sowohl für typische RQL-Brennkammern (Rich-Quench-Lean) als auch für magere Brennerkonzepte mit optimiertem Vormischgrad experimentell bestimmt werden. Relevante Phänomene wie insbesondere die Position der Flamme im Quench-Modul und im Düsennahbereich (für fette und magere Bedingungen) werden mittels unter anderem laseroptischen Messverfahren detailliert analysiert. Die detaillierten Messdaten des Teilprojektes werden im Rahmen des zugehörigen Verbundprojektes genutzt, um Defizite im aktuellen Modellierungsansatz zu identifizieren und Möglichkeiten der Verbesserung hinsichtlich der Vorhersagequalität zu untersuchen. Anhand der grundlegenden Ergebnisse werden Modifikationen identifiziert, um ein emissionsarmes Brennerkonzept für Wasserstoff mit insbesondere dem Fokus auf den Retrofit bestehender Flugtriebwerke zu realisieren. Durch die Untersuchung der hier vorgeschlagenen Konzepte entsteht ein besseres Verständnis für die Nutzung von Wasserstoff in Gasturbinen - für stationäre und mobile Anwendungen. Dies erweitert die bisherigen Erfahrungen im Bereich der Wasserstoffnutzung in stationären Gasturbinen und bietet die Chance Synergien zu nutzen und dadurch die Entwicklung zu beschleunigen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Synergistische Wirkung ? NOx-Emission ? Flugtriebwerk ? Wasserstoff ? Gasturbine ? Verbrennung ? Feuer ? Messdaten ? Messverfahren ? Nachrüstung ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Campus Süd, Engler-Bunte-Institut, Bereich Verbrennungstechnik (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-01-01 - 2025-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Demonstration of low-emission direct H2 combustion in turbines (for stationary and mobile applications)
  Description: The subproject 'Principle tests H2 combustion', which is embedded in the associated joint project H2_TURB, aims to contribute to the development of H2 burner concepts suitable for aircraft propulsion by means of principle tests at atmospheric pressures at the Karlsruhe Institute of Technology (KIT). In the case of aircraft gas turbines, stability and safety in a wide and transient operating range must be ensured to a particular extent. In addition, the aim is to make the combustion system as compact as possible. The stability range and nitrogen oxide emissions of H2 burner configurations suitable for aircraft propulsion are to be determined experimentally for typical RQL (rich quench lean) combustors as well as for lean burner concepts with optimized premixing ratios. Relevant phenomena such as, in particular, the position of the flame in the quench module and in the nozzle vicinity (for rich and lean conditions) will be analyzed in detail using, among other things, laser-optical measurement techniques. The detailed measurement data of the subproject will be used within the associated joint project to identify deficits in the current modeling approach and to investigate possibilities for improvement with regard to prediction quality. Based on the fundamental results, modifications will be identified to realize a low-emission burner concept for hydrogen with a particular focus on the retrofit of existing aircraft engines. By investigating the concepts proposed here, a better understanding of the use of hydrogen in gas turbines – for stationary and mobile applications will emerge. This extends the previous experience in the field of hydrogen utilization in stationary gas turbines and offers the opportunity to exploit synergies and thus accelerate development. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1119982

Status

Aktiv

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