Erhöhung der Brennstoffflexibilität von Vormischbrennern durch Beeinflussung der Wirbeldynamik

Mit der steigenden Verfügbarkeit unterschiedlicher Brennstoffe wächst das Interesse, unabhängig von einem spezifischen Brennstoff zu sein. Daher erlangen brennstoffflexible Verbrennungssysteme für stationäre Gasturbinen eine immer größere Bedeutung. Eine Möglichkeit, die aerodynamisch stabilisierte Vormischverbrennung für Erdgase, Synthesegase und reinen Wasserstoff bei gleichzeitig niedrigen Emissionen in einem einzigen Verbrennungssystem zu realisieren, wird in dieser Arbeit präsentiert. Aus den verschiedenen chemischen und physikalischen Eigenschaften der Brenngase resultieren bei gleichbleibender Brennerleistung unterschiedliche Brennstoffvolumenströme. Durch die Nutzung der sich daraus ergebenden unterschiedlichen Brennstoffimpulse kann die Wirbeldynamik eines Drallbrenners gezielt manipuliert werden, um die erforderliche brennstoffspezifische Flammenstabilisierung zu erreichen. Gleichzeitig wird dabei eine für niedrige Emissionen notwendige, homogene Vormischung gewährleistet. Isotherme Experimente zur Bestimmung von Strömungs- und Konzentrationsfeldern sowie Verbrennungsversuche bei atmosphärischem und erhöhtem Druck bestätigen das Potential dieser Idee.