شبیه سازی یک بعدی احتراق ترکیب های مختلف گاز طبیعی غنی شده با هیدروژن

Abstract

توربین های گازی زمینی یکی از پرکاربردترین توربین ها می باشند که سوخت اصلی آنها گاز طبیعی است. بدلیل تغییر ترکیب گاز طبیعی تولید شده در پالایشگاه ها در زمان ها و مکان های مختلف، و همچنین تغییر ترکیب سوخت در خطوط گازرسانی به نیروگاه ها، خواص احتراقی ترکیب های مختلف، تغییر کرده و در بعضی اوقات، تاثیرات مضری را برجای می گذارد. به همین دلیل، روش هایی پیشنهاد شده است که تاثیرات منفی احتراق نامطلوب ایجاد شده در سوخت های هیدروکربنی به حداقل برسد که یکی از این روش ها، تزریق هیدروژن است. هیدروژن بدلیل دارا بودن خواصی همچون انرژی اشتعال پایین، واکنش پذیری بالا، قدرت نفوذ بالا و سرعت سوزش بالا، یک افزودنی خوب برای بهبود احتراق سوخت های هیدروکربنی بشمار می رود. در این پژوهش نیز سعی شده است که تاثیر دو سینتیک شیمیایی مختلف، تاثیر تغییر ترکیب سوخت گاز طبیعی و همچنین افزودن هیدروژن بمنظور بهبود احتراق ترکیب های مختلف سوخت و تاثیر فشار بر مشخصه های احتراقی بررسی شود. مشاهده شده است که در شرایط کاری درنظر گرفته شده در این پژوهش، سینتیک GRI3.0 عملکرد بهتری نسبت به سینتیک AramcoMech1.3 دارد. همچنین افزودن 10 درصد هیدروژن، باعث بهبود خواص احتراقی مورد بررسی از جمله بازه پایداری احتراق، شده است. با افزایش فشار نیز می توان به مقادیر بالاتری از دما و سرعت سوزش آرام دست پیدا کرد و بازه پایداری احتراق را گسترش داد.