BIGH2 – Enabling Pre-Combustion CCS Plants (SP 1)

Bruk av hydrogen i gassturbiner er ett av tiltakene som kan benyttes sammen med såkalt ”pre-combustion capture”, dvs. CO₂-fangst før forbrenning i gass- og kullkraftverk (IGCC). Gjennom litteraturstudier, laboratorieundersøkelser og CFD-beregninger etablerer prosjektet en plattform av kunnskap og beregningsverktøyer omkring hydrogenforbrenning og NOx-dannelse som er relevant for gassturbiner som fyres med lav-NOx-brennerteknologi såkalt ”lean premixed” forbrenning.

Utfordringen med slik forbrenning er å finne det optimale kompromisset mellom flammestabilisering og lav flammetemperatur uten å fortynne brenselet.

Et typisk problem i hydrogenfyrt gassturbinen er uønsket kryping (såkalt ”flashback”) av flammen langs veggen som forstyrer brenneroperasjon (høy utslipp eller skade). Ved å reprodusere dette tilfellet eksperimentelt på kontrollerte forsøk ved Technische Universität München, ble det avdekket en ny innsikt i forståelsen av fenomenet som avkrefter den eksisterende og godt vedtatt modell.

En annen del av prosjektet er basert på omfattende arbeid i utviklingen av en strømningsmodell som kan brukes i CFD og som er i stand til å fange kompleksiteten av mikroskala blanding av hydrogen i brennkamre med en rimelig datakraft.

Det har også blitt startet opp en aktivitet som går på å utforske effekten av turbulens på produksjon av NOx i gassturbiner for hydrogen. Her bruker vi Direkte Numeriske Simuleringer (DNS), som er et verktøy som løser alle de fundamentale ligningene uten noen form for modellering og derfor kan ansees som et «numerisk eksperiment».