Для понимания изменения производительности и потенциальных рисков предварительно смешанного водородного сгорания бедного топлива газотурбинного двигателя было проведено численное моделирование процесса сжигания предварительно смешанного водородного газа для газового турбинного двигателя SGT-800 компании Siemens, и исследованы 5 различных рабочих режимов с различным содержанием водорода (объемная доля) 0%, 5%, 10%, 15%, 30%, путем изучения внутреннего горения топлива, распределения температуры, формы пламени и характеристик выбросов NO_x в камере сгорания. Исследование показало: если в настоящее время производится сжигание водородного топлива в камере, это приведет к ускорению места воспламенения топлива, увеличению максимальных значений температуры, сокращению длины пламенной оси, при этом боковые пламена постепенно смешиваются с центральным трубопроводом; при этом внутреннее распределение температуры и форма пламени в камере не будут существенно изменяться при содержании водорода предварительно смешанного в 15% или менее, но при содержании водорода предварительно смешанного в 30% места воспламенения топлива внутри трубопровода существенно сократятся, а боковые пламена станут близко прилегать к выпускному соплу, что указывает на наличие риска обратного горения; кроме того, значения выбросов NO_x на выходе из камеры сгорания увеличиваются по мере увеличения содержания водорода предварительно смешанного, и при содержании водорода предварительно смешанного в 30% значения выбросов NO_x приближаются к местным ограничениям в некоторых районах, что указывает на то, что высокие значения выбросов NO_x также являются одним из факторов, ограничивающих высокий уровень предварительно смешанного водорода для газотурбинного двигателя.

сжигание водорода газотурбинного двигателя; характеристики сгорания; форма пламени; выбросы NO_x