Le microturbine sono macchine di piccola taglia per la generazione elettrica distribuita, usualmente alimentate a gas naturale; tuttavia si può pensare di impiegare anche combustibili gassosi a basso potere calorifico, ottenuti mediante processi di pirolisi e/o gassificazione a partire da biomasse di varia origine. L’alimentazione con gas di sintesi al posto del gas naturale può comportare l’insorgere di diverse problematiche, legate alle differenti caratteristiche dei combustibili: difficoltà di accensione, instabilità di combustione, incremento delle emissioni inquinanti, problematiche di sporcamento. La simulazione termofluidodinamica numerica del processo di combustione interno alla camera rappresenta uno strumento di indagine potente, utilizzabile per identificare le problematiche dell’impiego di combustibili a basso potere calorifico entro le microturbine e per suggerire eventuali modifiche al progetto della camera o diverse modalità di gestione della combustione. La presente memoria descrive uno studio condotto su di una specifica camera di combustione anulare di una microturbina commerciale. Si riportano i risultati numerici ottenuti con diversi codici CFD commerciali utilizzati per riprodurre la fluidodinamica interna e si mostra il confronto con alcuni dati sperimentali relativi alle emissioni allo scarico in condizioni di pieno carico e carico parziale, quando la microturbina è alimentata a gas naturale. Inoltre, si forniscono i risultati numerici ottenuti in presenza di combustione di un assegnato gas di pirolisi ed infine nel caso di co-combustione di gas naturale in miscela con il gas di sintesi. In particolare, in questo studio preliminare sono state utilizzate strategie di modellazione della termofluidodinamica basate sull’analisi di tipo RANS e considerando una cinetica chimica non dettagliata. L’analisi condotta mostra che nel caso di alimentazione con gas di pirolisi la distribuzione di temperatura interna al combustore risulta fortemente alterata, con uno spostamento della zona di reazione primaria e con potenziali conseguenze in termini di emissioni allo scarico.
Analisi CFD di una camera di combustione per microturbina alimentata con gas naturale e con syngas da biomasse / R. Bettocchi; G. Bidini; M. Cadorin; A. De Pascale; P. Laranci; A. Peretto; A. Vaccari;. - STAMPA. - (2009), pp. 02-09-02-09. (Intervento presentato al convegno 64° Congresso Annuale ATI tenutosi a L’Aquila nel 8-11 Settembre 2009).
Analisi CFD di una camera di combustione per microturbina alimentata con gas naturale e con syngas da biomasse
DE PASCALE, ANDREA;PERETTO, ANTONIO;
2009
Abstract
Le microturbine sono macchine di piccola taglia per la generazione elettrica distribuita, usualmente alimentate a gas naturale; tuttavia si può pensare di impiegare anche combustibili gassosi a basso potere calorifico, ottenuti mediante processi di pirolisi e/o gassificazione a partire da biomasse di varia origine. L’alimentazione con gas di sintesi al posto del gas naturale può comportare l’insorgere di diverse problematiche, legate alle differenti caratteristiche dei combustibili: difficoltà di accensione, instabilità di combustione, incremento delle emissioni inquinanti, problematiche di sporcamento. La simulazione termofluidodinamica numerica del processo di combustione interno alla camera rappresenta uno strumento di indagine potente, utilizzabile per identificare le problematiche dell’impiego di combustibili a basso potere calorifico entro le microturbine e per suggerire eventuali modifiche al progetto della camera o diverse modalità di gestione della combustione. La presente memoria descrive uno studio condotto su di una specifica camera di combustione anulare di una microturbina commerciale. Si riportano i risultati numerici ottenuti con diversi codici CFD commerciali utilizzati per riprodurre la fluidodinamica interna e si mostra il confronto con alcuni dati sperimentali relativi alle emissioni allo scarico in condizioni di pieno carico e carico parziale, quando la microturbina è alimentata a gas naturale. Inoltre, si forniscono i risultati numerici ottenuti in presenza di combustione di un assegnato gas di pirolisi ed infine nel caso di co-combustione di gas naturale in miscela con il gas di sintesi. In particolare, in questo studio preliminare sono state utilizzate strategie di modellazione della termofluidodinamica basate sull’analisi di tipo RANS e considerando una cinetica chimica non dettagliata. L’analisi condotta mostra che nel caso di alimentazione con gas di pirolisi la distribuzione di temperatura interna al combustore risulta fortemente alterata, con uno spostamento della zona di reazione primaria e con potenziali conseguenze in termini di emissioni allo scarico.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
