川崎将推出30兆瓦级高效燃气轮机L30A,具有新的低nox氢燃烧技术

2014年2月20日

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在JAXA进行燃烧测试
用于测试高温、高压燃烧

东京,2014年2月20日消息——川崎重工(Kawasaki Heavy Industries, Ltd.)今天宣布,他们已经开发出一种新的NOx降低技术,用于集成到燃气轮机的干式低排放(DLE)燃烧器。

采用世界第一的燃气轮机技术,每体积氢气含量为60%,DLE燃烧室的NOx排放水平,该燃烧室采用川崎重工专有的补充燃烧燃烧系统* 1,将保持在25 ppm或更少,在15%的O2——与天然气涡轮机的水平相当。川崎重工计划将其30兆瓦级高效燃气轮机L30A推向市场,并计划在2015财年将其推向市场。

而NOx是在燃气轮机燃料燃烧过程中产生的,其产生量在很大程度上取决于燃烧温度。DLE燃烧器采用预混燃烧方法,在不注入水或蒸汽的情况下,将燃料与空气预混以降低燃烧温度。虽然这样可以以低成本显著减少NOx排放,但为了保持稳定燃烧,需要控制燃料浓度。然而,火焰速度的差异给这一问题带来了挑战,尤其是在燃烧氢气时,氢气往往会在靠近燃烧器的地方燃烧,导致倒闪。

川崎重工已经开发并商业化了DLE燃烧器,该燃烧器采用多级燃烧器工艺,采用先导燃烧器、主燃烧器和辅助燃烧器。新开发的技术建立在DLE燃烧技术的基础上,使用天然气的先导和主燃烧器,同时增强了氢气燃烧的补充燃烧器,将闪回风险降至最低。这一改进使混合燃烧的氢气达到60%,每体积燃料(30%的热量)。新技术的低nox性能已通过日本宇宙航空研究开发机构的高温高压燃烧试验设备得到验证。

采用氢气混合燃烧的燃气轮机可以减少天然气和CO的使用量2通过有效利用炼油厂和石化厂副产品产生的未使用氢气而产生的排放。利用该技术,氢气可以以每体积0 - 60%(热量0 - 30%)的任何比例使用,可以根据产生的副产物气体的数量灵活调整使用。虽然对副产品气体的有效利用需求持续增长,但NOx排放法规预计将在未来变得更加严格。为了应对这些趋势,川崎重工正在努力将其NOx降低技术进一步应用于DLE燃烧器。

作为其持续努力保护环境的一部分,川崎重工正在努力提高燃气轮机的整体效率,并开发创新的氢技术,以降低燃气轮机的排放。

* 1
一种即使在不利于持续燃烧的条件下也能保持燃烧的系统,除了通过先导燃烧器和主燃烧器吹入的燃烧气体外,还通过补充燃烧器注入空气和燃料。
* 2
一种不需要注入水或蒸汽,通过降低燃烧温度来减少氮氧化物排放的系统。

构造图

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燃气轮机
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川崎DLE燃烧室

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