STUDIO NUMERICO E SPERIMENTALE DI UN COMBUSTORE PREMISCELATO ALIMENTATO A IDROGENO

L’uso dell’idrogeno, come combustibile per turbine a gas a basse emissioni, rappresenta una interessante opportunità se saranno sviluppati sistemi di combustione a basse emissioni di NOx. Di seguito si descrive lo sviluppo e lo studio sperimentale di un premiscelatore industriale alimentato a idrogeno puro. Il prototipo deriva dalla geometria di un combustore DLN industriale e lo sviluppo è stato effettuato mediante simulazioni CFD RANS. La configurazione finale presenta un nuovo swiler assiale e un nuovo sistema d’iniezione del combustibile, in co-flow. Il prototipo sviluppato è stato oggetto di una campagna sperimentale eseguita sul banco prova TAO (Turbogas ad Accesso Ottico), situato presso l’area sperimentale di Enel di Livorno. Il controllo della fiamma è stato ottenuto attraverso la gestione del livello di premiscelamento e della velocità del flusso. Le emissioni di NOx, la velocità limite di ritorno di fiamma e la perdita di carico sul bruciatore sono stati misurati andando a variare il rapporto di equivalenza, il livello di premiscelamento, la velocità del flusso e la potenza termica. I risultati delle misure hanno confermato la necessità di operare con velocità di efflusso più elevate (comunque dipendente dall’assetto e dalle condizioni operative) affinché la fiamma non risalga all’interno del condotto di premiscelamento. In sintesi le prove sperimentali confermano la possibilità di esercizio dell’unità e buone prospettive per quanto riguarda le possibilità di contenimento delle emissioni di NOx.