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H2 ready - Turbine a gas Kawasaki
Con l'utilizzo di fonti di energia rinnovabile per la sua produzione, l'idrogeno potrà essere un promettente combustibile alternativo per alimentare turbine a gas nella futura generazione di energia a basse emissioni.
Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (KHI), partner di Mercurio S.r.l., sta attivamente promuovendo progetti di ricerca e sviluppo volti a incoraggiare un utilizzo dell'idrogeno.
Tuttavia, a causa di significative differenze nelle proprietà fisiche dell'idrogeno rispetto ad altri combustibili come il gas naturale (NG), i sistemi di combustione delle turbine a gas consolidati non possono essere adattati direttamente per la combustione dell'idrogeno a basse emissioni (DLE).
Pertanto, lo sviluppo di tecnologie di combustione dell'idrogeno DLE rappresenta una grande sfida per il futuro delle turbine a gas alimentate a idrogeno.
Kawasaki Heavy Industries, Ltd. ha sviluppato, in collaborazione con l'Università di Scienze Applicate di Aquisgrana e B&B-AGEMA, il principio di combustione DLE Micro-Mix (MMX) per combustibile a idrogeno per ridurre significativamente le emissioni di NOx. Questo principio di combustione si basa sulla miscelazione a flusso incrociato di aria e idrogeno gassoso creando fiamme miniaturizzate.
La figura mostra la turbina a gas M1A-17, dotata della camera di combustione prototipo e del bruciatore MMX con i suoi tre segmenti ad anello.
Ogni anello è alimentato con idrogeno dal centro e può essere controllato con precisione per adattarsi a carichi di potenza variabili. I principali vantaggi di questo principio di combustione sono la sicurezza intrinseca contro il ritorno di fiamma e le basse emissioni di NOx dovute a un tempo di residenza molto breve dei reagenti nella zona delle micro-fiamme.
Con un ulteriore miglioramento mediante la riduzione delle dimensioni della fiamma e l'applicazione di un nuovo sistema di bruciatore supplementare, sono state ottenute una riduzione delle emissioni di NOx e una maggiore flessibilità del combustibile verso la combustione di gas naturale/idrogeno. Per ottenere emissioni di NOx inferiori a 35 ppm, l'allocazione del combustibile tra i tre anelli e il bruciatore supplementare viene regolata.
La tecnologia MMX è una svolta tecnologica, essendo stata testata con successo per la combustione mista di idrogeno puro e NG/H2 all'interno di turbine a gas.
La versione commerciale, disponibile dal 2023, offre alle turbine a gas di consolidare ed espandere il loro ruolo nella futura generazione di CHP e nella prossima transizione energetica.
Pertanto, lo sviluppo di tecnologie di combustione dell'idrogeno DLE rappresenta una grande sfida per il futuro delle turbine a gas alimentate a idrogeno.
Kawasaki Heavy Industries, Ltd. ha sviluppato, in collaborazione con l'Università di Scienze Applicate di Aquisgrana e B&B-AGEMA, il principio di combustione DLE Micro-Mix (MMX) per combustibile a idrogeno per ridurre significativamente le emissioni di NOx. Questo principio di combustione si basa sulla miscelazione a flusso incrociato di aria e idrogeno gassoso creando fiamme miniaturizzate.
La figura mostra la turbina a gas M1A-17, dotata della camera di combustione prototipo e del bruciatore MMX con i suoi tre segmenti ad anello.
Ogni anello è alimentato con idrogeno dal centro e può essere controllato con precisione per adattarsi a carichi di potenza variabili. I principali vantaggi di questo principio di combustione sono la sicurezza intrinseca contro il ritorno di fiamma e le basse emissioni di NOx dovute a un tempo di residenza molto breve dei reagenti nella zona delle micro-fiamme.
Con un ulteriore miglioramento mediante la riduzione delle dimensioni della fiamma e l'applicazione di un nuovo sistema di bruciatore supplementare, sono state ottenute una riduzione delle emissioni di NOx e una maggiore flessibilità del combustibile verso la combustione di gas naturale/idrogeno. Per ottenere emissioni di NOx inferiori a 35 ppm, l'allocazione del combustibile tra i tre anelli e il bruciatore supplementare viene regolata.
La tecnologia MMX è una svolta tecnologica, essendo stata testata con successo per la combustione mista di idrogeno puro e NG/H2 all'interno di turbine a gas.
La versione commerciale, disponibile dal 2023, offre alle turbine a gas di consolidare ed espandere il loro ruolo nella futura generazione di CHP e nella prossima transizione energetica.
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Parole chiave: Combustibili alternativi, Idrogeno
