慢速燃烧的燃料(煤/木屑)用于燃气轮机,困难在哪里?
机器狗2020/01/11极客DIY IP:美国
中文摘要
煤、生物质等慢速燃料,如何用于燃气轮机
关键词
燃气轮机 煤 生物质 燃速
gas turbine coal powder biomass

燃气轮机的循环是燃料在压缩空气中燃烧,所得的高温高压燃气推动涡轮。


现代燃气轮机用的都是燃速很快的燃料比如煤油、甲烷。


很多燃料的燃烧速度很慢,比如煤、生物质(以木屑为例),这些燃料目前用于外燃机,它们可否在燃气轮机里燃烧,提高燃效或者降低燃机重量?


理论推演一下慢燃燃机的样子:


燃速慢,就要增加压缩空气和燃料的接触时间,所以燃烧室要做长,还要降低流速(加大燃烧室直径)。


煤和生物质都有不能完全燃烧的成分,为了避免刮伤涡轮叶片,还要加上一个滤网,过滤并周期性释放灰烬。


所以理论上这种燃气轮机有一个又长又胖的燃烧室,燃烧室末端有一个滤网。


3-gaishu-RQLJ.jpg

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这种燃气轮机实现的困难在哪里?

来自:综合交流区 / 极客DIY
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~~空空如也
拔刀斋
4年3个月前 IP:江苏
868784
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航模发烧友
4年3个月前 IP:广东
868789

应该是通过不完全燃烧,让煤或木屑产生可燃气体,然后再燃烧这些可燃气体来产生动力,“流言终结者”这个节目有尝试过,就是把木屑炉产生的可燃气体给汽车当燃料,成功的把车子驱动起来。

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UICalc
4年3个月前 IP:浙江
868791

不如直接干馏。

有专业的生产设备,肯定比在车上装个碳化炉之类的要高效,而且污染易控制。

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始作俑者
4年3个月前 IP:上海
868793

除了不能完全燃烧的成分会对叶轮造成损伤,还要考虑煤、生物质燃烧产生的酸性气(H2S,SO2等)对设备,对环境的影响。

IGCC也还没推广呢!

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机器狗作者
4年3个月前 IP:美国
868804
引用航模发烧友发表于2楼的内容
应该是通过不完全燃烧,让煤或木屑产生可燃气体,然后再燃烧这些可燃气体来产生动力,“流言终结者”这个节...

先气化再燃烧这种是工业上已有的,叫IGCC。我说的是慢速燃料直接内燃。

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机器狗作者
4年3个月前 IP:美国
868805
引用始作俑者发表于4楼的内容
除了不能完全燃烧的成分会对叶轮造成损伤,还要考虑煤、生物质燃烧产生的酸性气(H2S,SO2等)对设备...

煤可以脱硫,生物质基本上没有硫。

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机器狗作者
4年3个月前 IP:美国
868806
引用拔刀斋发表于1楼的内容
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/nt6/XXXXXXXXml有人做出来了...

这个的原理的确跟我设想的相同,不过,它没有“喷油器”,是如何控制木头的燃速,实现完全燃烧的?一下子塞这么多木头进去,木头跟空气接触的表面积,不会不稳定吗?

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拔刀斋
4年3个月前 IP:安徽
868820
引用机器狗发表于7楼的内容
这个的原理的确跟我设想的相同,不过,它没有“喷油器”,是如何控制木头的燃速,实现完全燃烧的?一下子塞...

没看到控制系统,只是能点火运转而已。

燃烧控制、烟气净化、带着压力加料和卸料都不好做。如果做成大锅炉还有更多大锅炉的问题。

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机器狗作者
4年3个月前 修改于 4年3个月前 IP:美国
868823
引用拔刀斋发表于8楼的内容
没看到控制系统,只是能点火运转而已。燃烧控制、烟气净化、带着压力加料和卸料都不好做。如果做成大锅炉还...

如果要实现连续加料,水煤浆这种燃料可以吗?只兼容大口径的泵、阀、喷嘴,不能像油一样用很细的针阀,非常容易磨损或堵塞,所以不能靠高压雾化提高燃速。


还有,如果部分压缩空气在进入燃烧室之前流过一个细管道(文丘里管),这个管道侧面的风压可以远低于压缩比,粉末或浆体燃料可以在这里引入。

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smith
4年3个月前 IP:广东
868829

固体废物的排放问题?,如果是粉碎成粉末,直接排放的话,PM2.5怕不是上天

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拔刀斋
4年3个月前 IP:江苏
868943
引用机器狗发表于9楼的内容
如果要实现连续加料,水煤浆这种燃料可以吗?只兼容大口径的泵、阀、喷嘴,不能像油一样用很细的针阀,非常...

烟灰磨损和腐蚀涡轮

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机器狗作者
4年3个月前 IP:美国
868953
引用拔刀斋发表于11楼的内容
烟灰磨损和腐蚀涡轮

如图所示,涡轮之前加一个滤网。

滤网上会累积飞灰,在滤网旁放一个放气阀通外界,间歇性打开,利用高温燃气压力把滤网上的飞灰冲到外界然后常规方法处理飞灰?

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若钢
4年1个月前 IP:江苏
875033

我是不是可以这么认为:lz所说的低速燃料是指固态粉末燃料?
用固态粉末燃料驱动喷气式发动机或燃气轮机的思路,早几十年各大国就都开过脑洞,但是两个核心问题不好解决:一、对叶片的损伤;二在输送管道中容易堵塞。
另外,你所理解的低燃速是不存在的,不管的煤炭粉末还是木屑,在细小到一定程度的前提下,它的燃速和普通液体相比都只快不慢。

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ldfa
9个月2天前 IP:福建
922305

直接用个热交换器就解决了。

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amo
9个月1天前 IP:广东
922325
引用航模发烧友发表于2楼的内容
应该是通过不完全燃烧,让煤或木屑产生可燃气体,然后再燃烧这些可燃气体来产生动力,“流言终结者”这个节...

这个还用什么终结者么,上百年前路上就很多烧木柴的车了。现在朝鲜路上还有……

走一段就添柴,产生木煤气,木煤气送到发动机。

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荷城工业_Nitload_Industry
8个月12天前 IP:安徽
922928

根据之前翻液体火箭发动机燃烧稳定性的相关书籍所得,我怀疑粉末燃料燃气轮机最大的问题是没有预混合过程,液体火箭发动机推力室中推进剂组元在燃烧前有一个混合的过程,固体火箭发动机也有熔融和沸腾混合的过程保证燃烧组元的均匀性。用粉末就无法避免颗粒形成一个个爆炸的小火球,形成非常不均匀的燃烧流。在加上固体残渣,送粉机等其他工程上难以解决的问题,除了纳粹德国在战争末期试过之外没有其他大规模研究相关技术的报道。

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远观三界
4个月3天前 IP:河南
927313

带余压回收的炼铁高炉就工作在这个工况

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