慢速燃烧的燃料(煤/木屑)用于燃气轮机,困难在哪里?
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

3-gaishu-RQLJ.jpg

这种燃气轮机实现的困难在哪里?

来自:聊天生活广场 / 奇思妙想
2020-1-11 21:21:03
1楼
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3
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2楼

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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3楼

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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4楼

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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2020-01-12 00:40:13
机器狗(作者)
5楼
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)
6楼
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)
7楼
引用 拔刀斋 发表于 1 楼的内容:
https://nyethermodynamics.com/nt6/index.html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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8楼
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)
9楼
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。

[修改于 3 个月前 - 2020-01-12 18:33:28]

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10楼

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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2020-01-13 23:43:02
2020-1-13 23:43:02
11楼
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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2020-01-14 06:45:13
机器狗(作者)
12楼
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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2020-03-14 17:28:30
2020-3-14 17:28:30
13楼

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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