Članek predstavlja medsebojno povezavo med lastnostmi goriva in njihovimi vplivi na zgorevanje in formiranje škodljivih snovi v mikro plinskih turbinah za stacionarno uporabo. Predstavlja tudi vplive na korozijo ter nastanek depozitov na uporabljenih materialih in komponentah. CIlj študije je identificirati potencialne težave, katerih vzrok so posamezne lastnosti goriva ter predstaviti ukrepe, ki zagotavljajo stabilno, trajno in učinkovito delovanje mikro plinske turbine ob uporabi inovativnih goriv. Ta cilj je dosežen s sklapljanjem analiz zgorevanja in izpustov škodljivih snovi z analizami poškodb materialov in zmanjšanja funkcionalnosti komponent. Za zagotavljanje prenosjlivosti rezultatov je analiza opravljena za dve različni gorivi - utekočinjen les in pirolizno olje iz odpadnih pnevmatik, ki imata diametralno različne lastnosti. Ta celovit pristop je nato uporabljen za določitev ustreznega območja delovanja mikro plinske turbine, da je ta sposobna uporabljati širok spekter različnih goriv.
COBISS.SI-ID: 14616091
Članek predstavlja proces adaptacije mikroturbin za uporabo goriv iz odpadkov. Ker so goriva iz odpadkov običajno bistveno različna od konvencionalnih goriv, sistemi za zgorevanje pogosto potrebujejo različen obseg adaptacij, da so lahko polno funkcionalni. Z metodologijo, predstavljeno v članku je mogoče ovrednotiti obseg potrebnih adaptacij. To je mogoče narediti s celovito analizo goriva in njegovega obnašanja v eksperimentalnem motorju, ki je primeren za testiranje širokega spektra goriv iz odpadkov in biomase. V prvem delu članka so analizirane ključne komponente turbine ter vpliv različnih lastnosti goriv na njihovo konstrukcijo. Ti podatki so nato uporabljeni za razvoj eksperimentalnega motorja, kjer sta na to testirani dve različni gorivi. Gorivo iz odpadnih pnevmatik in utekočinjen les. Analiza razkriva, da izkoriščanje utekočinjenega lesa zahteva bistveno višjo kompleksnost adaptacij (uvedba regenerativnega cikla, visoke temperature predgretja goriva, optimizacija vbrizgovalnih šob), medtem ko pirolizno olje iz pnevmatik zahteva bistveno manjše posege. Predstavljen proces testiranja lahko bistveno zmanjša potrebne adaptacije, saj je na podlagi pridobljenih rezultatov mogoče izbrati ustreznejši komercialni sistem, ki je primernejši za posamezno gorivo. Podatki lahko služijo tudi kot vhodni podatki v proces za optimizacijo zgorevanja različnih goriv.
COBISS.SI-ID: 14385691
V predstavljeni študiji je predstavljen vpliv temperature primarnega zraka na zgorevanje inovativnega lignoceluloznega biogoriva, izdelanega s solvolizo smrekovega lesa v večfukncionlanih alkoholih. Pogoji zgorevanja posnemajo pogoje, ki jih je moč najti v tipičnih mikroturbinah. Variacija temperature primarnega zraka omogoča imitacijo tako rekuperiranih mikroturbin kot mikroturbin z enostavnim Joulovim ciklom. Rezultati študije nakazujejo, da temperatura primarnega zraka močno vpliva na temperaturno in hitrostno polje v primarni coni zgorevalne komore, kar vpliva tudi na globino penetracije kapljic goriva in hitrost formiranja gorljive zmesi. To nadalje vpliva tudi na procese nastanka izpustov škodljivih snovi. Za preizkušano inovativno gorivo so trendi izpustov CO in THC bistveno višji v primeru nižje temperature primarnega zraka oziroma ob uporabi enostavnega Joulovega cikla kot pa v primeru visoke temperature primarnega zraka oziroma regenerativnega Joulovega cikla. Za dizelsko gorivo je vpliv temperature primarnega zraka na izpuste CO in THC zanemarljiv. Znaten vpliv temperature primarnega zraka oziroma termodinamskega cikla je razviden tudi v primeru izpustov NOx. Ti se povečajo v regenerativnem ciklu, kjer hkrati postanejo odvisni tudi od temperature delovnih plinov pred vstopom v turbino tako za dizelsko gorivo kot tudi za inovativno lignocelulozno biogorivo. Izbira cikla pomembno vpliva tudi na depozite nezgorelega goriva na stenah zgorevalne komore, ki jih je moč opaziti le v enostavnem ciklu oziroma pri nizki temperaturi primarnega zraka, medtem ko se v regenerativnem ciklu količina teh depozitov močno zmanjša, kar ponovno nakazuje na ugoden vpliv visoke temperature primarnega zraka na izkoristek zgorevanja inovativnega goriva.
COBISS.SI-ID: 13804059
V predstavljenem delu so opisani vplivi različnih goriv, pridobljenih iz odpadnih snovi, na proces zgorevanja v mikroturbini. Dve najpogostejši vrsti trdnih odpadkov sta pretvorjeni v tekočo fazo s procesom utekočinjenja v polihidričnih alkoholih in s procesom pirolize, s čimer pridobimo inovativni gorivi UL (utekočinjen les) in TPO (pirolizno olje iz odpadnih pnevmatik). Primerjalni parametri motorja so bili izmerjeni z uporabo standardnega dizelskega goriva in s surovim polihidričnim alkoholom, ki se sicer uporablja v procesu utekočinjenja lesa. Izvirni prispevek te analize je poglobljena primerjava procesa zgorevanja in nastanka onesnažil za gorivi UL in TPO pri različnih obratovalnih pogojih. Rezultati so pokazali precej višje izpuste onesnažil CO (ogljikov monoksid) in THC (skupni ogljikovodiki) pri uporabi goriva UL zaradi slabše atomizacije in globlje penetracije curka goriva v zgorevalni prostor, kar je v skladu s fizikalnimi in kemijskimi lastnostmi goriva. Lastnosti zgorevanja goriva TPO so v smislu izpustov CO in THC podobne dizelskemu gorivu. Izpusti NOx (dušikovi oksidi) odražajo elementarno sestavo goriva. Poleg tega opazimo tvorbo večje količine saj pri uporabi goriva TPO, medtem ko so pri gorivu UL vrednosti meritev prosojnosti nizke. Ti rezultati kažejo, da se lahko gorivo TPO neposredno uporablja v plinskih turbinah, medtem ko uporaba goriva UL zahteva prilagoditve sistema za dovod goriva in zoženo območje delovanja.
COBISS.SI-ID: 13791003
V želji po nadomeščanju fosilnih goriv je v zadnjem času vedno več pozornosti usmerjene v biogoriva in goriva, proizvedena iz različnih vrst odpadkov. Zaradi svojih fizikalnih in kemičnih lastnosti sta na tem področju izpostavljena predvsem biodizel in etanol, ki ju je mogoče brez obsežnih adaptacij uporabiti v motorjih z notranjim zgorevanjem. Kot tipična predstavnika biogoriv prve generacije ju pesti predvsem njuna konkurenčnost s surovinami, namenjenimi pridelavi hrane. Ena izmed možnosti za izogibanje prehrambnim surovinam je izkoriščanje odpadne lignocelulozne biomase kot surovine za goriva motorjev z notranjim zgorevanjem.
COBISS.SI-ID: 13392411