Verstromung von Holz mittels direktgefeuerter Gasturbine zur Nutzung regenerativer Energiequellen - Teilprojekt: Erhöhung der Leistungsdichte der druckaufgeladenen Brennkammer

01.12.2004 - 28.11.2005
Forschungsförderungsprojekt
Am Institut durchgeführte Studien über die Verstromung von Biomasse in Form von Holz zeigten sehr früh, dass sich eine direkt holzstaubgefeuerte Gasturbine für einen ökonomischen Betrieb besonders eignet, da im überwiegenden Ausmaß ausgereifte Technologien verwendet werden können. Einzig eine Förderanlage für den zu verstromenden Holzstaub und eine Brennkammer müssen neu entwickelt werden. Ein weiterer Vorteil des Einsatzes einer Gasturbine liegt in der relativ hohen Abgastemperatur, wodurch eine ökonomische Auskopplung von Nah- oder Fernwärme möglich ist. Die Energiequelle Holz kann deshalb in einem hohen Ausmaß umweltfreundlich genutzt werden. Mit den in diesen Studien gewonnen Erkenntnissen wurde die Entwicklung einer Holzstaubförderanlage und einer für die Verbrennung von Holz adaptierten, druckaufgeladenen Brennkammer begonnen. Die im Anschluss durchgeführten Versuche im Labor bestätigten die in den Studien gewonnenen Erkenntnisse. Um die Wirtschaftlichkeit einer direkt holzstaubgefeuerten Gasturbine in einem entscheidenden Ausmaß zu erhöhen, ist eine Erhöhung der Leistungsdichte der druckaufgeladenen Brennkammer wichtig. Dabei muss auf die Betriebssicherheit besonders geachtet werden. Die Grenzen der Leistungsfähigkeit der druckaufgeladenen Brennkammer können durch eine genaue Instrumentierung der Brennkammerwand gefunden werden. Eine wichtige Größe, die die Betriebssicherheit der druckaufgeladenen Brennkammer bestimmt, ist die Stabilität der Flammen. Durch instabile Flammen enstehen Druckstöße im Inneren der druckaufgeladenen Brennkammer, die bei entsprechendem Ausmaß Schäden an der Brennkammerwand verursachen. Für die genaue Instrumentierung der Brennkammerwand soll das bestehende Messdatenerfassungssystem auf Basis des SCXI-Systems von National Instruments erweitert werden. Dadurch ist eine ständige Kontrolle der thermischen Belastung der Brennkammerwand während des Versuchsbetriebs möglich. Eine ausreichend hohe Anzahl von Thermoelementen mit Ausgleichsleitungen und ein Erweiterungsmodul des SCXI-Systems sind dafür notwendig. Um die Stabilität der Flammen beobachten und bei auftretenden Instabilitäten richtig reagieren zu können, soll in der druckaufgeladenen Brennkammer ein Flammenwächter installiert werden. Dieser liefert abhängig von der Flammenstabilität ein elektrisches Signal an das bestehende Messdatenerfassungssystem.

Personen

Projektleiter_in

Institut

Förderungsmittel

  • Hochschuljubiläumsfonds der Stadt Wien

Schlagwörter

DeutschEnglisch
GasturbineGas Turbine
Holzstaubwood particle
direkt gefeuertdirectly fired
Biomassebiomass
Brennkammerfurnace