sistema de bajas emisiones
Páginas: 38 (9415 palabras)
Publicado: 23 de julio de 2014
SISTEMA SOLONOX DE GAS COMBUSTIBLE
OBJETIVOS
Al completar esta lección el estudiante podrá:
1. Describir la función del Sistema SoLoNOx de gas combustible.
2. Describir los principios básicos de funcionamiento del sistema SoLoNOx de gas combustible.
3. Describir los componentes del Sistema SoLoNOx de gas combustible y sus funciones.
4. Describir la función del Sistema SoLoNOx degas combustible de un solo eje y de dos ejes desde el comienzo hasta el 100% de velocidad.
FUNCION DEL SISTEMA
El sistema de gas combustible entrega gas combustible a la presión requerida y flujo a los inyectores de combustible en la cámara de combustión. El sistema automáticamente programa el combustible durante la aceleración y regula el combustible durante el funcionamiento normal.
Elsistema de gas combustible equipado con SoLoNOx proporciona estas funciones al mismo tiempo que reduce las emisiones de NOx (una mezcla de Óxidos de nitrógeno y dióxidos de nitrógeno) a menos de 42 partes por millón por volumen (ppmv) para las turbomaquinarias retromodificadas y 25 ppmv para las turbinas nuevas. Las emisiones de monóxido de carbono (CO) están limitadas a menos de 50 ppmv. Estosniveles de emisiones están en efecto durante el funcionamiento en el modo de bajas emisiones: entre 50 y 100% de carga nominal (de un solo eje) o a una velocidad de] productor de gas mayor del 88% (dos ejes), con temperaturas ambiente de 0°F y superiores, corregidas al 15% de oxígeno. A menos del 50% de carga (88% de velocidad NGP), las turbomaquinarias con SoLoNOx funcionan en un modo de altasemisiones y estos niveles de emisiones se sobrepasarán.
Figura 7-1. Turbina Centaur SoloNOx
PRINCIPIOS DE COMBUSTIÓN DE BAJO NOX COMBUSTIÓN ESTÁNDAR
En una cámara de combustión estándar, el combustible entra a la cámara de combustión a través de los inyectores de combustible a la vez que el aire de combustión se inyecta a través de orificios fijos o tubos de inyección separados. Elcombustible y el aire se unen en la zona de combustión (Figura 7-2). A este proceso se le llama inyección de combustible por difusión. El proceso de mezclar combustible y aire simultáneamente con la combustión resulta en una llama altamente informe que funciona en una amplia gama de temperaturas (de 2000 a 4000>F). Esta amplia gama de temperaturas resulta en condiciones que propician la formación deemisiones de NOx (una mezcla de óxido nítrico y dióxido de nitrógeno) y de CO (monóxido de carbono). A altas temperaturas de reacción (de 2900F y superiores) se producen concentraciones significativamente altas de NOx.
El CO se genera como un producto intermedio de la oxidación de combustible de hidrocarbono. A temperaturas de combustión más altas, este producto se oxida a anhídrido carbónico obióxido de carbono. A temperaturas de combustión más bajas (inferiores a 2700F), las moléculas de CO salen de la zona de combustión sin haber participado en la reacción. Esto se debe ya sea a la reacción inadecuada o al enfriamiento de la reacción debido al aire de enfriamiento que entra a los revestimientos del área de combustión a través de orificios de difusión. Esto da por resultado enemisiones más altas de CO a la salida de la zona de la cámara de combustión.
Figura 7-2. Combustión estándar en comparación con combustión de premezcla pobre.
COMBUSTIÓN DE PREMEZCLA POBRE
En el sistema SoLoNOx de combustión de gas combustible se utiliza un proceso de combustión de premezcla pobre. Los inyectores de combustible SoLoNOx incluyen un ducto de premezcla pobre donde seagrega combustible a una corriente de aire en remolino. Esto resulta en la premezcla de combustible y aire antes de entregarse a la cámara de combustión. La premezcla de combustible y aire resulta en un patrón de llama uniforme que produce una temperatura de aproximadamente 2800°F a condiciones óptimas. Bajo estas condiciones, la formación tanto de NOx como de CO se controlan a niveles garantizados....
OBJETIVOS
Al completar esta lección el estudiante podrá:
1. Describir la función del Sistema SoLoNOx de gas combustible.
2. Describir los principios básicos de funcionamiento del sistema SoLoNOx de gas combustible.
3. Describir los componentes del Sistema SoLoNOx de gas combustible y sus funciones.
4. Describir la función del Sistema SoLoNOx degas combustible de un solo eje y de dos ejes desde el comienzo hasta el 100% de velocidad.
FUNCION DEL SISTEMA
El sistema de gas combustible entrega gas combustible a la presión requerida y flujo a los inyectores de combustible en la cámara de combustión. El sistema automáticamente programa el combustible durante la aceleración y regula el combustible durante el funcionamiento normal.
Elsistema de gas combustible equipado con SoLoNOx proporciona estas funciones al mismo tiempo que reduce las emisiones de NOx (una mezcla de Óxidos de nitrógeno y dióxidos de nitrógeno) a menos de 42 partes por millón por volumen (ppmv) para las turbomaquinarias retromodificadas y 25 ppmv para las turbinas nuevas. Las emisiones de monóxido de carbono (CO) están limitadas a menos de 50 ppmv. Estosniveles de emisiones están en efecto durante el funcionamiento en el modo de bajas emisiones: entre 50 y 100% de carga nominal (de un solo eje) o a una velocidad de] productor de gas mayor del 88% (dos ejes), con temperaturas ambiente de 0°F y superiores, corregidas al 15% de oxígeno. A menos del 50% de carga (88% de velocidad NGP), las turbomaquinarias con SoLoNOx funcionan en un modo de altasemisiones y estos niveles de emisiones se sobrepasarán.
Figura 7-1. Turbina Centaur SoloNOx
PRINCIPIOS DE COMBUSTIÓN DE BAJO NOX COMBUSTIÓN ESTÁNDAR
En una cámara de combustión estándar, el combustible entra a la cámara de combustión a través de los inyectores de combustible a la vez que el aire de combustión se inyecta a través de orificios fijos o tubos de inyección separados. Elcombustible y el aire se unen en la zona de combustión (Figura 7-2). A este proceso se le llama inyección de combustible por difusión. El proceso de mezclar combustible y aire simultáneamente con la combustión resulta en una llama altamente informe que funciona en una amplia gama de temperaturas (de 2000 a 4000>F). Esta amplia gama de temperaturas resulta en condiciones que propician la formación deemisiones de NOx (una mezcla de óxido nítrico y dióxido de nitrógeno) y de CO (monóxido de carbono). A altas temperaturas de reacción (de 2900F y superiores) se producen concentraciones significativamente altas de NOx.
El CO se genera como un producto intermedio de la oxidación de combustible de hidrocarbono. A temperaturas de combustión más altas, este producto se oxida a anhídrido carbónico obióxido de carbono. A temperaturas de combustión más bajas (inferiores a 2700F), las moléculas de CO salen de la zona de combustión sin haber participado en la reacción. Esto se debe ya sea a la reacción inadecuada o al enfriamiento de la reacción debido al aire de enfriamiento que entra a los revestimientos del área de combustión a través de orificios de difusión. Esto da por resultado enemisiones más altas de CO a la salida de la zona de la cámara de combustión.
Figura 7-2. Combustión estándar en comparación con combustión de premezcla pobre.
COMBUSTIÓN DE PREMEZCLA POBRE
En el sistema SoLoNOx de combustión de gas combustible se utiliza un proceso de combustión de premezcla pobre. Los inyectores de combustible SoLoNOx incluyen un ducto de premezcla pobre donde seagrega combustible a una corriente de aire en remolino. Esto resulta en la premezcla de combustible y aire antes de entregarse a la cámara de combustión. La premezcla de combustible y aire resulta en un patrón de llama uniforme que produce una temperatura de aproximadamente 2800°F a condiciones óptimas. Bajo estas condiciones, la formación tanto de NOx como de CO se controlan a niveles garantizados....
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