2020-04-01  –  2022-06-30

248.129,00 EUR

Universität Duisburg-Essen - Fakultät für Ingenieurwissenschaften - Lehrstuhl für Strömungsmaschinen, Duisburg, Nordrhein-Westfalen

03EE5035B

Konventionelle Kraftwerkstechnik - Komponentenentwicklung [EA1312]

01202162/1  –  OptiSysKom - Optimierung der Prozesse und Systeme sowie der Lebensdauer der Gesamtanlage und ihrer Komponenten

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Das Forschungsvorhaben untersucht die Auswirkungen der Wassereinspritzung auf das Betriebsverhalten eines Radialverdichters. Die Wassereinspritzung in Axialverdichtern von Gasturbinen ist eine gängige Praxis, um die Leistungsfähigkeit der Turbine zu verbessern. Um dieses Potenzial auch in Radialverdichtern zu nutzen, sind weitere Forschungsarbeiten im Bereich der Flüssigkeitseinspritzung notwendig. Die Radialverdichter werden hauptsächlich in der Prozessindustrie eingesetzt. D.h. die Verdichter haben die Aufgabe neben Luft auch andere Prozessgase wie z.B. Methan (CH4) und weitere Kohlenwasserstoffgemische (CxHx) zu verdichten. Hierbei können unterschiedliche Flüssigkeit-Gas Kombinationen in Frage kommen. Es wird heute schon Wassereinspritzung in einigen Prozessverdichtern eingesetzt, um z.B. in Rohgasverdichtern die Temperatur hinter den Verdichtungsstufen zu reduzieren und so eine Polymerisation des Gases zu vermeiden. Hierbei wird eine einfache Mischungsrechnung durchgeführt und die maximale Menge bis zur Sättigung des Gases ermittelt. Weitere Einflussgrößen wie z.B. die Tropfengrößenverteilung inkl. der Tropfendurchmesser u.a. werden dabei nicht berücksichtigt. Ziel dieses Projektes ist es, die Berechnung und Einflüsse der Wassereinspritzung auf das Betriebskennfeld eines Radialverdichters zu untersuchen. Durch den Aufbau einer Versuchsanlage, bestehend aus einem Radialverdichter, kann das Berechnungsmodell für die Ermittlung des Betriebskennfeldes validiert werden. Dabei ist es auch notwendig, unterschiedliche Düsentypen zu vermessen, da die Herstellerangaben bzgl. der Tropfenverteilung in der Regel auf einer Flüssigkeitseinspritzung in einem statischen Umfeld basieren. Die Ergebnisse werden zur Leistungsoptimierung von Radialverdichtern in der Prozessindustrie genutzt.