Approaches for Clean Combustion in Gas Turbines als Buch (gebunden)
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Approaches for Clean Combustion in Gas Turbines

1st ed. 2020. HC runder Rücken kaschiert. Sprache: Englisch.
Buch (gebunden)
This book focuses on the development of novel combustion approaches and burner designs for clean power generation in gas turbines. It shows the reader how to control the release of pollutants to the environment in an eort to reduce global warming. Af … weiterlesen
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Produktdetails

Titel: Approaches for Clean Combustion in Gas Turbines
Autor/en: Medhat A. Nemitallah, Ahmed A. Abdelhafez, Mohamed A. Habib

ISBN: 3030440761
EAN: 9783030440763
1st ed. 2020.
HC runder Rücken kaschiert.
Sprache: Englisch.
Springer International Publishing

25. März 2020 - gebunden - 432 Seiten

Beschreibung

This book focuses on the development of novel combustion approaches and burner designs for clean power generation in gas turbines. It shows the reader how to control the release of pollutants to the environment in an eort to reduce global warming. After an introduction to global warming issues and clean power production for gas turbine applications, subsequent chapters address premixed combustion, burner designs for clean power generation, gas turbine performance, and insights on gas turbine operability. Given its scope, the book can be used as a textbook for graduate-level courses on clean combustion, or as a reference book to accompany compact courses for mechanical engineers and young researchers around the world.

Inhaltsverzeichnis

Chapter 1: Introduction

1.1 Introduction

1.2 Global warming issue

1.3 Status of renewables

1.4 Carbon capture technologies

1.5 Adaptation of gas turbines to regulations of pollutant emissions

1.6 Emission regulatory overview

1.6.1 Clean air act (CAA)

1.6.2 New source performance standards (NSPS)

1.6.3 New source review

1.6.4 Best available control technology (BACT)

1.6.5 Lowest achievable emission rate (LAER)

1.7 Clean power production for gas turbine applications

1.8 Concluding remarks

Chapter 2: Premixed combustion for gas turbine applications

2.1 Introduction

2.2 Combustor Operability Issues

2.2.1 Static instabilities

2.2.1.1 Blowout

2.2.1.2 Flashback

2.2.2 Dynamic instabilities

2.2.2.1 Thermo-acoustics

2.2.2.2 Dynamic Instability suppression methods

2.3 Approaches for efficient combustion

2.3.1 Fuel flexibility Approach

2.3.1.1 Oxy-fuel combustion approach

2.3.1.1.1 Oxy-combustion degrees of freedom

2.3.1.1.2 Effect of oxy-combustion on stability map

2.3.1.1.3 Effect of oxy-combustion on NO emissions

2.3.1.2 Hydrogen-enrichment approach

2.3.1.2.1 Effect of hydrogen enrichment on stability map

2.3.1.2.2 Effect of hydrogen on laminar burning velocity

2.3.1.2.3 Effect of Hydrogen on NOx and CO emissions

2.3.2 Variable operating conditions approach

2.3.3 Variable flame characteristics

2.3.3.1 Diffusion flame

2.3.3.2 Premixed flames

2.4 Swirl Stabilizer Approach for stability and emission enhancement

2.4.1 Stabilization mechanisms and swirl number

2.4.2 Effect of swirl number on flame stability

2.4.3 Effect of swirl on NOx and CO emissions

2.5 Numerical modeling of premixed combustion

2.5.1 Turbulent premixed combustion

2.5.2 Turbulent combustion modeling schemes

2.5.3 LES governing equations

2.5.4 LES for turbulent premixed combustion

2.6 Premixed combustion in a gas turbine model combustor: Numerical case study

2.6.1 Model validation

2.6.2 Premixed Oxy-combustion case study

2.6.3 Results and discussion of the present case study

2.7 Concluding remarks

Chapter 3: Burner designs for clean power generation in gas turbines

3.1 Introduction

3.2 Lean premixed air combustion

3.2.1 Combustion and emissions characteristics

3.2.2 Combustion instabilities and solution techniques

3.3 Oxy-combustion for carbon capture

3.3.1 Oxy-fuel combustion technology

3.3.2 Comparison of air vs oxy-combustion concepts

3.4 Premixed oxy-fuel combustion

3.4.1 Characteristics of premixed oxy-combustion

3.4.2 Emission characteristics of premixed oxy-combustion

3.5 Fuel-flexible combustion approach

3.5.1 Fuel flexibility

3.5.2 Fuel-flexible combustion approaches

5.3.2.1 Hydrogen enrichment

5.3.2.2 Syngas combustion

5.3.2.3 Ammonia combustion

3.5.3 Fuel-flexible premixed oxy-fuel combustion

3.6 Gas turbine combustion systems

3.6.1 Stagnation point reverse flow (SPRF) burners

3.6.2 Dry low-NOx/low-emissions (DLN/DLE) burners

3.6.3 EnVironmental (EV/AEV/SEV) burners

3.6.4 Micromixer (MM) combustion technology

3.6.4.1 Perforated plate burners

3.6.4.2 Micromixer combustion technology

3.6.4.2.1 Fuel/oxidizer-flexible combustion in micromixer burners

3.6.4.2.2 Hydrogen-rich combustion in micromixers

3.7 High-temperature membrane reactors (HTMRs)

3.8 International trends in CCS/CCUS technologies

3.9 Concluding remarks

Chapter 4: Gas turbine performance for different burner technologies

4.1 Introduction

4.2 Dry low-NOx/low-emissions (DLN/DLE) burners for gas turbines

4.3 Combustor operability of premixed oxy-methane flames

4.3.1 Test conditions

4.3.2 Combustor Stability Maps

4.3.3 Flame macrostructure

4.3.4 Flame temperature

4.3.5 LES of premixed oxy-flames

4.3.5.1 Model setup

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