在燃气轮机燃烧室中使用氢燃料的挑战
陆上发电燃气轮机需要遵守严格的排放法规。最近，脱碳已成为一个流行词，意思是消除/减少能源领域的碳基燃料。在燃气轮机中使用氢气作为燃料被视为一种可能的前进道路。然而，氢气燃烧有许多技术障碍需要克服，例如：
1. 火焰温度高
2. 可燃性和闪回
3. 低点火能量
4. NOx 排放
工程解决方案
强调的每一个问题都需要研发以了解如何控制氢气燃烧。在燃气轮机行业有丰富的天然气燃烧经验。一种常见的方法是将越来越多的氢气混合到天然气中，并修改现有的燃烧器部件，以适应更高的火焰速度和更宽的氢气可燃性范围。设计人员需要确保火焰正确锚定且相对稳定。这些挑战需要低成本的分析/数值模型以及昂贵的实验室测试。
计算流体动力学 （CFD） 方法是对燃烧室中存在的高度复杂的反应湍流场进行建模的最常见基于物理的方法。燃气轮机行业最近开始大量使用 CFD 工具来预测氢气燃烧。
Ansys 解决方案的优势
Ansys CFD 团队一直在与行业合作，并评估不同的燃烧建模方法。他们正在开发新的模型和最佳实践，以模拟基于氢气和氢混合燃料的反应流系统。在过去的几年里，一些研究已经在公开文献中发表。
Fluent 用户可享受以下好处：
1. 更好地了解氢混合燃料在不同发动机运行条件下的燃烧特性。
2. 优化发动机设计，以保持更高的热效率和更低的 NOx 排放。
图 1 Cabra 氢-气升火焰预测