天然气和氢气的燃料特性差异决定了燃气轮机采用含氢燃料时,燃机需要通过相应的升级改造以适应燃料的变化,从需求侧考虑,该升级应是在已有燃气轮机的平台上做出有限的改造即能满足由100%的天然气到富氢燃料甚至纯氢燃料稳定运行,同时NOx排放又在可控范围内,不会大幅增加脱氮的成本。
鉴于目前高效重型燃机均采用干式低氮燃烧器,为减少改造范围,采用氮气或水蒸气注入稀释的扩散低氮燃烧技术已不再适用,DLN预混燃烧器或更先进的燃烧器将是未来技术发展方向。
由于氢气单位体积的低位热值小于天然气,保持出力不变必将使进入燃烧器的燃料体积流量增大,同时氢气在空气中的火焰速度高于天然气,因此燃用氢气或其混合物需解决如下问题:
·解决回火和火焰震荡问题以增加透平的安全和可操作性;
·解决在高温和高压下富氢/纯氢燃料的自动点火问题;
·改进燃烧室结构以应对较高的燃料体积流量;
·燃烧系统的设计需要考虑减少NOx排放技术。