Combustione “flameless”: ENEA brevetta un nuovo bruciatore per turbine a gas

18 dicembre 2014

L’ENEA ha brevettato un bruciatore innovativo per turbine a gas. Il sistema è espressamente concepito per realizzare il più completo e definitivo trasferimento della tecnica di combustione “Flameless” dalle fornaci, dove è nata e progredita in questi ultimi anni, alle turbine a gas.

La tecnologia “Flameless” realizza condizioni di combustione distribuita e volumetrica, essendo caratterizzata dall’assenza del “fronte di fiamma” che nei sistemi a combustione tradizionali è fonte di produzione di inquinati (NOx) e motivo di instabilità di combustione.

Il tentativo di applicazione al settore delle turbine a gas è da sempre oggetto di ricerca, viste le peculiarità delle fiamme distribuite (volumetriche) in termini di maggiore efficienza di combustione, ridotte emissioni inquinanti, resistenza alle instabilità di origine termoacustica, nonché uniformità di temperatura della fiamma e quindi degli elementi strutturali ad essa esposti (combustore e primi stadi di turbina).

Applicazione del bruciatore brevettato al turbogas AE64.3A Ansaldo

Nella figura è visibile lo schema funzionale di una particolare forma di realizzazione del sistema, appositamente concepita per sostituire (soluzione plug and play) i singoli bruciatori che attualmente equipaggiano le camere di combustione anulari dei turbogas.

È, inoltre, allo studio una variante del sistema che, al posto di singoli bruciatori, prevede una camera anulare continua direttamente alimentata dal flusso uscente dall’ultimo stadio del compressore.

Più in generale, il sistema brevettato può trovare applicazione in combustori per turbogas stazionari (produzione di potenza elettrica), turbomotori aeronautici e ferroviari.

Il sistema è stato validato tramite simulazioni numeriche stazionarie (RANS) e non stazionarie (LES) del flusso turbolento reattivo (fiamma turbolenta). La fase successiva riguarderà la sperimentazione di un prototipo “al vero”.

Gli inventori sono: Stefano Chiocchini (Università Roma TRE, DIMI), Stefano Giammartini, Eugenio Giacomazzi, Emanuele Giulietti, Antonio Di Nardo, Giorgio Calchetti, Caterino Stringola.

Il brevetto, numero RM2014A000684, è disponibile nella banca dati brevetti ENEA dal 01-12-2014 ed è disponibile per il licensing.

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