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Zuverlässige Lösung für die schnelle Überwachung der Wasserstoffkonzentration in gasbefeuerten Verbrennungsturbinen

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Wie helfen die innovativen Gasanalysatoren von Cubic Instruments den Betreibern, ein konstantes Wasserstoff-Erdgas-Verhältnis aufrechtzuerhalten?

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Am 11. Mai 2023 schlug die US-Umweltschutzbehörde (EPA) neue Kohlenstoffverschmutzungsstandards für kohle- und erdgasbefeuerte Kraftwerke vor. Der Vorschlag würde Grenzwerte für neu errichtete gasbefeuerte Verbrennungsturbinen, bestehende kohle-, öl- und gasbefeuerte Dampfkraftwerke und bestimmte bestehende gasbefeuerte Verbrennungsturbinen festlegen. Für die verschiedenen Turbinentypen hat die EPA verschiedene Wege aufgezeigt, wie diese Motoren den Standard für die Reduzierung der Treibhausgasemissionen erfüllen können.

Dem Vorschlag der EPA zufolge ist die Mitverbrennung von 30 Prozent (Volumenanteil) treibhausgasarmen Wasserstoffs bis 2032 und die Erhöhung auf 96 Prozent (Volumenanteil) treibhausgasarmen Wasserstoffs bis 2038 einer der möglichen Wege, um die Treibhausgasemissionen von neuen und umgebauten fossil befeuerten Verbrennungsturbinen und bestehenden fossil befeuerten stationären Verbrennungsturbinen zu reduzieren.

Im Einklang mit dem Trend zu Wasserstoff als umweltfreundlichem Brennstoff in den USA ist die Umrüstung bestehender Geräte, Anlagen und Infrastrukturen auf die Verwendung eines bestimmten geringen Anteils von mit Wasserstoff gemischtem Erdgas zur Stromerzeugung ein entscheidender Schritt auf dem Weg zur Kohlenstoffneutralität. Vor der erfolgreichen Entwicklung und breiten Einführung von 100%igen Wasserstoffverbrennungsturbinen ist die Mischgasverbrennung die kostengünstigste und am schnellsten umsetzbare Methode. Trotz der geringen Konzentration des gemischten Wasserstoffs ist es bei der Mitverbrennung von Wasserstoff und Erdgas immer noch eine große Herausforderung, ein stabiles Verhältnis der Mischgase zu gewährleisten, bevor diese in die Brennkammern gelangen. Um einen sicheren und stabilen Betrieb bei geregelten Temperatur- und Druckbedingungen zu gewährleisten, werden strenge Anforderungen an die Genauigkeit und Konstanz der Wasserstoffkonzentration bei der Mischung mit Erdgas gestellt. Daher sollten die Betreiber von gasbefeuerten Stromerzeugungsanlagen (EGU) fortschrittliche Technologien einsetzen, die eine genaue und kontinuierliche Messung der Wasserstoffkonzentration ermöglichen.

Cubic Instruments, ein führender Hersteller von Gasanalysatoren, hat die ausgereifte Technologieplattform der Laser-Raman-Spektroskopie von Cubic genutzt und einen fortschrittlichen Gasanalysator, den LRGA-3100, entwickelt, der in der Lage ist, die Konzentrationen mehrerer Gase, einschließlich des homonuklearen zweiatomigen Moleküls H2, schnell online zu messen.

Der LRGA-3100 basiert auf der Laser-Raman-Spektroskopie-Technologie und wurde speziell für die schnelle und gleichzeitige Überwachung mehrerer Gase entwickelt. Es ist in der Lage, automatisch kontinuierliche Online-Messungen für alle Komponenten von Alkanen, wie CH4, C2H6, C3H8, C4H10 und so weiter, sowie homonukleare zweiatomige Moleküle, einschließlich H2, N2, O2 und mehr, durchzuführen. Darüber hinaus zeichnet sich das LRGA-3100 durch hochpräzise Messungen mit außergewöhnlich geringer Drift aus, was zuverlässige Messungen zur Überwachung von Wasserstoff- und Methankonzentrationen gewährleistet. Darüber hinaus verringert das LRGA-3100 effektiv das Risiko von Messfehlern durch manuelle Eingriffe, die bei der Anwendung herkömmlicher GC-MS-Methoden auftreten können. Mit seinen präzisen und schnellen Gasmessungen ermöglicht das LRGA-3100 den Betreibern, sofort zu reagieren, wenn sich die Wasserstoffkonzentration den zulässigen Grenzwerten nähert oder diese überschreitet, und gewährleistet so die Stabilität des Verbrennungsprozesses und die Aufrechterhaltung sicherer Betriebsstandards.

Der innovative Laser-Raman-Gasanalysator LRGA-3100 von Cubic Instruments ist aufgrund seiner hohen Leistungsfähigkeit und überlegenen Messmöglichkeiten die ideale Lösung für die Überwachung von Wasserstoff- und Erdgaskonzentrationen in gasbefeuerten Verbrennungsturbinen. Der LRGA-3100 bietet eine noch nie dagewesene Effizienz und erweist sich als wertvolles Hilfsmittel für das reibungslose Funktionieren industrieller gasbefeuerter Verbrennungsturbinensysteme.