| 1. |
- Abou Nada, Fahd Jouda, et al.
(författare)
-
Remote temperature sensing on and beneath atmospheric plasma sprayed thermal barrier coatings using thermographic phosphors
- 2016
-
Ingår i: Surface & Coatings Technology. - : Elsevier BV. - 0257-8972 .- 1879-3347. ; 302, s. 359-367
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Investigations on remote temperature sensing of yttria stabilized zirconia (YSZ) thermal barrier coatings (TBCs) at the surface and at the bond-coat/top-coat interface were carried out. Using Y2O3:Eu thermographic phosphor as an embedded temperature sensing layer, sub-surface temperature probing through 300 μm of atmospheric plasma sprayed YSZ is demonstrated. The Y2O3:Eu thermographic phosphor displays a temperature sensitivity ranging between 400 °C up to a maximum of 900 °C when utilizing the luminescence originating from the 611 nm emission band. Dysprosium stabilized zirconia (10 wt.% DySZ), a TBC material, is also investigated and established as a temperature sensor from 400 °C up to a temperature of 1000 °C using both the intensity decay time and emission intensity ratio methods. In addition, the luminescence of presumed optically inactive YSZ materials was spectroscopically investigated in terms of optical interferences caused by impurities. A validation temperature probing measurement through 300 μm of YSZ top-coat was successfully performed in a SGT-800 Siemens burner running at six different operating conditions in an atmospheric combustion rig.
|
|
| 2. |
- Andersson, Mike, et al.
(författare)
-
SiC-FE gas sensor based combustion control in domestic heating systems, characteristics and utility
- 2007
-
Annan publikation (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- SiC based field effect gas sensors have been evaluated for future possible use in combustion control schemes for domestic heating systems. Emphasis has been on the possibility to monitor the state of combustion and follow the development of the combustion process from an emissions point of view and to determine its cause. The sensor signals have been compared to true emissions data – CO and total hydrocarbon concentration – as obtained by an IR spectrometer and a flame ionization detector (FID) as well as flue gas concentration of oxygen as obtained by a paramagnetic cell. The sensor characteristics have been evaluated using multivariate statistics and the results suggest that, by using the signals from one or more SiC-based field effect sensors and a thermocouple, it seems possible to provide a rough picture of the state of combustion applicable to a control scheme in order to reduce emissions and increase the power to fuel economy.
|
|
| 3. |
- Edvall, Maria, et al.
(författare)
-
Vätgas på Västkusten
- 2022
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Detta projekt syftar till att samla kunskap och kartlägga det framtida behovet av fossilfri vätgas på västkusten, inom västsvensk industri samt kraft- och värmesektorn. Därefter undersöka och utvärdera vilken infrastruktur som krävs och värdera centraliserade lösningar mot lokala. Projektet har intervjuat deltagande företag kring deras vätgasbehov, vätgasproduktion, önskade framtida roll, vätgasstrategier samt annat relaterat till den industriella omställningen till fossilfrihet. Alla 13 deltagande företag har intervjuats under mars/april 2021 och svaren har sammanställts för att få en aggregerad bild. Utöver intervjuer har det inom projektet också genomförts två workshops med deltagande företag. Bland de 13 deltagande företagen är det 7 industrier som har ett vätgasbehov idag och detta uppgår totalt till 6,4 TWh vätgas/år, vilket motsvarar 192 kton vätgas/år. Industrierna har gett uppskattningar på framtida behov av vätgas uppdelat på två scenarios, ett för minimum och ett för maximum. I minscenariot uppgår vätgasbehovet till 4,9 TWh vätgas/år vilket är en minskning om knappt en fjärdedel (-24 %) jämfört med dagens behov medan maxscenariot motsvarar mer än en fördubbling av dagens behov (+120 %) till totalt 14 TWh vätgas/år. Orsaken till det eventuellt minskade vätgasbehovet är att produktionsvolymer möjligen kan reduceras i framtiden samt en möjlig övergång till mer förädlade råvaror. I detta arbete har vi haft fokus på fossilfri vätgas som produceras genom elektrolys med fossilfri el för både centraliserad och decentraliserad produktion. För de decentraliserade lösningar har tre fiktiva industrier med olika stora behov av vätgas, satta för att täcka in behovsspannet för medverkande företag, jämförts med en centraliserad lösning för produktion av vätgas som sedan transporteras i rörledningar till fler användare. Den centraliserade lösningen som har utvärderats innefattar Göteborg, Stenungsund och Lysekil samt en sträckning för vätgasledningen på 120 km och har utgått från det uppskattade maxscenariot för behovet av vätgas. Rapporten visar att vätgasledningarna endast utgör en marginell del av kostnaden för centraliserad produktion och distribution av vätgas. Dessutom har den föreslagna vätgasledningen en stor överkapacitet och det finns därmed möjlighet att dela kostnaden för ledningarna över en ännu större vätgasvolym. Utöver den rent ekonomiska jämförelsen mellan centraliserad och decentraliserad vätgasproduktion och distribution så finns en rad andra aspekter att beakta. Den centraliserade lösningen kan medföra större flexibilitet för en konsument avseende mängden vätgas som köps in och över hur lång tid. En centraliserad lösning kan också behöva en lägre total kapacitet avseende produktion och lager då eventuell överkapacitet delas mellan alla som är anslutna till nätet. Etableringen av en storskalig vätgasinfrastruktur gör också att satsningarna blir mindre knutet till enskilda aktörer. Dessutom kan ett vätgasnät i regionen nyttjas av andra sektorer och locka nya aktörer att placera verksamhet här, vilket i sin tur kan stärka regionens konkurrenskraft. Den centraliserade lösningens uppbyggnad kräver dock en synkronisering av efterfrågan och produktion samt större investeringar vilket kan medföra längre ledtider än för en decentraliserad produktion hos en enskild aktör. En centraliserad lösning gör att placering av produktionskapacitet blir friare längst vätgasledningens sträckning vilket ger möjlighet att ta hänsyn till elnätskapacitet och avsättning för biprodukterna syrgas och restvärme. En viktig lärdom av projektet var att konstatera att uppbyggnad av en infrastruktur för produktion, transport och lagring av vätgas är en komplex fråga. Man måste samverka brett över flera sektorer för att identifiera många nyttor, för flertalet aktörer, om man vill räkna hem en sådan infrastruktursatsning. Dessutom måste många olika investeringar ske i rätt följd och vara väl samordnade. Därför ser de deltagande aktörerna positivt på ett fortsatt samarbete kring vätgasfrågan. Projektet har identifierat flera möjliga förslag till fortsatt arbete, bland annat: • En mer detaljerad förstudie som genomförs av ett ledande gas- /infrastrukturföretag. Studien bör inkludera produktion och distribution av både förnybar och blå vätgas och eventuellt ammoniak, samt en fördjupad analys av olika lagringsmöjligheter för vätgas. För att kunna genomföra förstudien behövs ett mer preciserat behovsscenario kring exempelvis när i tiden behovet uppstår och hur stort behovet är. • Utvärdering av systemperspektivet kring vätgas, el och andra närliggande sektorer. Exempelvis hur systemintegration kan främja resurseffektivitet och flexibilitet. • Initiering av ett regionalt samordningsprojekt, som bör ha fokus på det kortsiktiga perspektivet och konkreta aktiviteter. Förslag på relevanta aktiviteter i ett sådant projekt har identifierats och inkluderar följande: ‐ Kunskapsbevakning om teknikutveckling inom vätgasområdet, inklusive vätgasproduktion från biometan med CCS (möjlighet till negativa utsläpp) ‐ Kunskapsbevakning om utveckling av CAPEX för produktion, distribution och lagring av vätgas ‐ Bevaknings av sektorkopplingsfrågor i och med att tillgång till förnybar el, både produktion och elnätskapacitet, och elpriset anses vara avgörande för produktion av fossilfri vätgas. ‐ Harmonisering med omvärlden/EU, både i termer av regelverk och möjligheter till sammankoppling med dess vätgasledningar ‐ Påverkansarbete och policyfrågor
|
|
| 4. |
- Ehn, Andreas, et al.
(författare)
-
Setup for microwave stimulation of a turbulent low-swirl flame
- 2016
-
Ingår i: Journal of Physics D: Applied Physics. - : IOP Publishing. - 0022-3727 .- 1361-6463. ; 49:18
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- An experimental setup for microwave stimulation of a turbulent flame is presented. A low-swirl flame is being exposed to continuous microwave irradiation inside an aluminum cavity. The cavity is designed with inlets for laser beams and a viewport for optical access. The aluminum cavity is operated as a resonator where the microwave mode pattern is matched to the position of the flame. Two metal meshes are working as endplates in the resonator, one at the bottom and the other at the top. The lower mesh is located right above the burner nozzle so that the low-swirl flame is able to freely propagate inside the cylinder cavity geometry whereas the upper metal mesh can be tuned to achieve good overlap between the microwave mode pattern and the flame volume. The flow is characterized for operating conditions without microwave irradiation using particle imaging velocimetry (PIV). Microwave absorption is simultaneously monitored with experimental investigations of the flame in terms of exhaust gas temperature, flame chemiluminescence (CL) analysis as well as simultaneous planar laser-induced fluorescence (PLIF) measurements of formaldehyde (CH2O) and hydroxyl radicals (OH). Results are presented for experiments conducted in two different regimes of microwave power. In the high-energy regime the microwave field is strong enough to cause a breakdown in the flame. The breakdown spark develops into a swirl-stabilized plasma due to the continuous microwave stimulation. In the low-energy regime, which is below plasma formation, the flame becomes larger and more stable and it moves upstream closer to the burner nozzle when microwaves are absorbed by the flame. As a result of a larger flame the exhaust gas temperature, flame CL and OH PLIF signals are increased as microwave energy is absorbed by the flame.
|
|
| 5. |
|
|
| 6. |
- Hurtig, Tomas, et al.
(författare)
-
Experiments on plasma assisted combustion using a dielectric barrier surface discharge
- 2013
-
Ingår i: 2013 19th IEEE Pulsed Power Conference, PPC 2013. - 9781467351676
-
Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- This paper report on experiments performed using a dielectric barrier surface discharge to increase the combustion rate in a Bunsen-type burner. The burner has a coaxial geometry where premixed fuel-air flows in the outer annular tube while a jet of air can be injected through the central tube, thus increasing turbulent mixing and flame speed. When the central jet is used the power density but not the total power of the flame increases and gives the possibility of studying the influence of the discharge as a function of power density in the flame. It is found that, although the total power in the flame is held constant, when the power density in the flame increases the influence of the electrical power on the flame characteristics decreases.
|
|
| 7. |
- Lantz, Andreas, et al.
(författare)
-
Investigation of Hydrogen Enriched Natural Gas Flames in a SGT-700/800 Burner Using OH PLIF and Chemiluminescence Imaging
- 2015
-
Ingår i: Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. - : ASME International. - 1528-8919 .- 0742-4795. ; 137:3
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- The effect of hydrogen enrichment to natural gas flames was experimentally investigated at atmospheric pressure conditions using flame chemiluminescence imaging, planar laser-induced fluorescence of hydroxyl radicals (OH PLIF), and dynamic pressure monitoring. The experiments were performed using a third generation dry low emission (DLE) burner used in both SGT-700 and SGT-800 industrial gas turbines from Siemens. The burner was mounted in an atmospheric combustion test rig at Siemens with optical access in the flame region. Four different hydrogen enriched natural gas flames were investigated; 0 vol. %, 30 vol. %, 60 vol. %, and 80 vol. % of hydrogen. The results from flame chemiluminescence imaging and OH PLIF show that the size and shape of the flame was clearly affected by hydrogen addition. The flame becomes shorter and narrower when the amount of hydrogen is increased. For the 60 vol. % and 80 vol. % hydrogen flames the flame has moved upstream and the central recirculation zone that anchors the flame has moved upstream the burner exit. Furthermore, the position of the flame front fluctuated more for the full premixed flame with only natural gas as fuel than for the hydrogen enriched flames. Measurements of pressure drop over the burner show an increase with increased hydrogen in the natural gas despite same air flow thus confirming the observation that the flame front moves upstream toward the burner exit and thereby increasing the blockage of the exit. Dynamic pressure measurements in the combustion chamber wall confirms that small amounts of hydrogen in natural gas changes the amplitude of the dynamic pressure fluctuations and initially dampens the axial mode but at higher levels of hydrogen an enhancement of a transversal mode in the combustion chamber at higher frequencies could occur.
|
|
| 8. |
- Lantz, Andreas, et al.
(författare)
-
Investigation of Hydrogen Enriched Natural Gas Flames in a SGT-700/800 Burner Using OH PLIF and Chemiluminescence Imaging
- 2014
-
Ingår i: ASME Turbo Expo 2014: Turbine Technical Conference and Exposition, GT2014-26293. - 9780791845691 ; Volume 4B: Combustion, Fuels and Emissions, s. 04-029
-
Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- The effect of hydrogen enrichment to natural gas flames was experimentally investigated at atmospheric pressure conditions using flame chemiluminescence imaging, planar laser-induced fluorescence of hydroxyl radicals (OH PLIF) and dynamic pressure monitoring. The experiments were performed using a 3rd generation dry low emission (DLE) burner used in both SGT-700 and SGT-800 industrial gas turbines from Siemens. The burner was mounted in an atmospheric combustion test rig at Siemens with optical access in the flame region. Four different hydrogen enriched natural gas flames were investigated; 0 vol.%, 30 vol.%, 60 vol.% and 80 vol.% of hydrogen. The results from flame chemiluminescence imaging and OH PLIF show that the size and shape of the flame was clearly affected by hydrogen addition. The flame becomes shorter and narrower when the amount of hydrogen is increased. For the 60 vol.% and 80 vol.% hydrogen flames the flame has moved upstream and the central recirculation zone that anchors the flame has moved upstream the burner exit. Furthermore, the position of the flame front fluctuated more for the full premixed flame with only natural gas as fuel than for the hydrogen enriched flames. Measurements of pressure drop over the burner show an increase with increased hydrogen in the natural gas despite same air flow thus confirming the observation that the flame front moves upstream towards the burner exit and thereby increasing the blockage of the exit. Dynamic pressure measurements in the combustion chamber wall confirms that small amounts of hydrogen in natural gas changes the amplitude of the dynamic pressure fluctuations and initially dampens the axial mode but at higher levels of hydrogen an enhancement of a transversal mode in the combustion chamber at higher frequencies could occur.
|
|
| 9. |
- Lantz, Andreas, et al.
(författare)
-
Investigation of ozone stimulated combustion in the SGT-800 burner at atmospheric conditions
- 2016
-
Ingår i: Combustion, Fuels and Emissions. - 9780791849750 ; 4A-2016
-
Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- The effect of ozone (O3) in a turbulent, swirl-stabilized natural gas/air flame was experimentally investigated at atmospheric pressure conditions using planar laser-induced fluorescence imaging of formaldehyde (CH2O PLIF) and dynamic pressure monitoring. The experiment was performed using a dry low emission (DLE) gas turbine burner used in both SGT-700 and SGT-800 industrial gas turbines from Siemens. The burner was mounted in an atmospheric combustion test rig at Siemens with optical access in the flame region. CH2O PLIF imaging was carried out for four different seeding gas compositions and seeding injection channel configurations. Two seeding injection-channels were located around the burner tip while the other two were located along the center axis of the burner at different distances upstream the burner outlet. Four different seeding gas compositions were used: nitrogen (N2), oxygen (O2) and two ozone/oxygen (O3/O2) mixtures with different O3 concentration. The results show that the O3 clearly affects the combustion chemistry. The natural gas/air mixture is preheated before combustion which is shown to kick-start the cold combustion chemistry where O3 is highly involved. The CH2O PLIF signal increases with O3 seeded into the flame which indicates that the pre-combustion activity increases and that the cold chemistry starts to develop further upstream. The small increase of the pressure drop over the burner shows that the flame moves upstream when O3 is seeded into the flame, which confirms the increase in pre-combustion activity.
|
|
| 10. |
|
|
