2007年8月3日
一个实验性的燃气轮机模拟器配备一个叫做LSI ultralow-emissions燃烧技术已成功测试使用纯氢作为燃料——一个里程碑,表明可能帮助消除数百万吨的二氧化碳和成千上万吨的氮氧化物每年从发电厂。
LSI(低旋流喷射器)技术是由美国麻省理工学院的Robert Cheng开发的美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室最近，该公司被《研发》杂志评选为“2007年研发100强”新技术之一。
大规模集成电路在生产电力的过程中，燃烧天然气等燃料时产生的氮氧化物的排放量几乎为零。氮氧化物(NOx)是温室气体，也是烟雾的组成部分。
能源部的电力输送和能源可靠性办公室最初资助了大规模集成电路的开发，用于现场(即分布式)电力生产的工业燃气涡轮机。这项研究的目的是利用大规模集成电路的能力开发一种天然气燃烧涡轮机，以大幅减少氮氧化物的排放。
Cheng、伯克利实验室的同事David Littlejohn、圣地亚哥太阳能涡轮机公司的Kenneth Smith和Wazeem Nazeer将低涡流喷射器技术应用到能产生约7兆瓦电力的Taurus 70燃气涡轮机上。该团队的努力为他们赢得了“研发100”的荣誉。该公司正在继续进行大规模集成电路的开发，用于从垃圾填埋场和其他工业过程(如石油精炼和废物处理)中获得的碳中和可再生燃料。
“这是一种火箭科学，”程说，他注意到这些涡轮机，通过欧洲杯线上买球燃烧气体燃料来发电，在工作原理上类似于驱动喷气飞机的涡轮机。
能源部化石能源办公室的资金大规模集成电路的另一个项目是被测试的能力燃烧合成气(氢和一氧化碳的混合物)和氢燃料在一个先进的IGCC电站(整体煤气化联合循环)称为“未来发电”计划是世界上第一个近零排放煤电厂。FutureGen电厂的目的是通过煤炭气化生产氢气，并隔离该过程产生的二氧化碳。LSI是正在评估的几种燃烧技术之一，用于200多兆瓦的公用事业规模的氢涡轮，这是FutureGen电厂的关键组成部分。
伯克利实验室和位于西弗吉尼亚州摩根敦的国家能源技术实验室(NETL)最近达成了里程碑式的合作，成功地测试了使用纯氢作为燃料的LSI单元。由于大规模集成电路是一种简单而经济的技术，可以燃烧多种燃料，它有潜力帮助发电厂每年减少数百万吨的二氧化碳和数千吨的氮氧化物。
电力研究所燃机技术经理Leonard Angello在致研发100强评选委员会的支持信中写道：“我对该装置作为下一代煤基综合气化联合循环发电厂CO2捕集关键使能技术的潜力印象深刻-该应用对使用高氢含量合成气燃料或纯氢的IGCC发电厂中的燃气轮机具有前景。”
低旋流喷油器是一种机械上简单的装置，没有运动部件，使气体燃料和空气混合物产生轻微的旋转，使混合物扩散。火焰稳定在燃烧器出口外的扩散流内。它不仅火焰稳定，而且燃烧温度比传统燃烧器低。氮氧化物的产生高度依赖于温度，火焰温度越低，氮氧化物的排放就越低。
“大规模集成电路原理与传统方法背道而驰，”Cheng说。世界各地的燃烧专家才刚刚开始接受这个反直觉的想法。为了解释这种燃烧现象背后的科学原理，湍流力学、热力学和火焰化学的原理都是必需的。”欧洲杯线上买球
采用低涡流喷射器的天然气涡轮排放的氮氧化物水平比传统涡轮低一个数量级。伯克利实验室和太阳能涡轮机的测试表明，带有LSI的燃烧器会释放百万分之二的氮氧化物(修正为15%的氧气)，比传统燃烧器少五倍以上。
大规模集成电路技术的一个更重要的好处是它能够燃烧从天然气到氢气等各种不同的燃料，并且相对容易地将其纳入目前的燃气涡轮设计中——不需要对涡轮进行大规模的重新设计。LSI被设计为燃气涡轮发电厂的插入式组件。