HydroNet – Klimaschutz-Modellregion Sauerland – Teilvorhaben: 3D-Feuerraumsimulation
Zeitraum
2024-10-01 – 2029-09-30
Bewilligte Summe
435.076,14 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI3110J
Leistungsplansystematik
Sektorkopplung - Wasserstofferzeugung [EA2720]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)
Förderprogramm
Energie
Im Teilvorhaben 3D-Feuerraumsimulation wird für die Industriepartner Perstorp Chemicals GmbH u. WEPA Deutschland GmbH die Umstellung der zu untersuchenden Feuerungsanlagen auf einen Betrieb mit hohen Wasserstoffgehalten bis hin zu 100% Wasserstoff in der virtuellen Realität unseres 3D-Simulationsmodells simuliert. Hierzu wird zunächst der Istzustand der zu untersuchenden Feuerungsanlagen in das 3D-Feuerraummodell abgebildet u. die Simulationsergebnisse realer Betriebszustände mit den Betriebsmessungen an der Feuerungsanlage validiert. Im nächsten Schritt erfolgt die simulationstechnische Bewertung der Umstellung auf bis zu 100% Wasserstoff unter Beibehaltung der bestehenden Brennertechnologie durch Simulation einer Reihe unterschiedlicher Brennstoffzusammensetzungen mit variierenden Wasserstoffgehalten. Die simulationstechnische Untersuchung liefert hierbei zunächst eine Aussage darüber, bis zu welchen Wasserstoffgehalten die bestehende Brennertechnologie mit auf den Brennstoffmix angepasster Fahrweise gefahrlos betrieben werden kann, In einem zweiten Schritt sollen mögliche Anpassungen der Brennergeometrie bis hin zur Installation neuer Brennertypen im 3D-Simulationsmodell untersucht werden, um die notwendigen Schritte zur Ermöglichung des Einsatzes der höheren Wasserstoffgehalte bis hin zum Einsatz von 100% Wasserstoff abzuleiten. Abschließend wird nach Realisierung der erfolgversprechendsten Szenarien die Wiederinbetriebnahme der Feuerungsanlage ebenfalls mit Simulationsrechnungen begleitet. Die Validierung der Simulationsergebnisse mit den Betriebsmessungen an der großtechnischen Anlage ermöglicht hierbei eine kontinuierliche Verbesserung der Modellvorhersagegüte durch Anpassung der zugrundeliegenden physikalisch-chemischen Submodelle der Verbrennung u. Wärmeübertragung.