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Berührungslose Temperaturmessung an Verbrennungsgasen bei hohen Temperaturen und hohen Drücken

  • Stationäre Gasturbinen sind von großer Bedeutung für die heutige Energieversorgung. Der Wirkungsgrad einer Gasturbine steigt mit zunehmender Heißgastemperatur an. Turbinenhersteller bzw. Kraftwerksbetreiber sind daher bestrebt, Turbinen bei der höchsten materialtechnisch möglichen Heißgastemperatur einzusetzen. Eine entsprechende Prozessoptimierung des Turbinenbetriebs setzt somit die exakte Kenntnis der Gastemperaturen während des Betriebs und damit eine verlässliche Messung derselben voraus. Zur Messung der Gastemperatur werden derzeit in der Regel Thermoelemente unmittelbar im Abgasstrom platziert. Aufgrund der dort vorherrschenden extremen Bedingungen degradieren diese Sensoren allerdings sehr schnell. Ein alternativer Ansatz sieht die Entwicklung eines berührungslosen Messverfahrens auf der Grundlage von Strahlungsthermometern vor. Für die Umsetzung dieses Vorhabens ist die genaue Kenntnis des Verhaltens der infrarot-optischen Emissions- und Transmissionsspektren der im Abgasstrom enthaltenen Gase bei hohen Temperaturen und Drücken eine wesentliche Voraussetzung. Aus diesem Grund wurde am ZAE Bayern eine Hochtemperatur-Hochdruck-Gaszelle entwickelt, die es in Verbindung mit einem FTIR-Spektrometer erlaubt, Gase und Gasgemische hinsichtlich dieser Gesichtspunkte zu charakterisieren. In dieser Arbeit wird die neue Messapparatur vorgestellt und Gasgemische, die für die Turbinenanwendungen relevant sind, werden analysiert. Zur Identifizierung eines geeigneten Wellenlängenbereichs für die geplante berührungslose Temperaturmessung wurden erste Messungen durchgeführt, auf deren Grundlage ein adäquater Wellenlängenbereich ermittelt werden konnte.

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Metadaten
Author:Jürgen Hartmann, Matthias Zipf, Jochen Manara, Thomas Stark, Mariacarla Arduini, Hans-Peter Ebert
Persistent identifier:http://10.5162/sensoren2019/2.4.2
ISBN:978-3-9819376-0-2
Parent Title (German):20. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2019
Document Type:Part of a Book
Language:German
Year of publication:2019
Publishing Institution:Hochschule für Angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt
Release Date:2020/12/04
First Page:183
Last Page:190
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 536 Wärme
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