Stoominjectie

Stoominjectie is een techniek waarbij stoom (waterdamp) wordt geïnjecteerd in de luchtinlaat of direct in de verbrandingskamer van een verbrandingsmotor of gasturbine. Het doel is om de prestaties, efficiëntie en emissies te beïnvloeden door de massa van het ontstoomde gasmengsel te vergroten, de verbrandingstemperatuur te verlagen en de verbranding stabieler te laten verlopen.

De werking berust op drie effecten: ten eerste neemt de massa van het inlaatgasmengsel toe, wat het vermogen kan verhogen zonder extra brandstofverbruik; ten tweede absorbeert de verdamping van water warmte, waardoor de temperatuur van de brandstof-luchtmengsel afneemt en knal- en emissieproblemen kunnen verminderen; ten derde draagt waterdamp bij aan een andere verbrandingdynamiek en kan het mengproces beïnvloeden. Het effect hangt af van de aard van de motor of turbine, de hoeveelheid en kwaliteit van de toegevoegde stoom en de besturingsstrategie.

Toepassingen komen voor in verschillende typen aandrijvingen. In verbrandingsmotoren (benzine en diesel) is stoominjectie onderzocht om tijdelijk meer vermogen te leveren en de verbranding te helpen controleren bij hoge belasting. In gasturbines kent men STIG, of Steam Injected Gas Turbine, waarbij stoom in de verbrandingskamer of inlaatstroom wordt geïnjecteerd om het vermogen en de efficiëntie te verhogen en de emissies te beïnvloeden. Ook in industriële verbrandingsinstallaties kan stoominjectie worden gebruikt voor temperatuurscontrole en verbrandingstabiliteit.

Voordelen zijn onder meer extra vermogen bij relatief laag brandstofverbruik, verbeterde verbrandingsstabiliteit en mogelijk emissiepunten zoals NOx bij juiste afstelling. Nadelen zijn de extra kosten voor water en stoomproductie, de installatie- en onderhoudscomplexiteit, en de risico’s op corrosie of afzetting indien het systeem niet goed is ontworpen.

Zie ook: waterinjectie, STIG, stoomturbine.