Для эффективной работы камер сгорания газотурбинных энергоустановок, которые активно используются для выработки электричества и теплоэнергии, необходимо в течение всего процесса нагревать свежую газовоздушную смесь до температуры воспламенения. Если газа в смеси мало, а воздуха много, горение нестабильно и практически невозможно. Ученые пермского политеха предложили комбинированный способ повышения температуры топлива перед его подачей в камеру сгорания. Технология позволит установке самопроизвольно выделять большое количество тепла и электроэнергии, не принося вреда экологии. Кроме того, разработка уменьшит габариты оборудования и при этом увеличит срок службы и экономичность его работы.
Исследование опубликовано в журнале «Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника». Разработка выполнена в рамках программы академического стратегического лидерства «Приоритет-2030». Разработчики провели эксперименты в лаборатории горения кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» пермского политеха.
«Сейчас для увеличения полноты сгорания используют методы, основанные на изменении температуры или количества воздуха, который подают в горючую смесь. Но они могут привести к нежелательным последствиям, например, к снижению эффективности газотурбинной установки и уменьшению ее ресурса. Мы же предлагаем организовать подогрев смеси в теплообменнике, который будет нагреваться газами с турбины», — сообщила аспирант кафедры ракетно-космической техники и энергетических систем Алена Шилова.
«Для стабильного положения пламени в камерах сгорания газотурбинных энергоустановок нужно организовывать дополнительный подогрев до 726-926 градусов Цельсия за счет дополнительного воздуха, либо за счет дополнительного подогрева топливного газа, либо за счет одновременного подогрева обоих компонентов», — поясняет доцент кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» Пермского Политеха, кандидат технических наук Николай Бачев.
По словам разработчиков, низкотемпературное горение поможет упростить конструкцию турбины (исключая охлаждение турбины, оно необходимо при высокотемпературном горении). Разработка будет полезна для внедрения на предприятиях нефтегазовой промышленности. Новый метод подойдет для наземных систем открытого, замкнутого и комбинированного типа.
Фото к новости: Getty images
