Custom Alloy Combustor Components for Power Turbine Applications, Investment Casting and EB Welding Technology

غرفة احتراق التوربينات الغازية: النواة الساخنة لتحويل الطاقة

أثناء التشغيل، يدخل الهواء عالي الضغط الذي يضغطه الضاغط إلى غرفة الاحتراق من خلال مدخل الهواء. يدور جزء من الهواء بواسطة الدوامة، ويرش فوهة الوقود الوقود في غرفة الاحتراق ليختلط تمامًا بالهواء الدوار. تعد عملية الخلط هذه بالغة الأهمية لكفاءة الاحتراق. يمكن للخلط الجيد أن يجعل الوقود يحترق تمامًا في أقصر وقت ويطلق كمية كبيرة من طاقة الحرارة.

يجب أن تكون غرفة الاحتراق قادرة على تحمل درجات الحرارة المرتفعة للغاية الناتجة أثناء عملية الاحتراق. ولمواجهة هذا التحدي، بالإضافة إلى استخدام مواد مقاومة لدرجات الحرارة العالية، يتم أيضًا استخدام سلسلة من تقنيات التبريد. على سبيل المثال، من خلال تصميم قنوات التبريد على جدار غرفة الاحتراق، يتم إدخال هواء التبريد لتقليل درجة حرارة الجدار. في الوقت نفسه، يمكن لطلاءات الحاجز الحراري أن تقلل بشكل فعال من انتقال الحرارة من غاز الوقود إلى جدار غرفة الاحتراق، وبالتالي ضمان سلامة الهيكل وعمر خدمة غرفة الاحتراق في البيئات ذات درجات الحرارة العالية. 

أثناء عملية الاحتراق، يجب التحكم بشكل فعال في تغيرات الضغط داخل غرفة الاحتراق. من ناحية، من الضروري التأكد من أن الضغط الناتج عن الاحتراق يمكنه دفع التوربين للدوران بشكل فعال؛ من ناحية أخرى، من الضروري منع الضغط الزائد من التسبب في تلف هيكل غرفة الاحتراق أو مشاكل السلامة الأخرى. لذلك، يجب أن يأخذ التصميم الهيكلي لغرفة الاحتراق وتعديل معلمات التشغيل التحكم في الضغط في الاعتبار، وعادة ما يعمل جنبًا إلى جنب مع نظام التحكم العام للتوربين الغازي للحفاظ على بيئة ضغط مستقرة.

نقطة البداية لتحويل الطاقة: غرفة الاحتراق هي حلقة الانطلاق لتحويل الطاقة في توربين الغاز. فهي تحول الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة داخلية عالية الحرارة وعالية الضغط للغاز من خلال الاحتراق، مما يوفر مصدر طاقة للعمل اللاحق للتوربين. إذا كان أداء غرفة الاحتراق ضعيفًا، مثل الاحتراق غير الكامل أو كفاءة تحويل الطاقة المنخفضة، فسيؤثر ذلك بشكل مباشر على طاقة الإخراج وكفاءة نظام توربين الغاز بأكمله.
التأثير على استقرار النظام: تؤثر حالة عمل غرفة الاحتراق بشكل مباشر على استقرار نظام توربينات الغاز. يمكن لعملية الاحتراق المستقرة أن تضمن أن توربينات الغاز يمكن أن تعمل بسلاسة في ظل ظروف تشغيل مختلفة (مثل الأحمال المختلفة والسرعات وما إلى ذلك). على العكس من ذلك، إذا كانت غرفة الاحتراق تعاني من مشاكل مثل الاحتراق غير المستقر أو إطفاء اللهب أو الارتداد، فقد يتسبب ذلك في اهتزاز توربينات الغاز بشكل أكبر وتقلب طاقة الخرج وقد يتسبب حتى في فشل النظام وحوادث السلامة.