GH4145/GH3030/GH3030 trysková přechodová trubka Jednoduchá sekce přechodu z výfuku spalovací komory pro díly plynové turbíny GE GT13E2

Video

Přechodová část: klíčové spojení mezi spalovacím komorem a turbínou

Tvar přechodové sekce je obvykle postupně se měnící trubka. Její průřezová plocha postupně roste od kompresoru ke spalovací komoře. Důvodem je, že rychlost a tlak proudění vzduchu na výstupu kompresoru jsou vysoké a je třeba snížit rychlost vzduchu zvětšením průřezové plochy, aby se vzduch lépe smíchával s palivem a stabilně ho spaloval v hořáku. Jeho délka se liší podle celkového návrhu a požadované výkonnosti plynového turbíny. Obecně řečeno by měl být jeho návrh délky zaměřen na rovnoměrný přechod vzduchu a minimalizaci ztrát tlaku.

Protože přechodová sekce musí vydržet vysokou teplotu a tlak, zejména přechodová sekce od výstupu spalovací komory ke turbíně, musí čelit erozi vysokooteplých spalovacích plynů. Proto se obvykle používají materiály odolné vysokým teplotám, jako jsou niklové slitiny. Pokud jde o výrobní proces, může být zapojena technologie přesného lití, aby se zajistilo, že její vnitřní povrch je hladký a sníží se třecí odpor vzduchového proudu. Zároveň některé přechodové sekce budou také využívat design s vnitřními chladičskými kanály, které snižují teplotu součástek pomocí zavedení chladičského vzduchu, aby se zajistila jejich konstrukční integrity a stabilní výkon v klimaticky náročném prostředí.

Během přechodu z kompresoru do spalovací komory je hlavním úkolem upravit rychlost a tlak proudícího vzduchu. Rychlost vzduchu na výstupu kompresoru je vysoká, zatímco spalovací komora vyžaduje pomalejší proudění vzduchu pro zajistění dostatečného míchání a stabilního hoření paliva a vzduchu. Přechodová část snižuje rychlost vzduchu a tlak se mění podle potřeb vstupu do spalovací komory díky postupně se měnícímu průřezu. Od spalovací komory ke turbíně musí přechodová část umožnit vysokoteplým a rychlým plynům vstoupit do turbíny rovnoměrně, aby bylo zajištěno, že turbína může efektivně extrahovat energii z těchto plynů.  

Návrh přechodového oddílu je klíčový pro zajištění rovnoměrného průtoku vzduchu. V plynovém turbinu je rovnoměrné rozložení proudění vzduchu nezbytné jak pro míchání paliva a vzduchu v spalovací komoře, tak i pro pracovní proces plynu v turbíně. Nerovnoměrné proudění vzduchu může vést k problémům, jako jsou nedostatečně proběhlé spalování, místní přehřátí nebo nerovnoměrné zatížení lopatek turbíny. Přechodový oddíl řídí proudění vzduchu tak, aby teklo rovnoměrně díky speciálním vnitřním strukturám, jako jsou vodicí vanety a postupné tvarování stěn, čímž zvyšuje výkon a spolehlivost celého systému plynové turbíny.

Přechodová část mezi spalovací komorou a turbínou přímo ovlivňuje pracovní výkon turbíny. Pokud přechodová část nemůže rovnoměrně vést vysokoteplý plyn do turbíny, lopatky turbíny budou podléhat nerovnoměrnému tepelnému a mechanickému zatížení. To nejen sníží efektivitu turbíny, ale může také poškodit lopatky turbíny a zkrátit životnost plynové turbíny. Navíc, tlaková ztráta v přechodové části bude také ovlivňovat tlak plynu na vstupu do turbíny, což ovlivní pracovní schopnost turbíny.