Hastelloy C-276 Brennkammergenaue Vakuumgießung für Hochtemperaturanwendungen

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Gas Turbine Verbrennungskammer: Der heiße Kern der Energieumwandlung

Während des Betriebs dringt Hochdruckluft, die vom Kompressor komprimiert wurde, durch die Luftöffnung in die Brennkammer ein. Ein Teil der Luft wird durch den Swirler rotiert, und die Brennstoffdüse sprüht das Treibstoffgemisch in die Brennkammer, wo es sich mit der rotierenden Luft vollständig mischt. Dieser Mischprozess ist entscheidend für die Verbrennungseffizienz. Eine gute Mischung kann dazu beitragen, dass das Treibstoffgemisch in kürzester Zeit vollständig verbrannt wird und eine große Menge an Wärmeenergie freisetzt.

Die Verbrennungskammer muss in der Lage sein, die extrem hohen Temperaturen zu ertragen, die während des Verbrennungsprozesses entstehen. Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, werden neben dem Einsatz hochtemperaturfester Materialien auch eine Reihe von Kühltechnologien eingesetzt. Zum Beispiel wird durch das Design von Kühlkanälen in der Wand der Verbrennungskammer Kühlair zugeführt, um die Wandtemperatur zu senken. Gleichzeitig können thermische Barrierebeschichtungen die Wärmeübertragung vom Brenngas zur Wand der Verbrennungskammer effektiv reduzieren und so die strukturelle Integrität und den Dienstleben der Verbrennungskammer in Hochtemperaturumgebungen sicherstellen.

Während des Verbrennungsprozesses muss die Druckänderung im Brennkammerinnern effektiv kontrolliert werden. Einerseits ist es notwendig, sicherzustellen, dass der durch die Verbrennung entstehende Druck die Turbine effektiv antreiben kann; andererseits muss verhindert werden, dass ein zu hoher Druck Schäden an der Brennkammerstruktur oder andere Sicherheitsprobleme verursacht. Daher müssen bei der Gestaltung der Brennkammer und dem Einstellen der Betriebsparameter die Drucksteuerung berücksichtigt werden und arbeiten normalerweise in Zusammenhang mit dem Gesamtsteuersystem der Gasturbine, um eine stabile Druckumgebung aufrechtzuerhalten.

Anfangspunkt der Energieumwandlung: Die Verbrennungskammer ist das erste Glied der Energieumwandlung in der Gasturbine. Sie wandelt die chemische Energie des Kraftstoffs durch Verbrennung in die innere Energie eines Hochtemperatur-, Hochdruck-Gases um, das eine Energiequelle für die nachfolgende Arbeit der Turbine bereitstellt. Wenn die Leistung der Verbrennungskammer schlecht ist, zum Beispiel durch unvollständige Verbrennung oder niedrige Energieumwandlungseffizienz, wird dies direkt die Ausgangsleistung und Effizienz des gesamten Gasturbinensystems beeinflussen.
Auswirkungen auf die Systemstabilität: Der Arbeitszustand der Verbrennungskammer beeinflusst direkt die Stabilität des Gasturbinensystems. Ein stabiler Verbrennungsprozess kann sicherstellen, dass die Gasturbine unter verschiedenen Betriebsbedingungen (wie unterschiedlichen Lasten, Geschwindigkeiten usw.) reibungslos arbeitet. Im Gegenteil kann es sein, dass Probleme in der Verbrennungskammer wie instabile Verbrennung, Flamenauslöschung oder Rückbrennen auftreten, was zu verstärkten Schwingungen der Gasturbine führen, die Ausgabeleistung schwankt und möglicherweise sogar zu Systemausfällen und Sicherheitsunfällen führen kann.