טיטניום Inconel Steam Combustor תא בעירה יִשְׂרָאֵל

מבער טורבינת גז: הליבה החמה של המרת אנרגיה

במהלך הפעולה, אוויר בלחץ גבוה שנדחס על ידי המדחס נכנס לתא הבעירה דרך כניסת האוויר. חלק מהאוויר מסובב על ידי המערבולת, וחיתוב הדלק מתיז את הדלק לתוך תא הבעירה כדי להתערבב במלואו עם האוויר המסתובב. תהליך ערבוב זה חיוני ליעילות הבעירה. ערבוב טוב יכול לגרום לדלק לשרוף לחלוטין בזמן הקצר ביותר ולשחרר כמות גדולה של אנרגיית חום.

תא הבעירה חייב להיות מסוגל לעמוד בטמפרטורות גבוהות במיוחד שנוצרות בתהליך הבעירה. על מנת לעמוד באתגר זה, בנוסף לשימוש בחומרים עמידים לטמפרטורות גבוהות, נעשה שימוש גם בשורה של טכנולוגיות קירור. לדוגמה, על ידי תכנון תעלות קירור על דופן תא הבעירה, מוכנס אוויר קירור להורדת טמפרטורת הקיר. יחד עם זאת, ציפוי מחסום תרמי יכול להפחית ביעילות את העברת החום מגז הדלק לקיר תא הבעירה, ובכך להבטיח את השלמות המבנית וחיי השירות של תא הבעירה בסביבות בטמפרטורה גבוהה. 

במהלך תהליך הבעירה, יש לשלוט ביעילות בשינויי הלחץ בתוך תא הבעירה. מצד אחד, יש צורך להבטיח שהלחץ שנוצר מהבעירה יכול להניע ביעילות את הטורבינה להסתובב; מצד שני, יש צורך למנוע מלחץ יתר לגרום נזק למבנה תא הבעירה או בעיות בטיחות אחרות. לכן, התכנון המבני של תא הבעירה והתאמת פרמטרי ההפעלה צריכים לקחת בחשבון את בקרת הלחץ, ובדרך כלל לעבוד בשילוב עם מערכת הבקרה הכוללת של טורבינת הגז כדי לשמור על סביבת לחץ יציבה.

נקודת מוצא של המרת אנרגיה: תא הבעירה הוא חוליית ההתחלה של המרת אנרגיה בטורבינת הגז. הוא ממיר את האנרגיה הכימית של הדלק לאנרגיה פנימית של גז בטמפרטורה גבוהה בלחץ גבוה באמצעות בעירה, ומספק מקור כוח לעבודה שלאחר מכן של הטורבינה. אם הביצועים של תא הבעירה גרועים, כגון בעירה לא מלאה או יעילות המרת אנרגיה נמוכה, זה ישפיע ישירות על הספק התפוקה והיעילות של כל מערכת טורבינת הגז.
השפעה על יציבות המערכת: מצב העבודה של תא הבעירה משפיע ישירות על יציבות מערכת טורבינת הגז. תהליך בעירה יציב יכול להבטיח שטורבינת הגז תוכל לפעול בצורה חלקה בתנאי הפעלה שונים (כגון עומסים שונים, מהירויות וכו'). להיפך, אם בתא הבעירה יש בעיות כמו בעירה לא יציבה, כיבוי להבה או פלאשבק, זה עלול לגרום לטורבינת הגז לרטוט יותר, הספק המוצא משתנה ואף עלול לגרום לכשלים במערכת ולתאונות בטיחות.