Verbrandingskamers voor gasturbines in nikkellegering 625 en titanium klasse 5 leveren betrouwbare prestaties in energiesystemen Nederland

Gasturbineverbrandingsinstallatie: de hete kern van energieomzetting

Tijdens de werking komt de door de compressor samengeperste hogedruklucht de verbrandingskamer binnen via de luchtinlaat. Een deel van de lucht wordt door de wervelaar rondgedraaid en het brandstofmondstuk spuit de brandstof in de verbrandingskamer om volledig te mengen met de roterende lucht. Dit mengproces is cruciaal voor de verbrandingsefficiëntie. Een goede menging kan ervoor zorgen dat de brandstof in de kortst mogelijke tijd volledig verbrandt en een grote hoeveelheid warmte-energie vrijgeeft.

De verbrandingskamer moet bestand zijn tegen de extreem hoge temperaturen die tijdens het verbrandingsproces worden gegenereerd. Om deze uitdaging aan te gaan, worden naast het gebruik van hittebestendige materialen ook een reeks koeltechnologieën gebruikt. Door bijvoorbeeld koelkanalen op de verbrandingskamerwand te ontwerpen, wordt er koellucht ingebracht om de wandtemperatuur te verlagen. Tegelijkertijd kunnen thermische barrièrecoatings de warmteoverdracht van het brandstofgas naar de verbrandingskamerwand effectief verminderen, waardoor de structurele integriteit en levensduur van de verbrandingskamer in omgevingen met hoge temperaturen worden gewaarborgd. 

Tijdens het verbrandingsproces moeten de drukveranderingen in de verbrandingskamer effectief worden gecontroleerd. Enerzijds is het noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de druk die door de verbranding wordt gegenereerd, de turbine effectief kan laten draaien; anderzijds is het noodzakelijk om te voorkomen dat overmatige druk schade aan de verbrandingskamerstructuur of andere veiligheidsproblemen veroorzaakt. Daarom moeten het structurele ontwerp van de verbrandingskamer en de aanpassing van de bedrijfsparameters rekening houden met drukregeling en werken ze meestal samen met het algehele controlesysteem van de gasturbine om een ​​stabiele drukomgeving te handhaven.

Startpunt van energieomzetting: De verbrandingskamer is de startschakel van energieomzetting in de gasturbine. Het zet de chemische energie van de brandstof om in interne energie van gas met hoge temperatuur en hoge druk door middel van verbranding, wat een energiebron biedt voor het daaropvolgende werk van de turbine. Als de prestaties van de verbrandingskamer slecht zijn, zoals onvolledige verbranding of lage energieomzettingsefficiëntie, zal dit direct van invloed zijn op het uitgangsvermogen en de efficiëntie van het gehele gasturbinesysteem.
Impact op systeemstabiliteit: De werkstatus van de verbrandingskamer heeft direct invloed op de stabiliteit van het gasturbinesysteem. Een stabiel verbrandingsproces kan ervoor zorgen dat de gasturbine soepel kan werken onder verschillende bedrijfsomstandigheden (zoals verschillende belastingen, snelheden, enz.). Als de verbrandingskamer daarentegen problemen heeft zoals onstabiele verbranding, vlamdoving of terugslag, kan dit ervoor zorgen dat de gasturbine meer trilt, het uitgangsvermogen fluctueert en zelfs systeemstoringen en veiligheidsongelukken veroorzaakt.