Brennerkamre i Inconel 617 og Hastelloy X for luftfartsgasturbiner

Video

Gasturbinebrenner: Det varme kjernen i energikonvertering

Under drift trekker kompressoren høytrykksluft inn i forbreningskammeren gjennom luftinlett. En del av luften roteres av swirleren, og brånen spruter brønnen inn i forbreningskammeren for å blandes fullstendig med den rotende luften. Denne blandingsprosessen er avgjørende for forbrennings-effektiviteten. God blanding kan gjøre at brønnen forbrennes fullstendig i kortest mulig tid og frigjør en stor mengde varmeenergi.

Forkjæringskammeret må kunne motstå de ekstremt høye temperaturer som oppstår under forkjæringsprosessen. For å møte denne utfordringen bruker man, i tillegg til materialer som tåler høy temperatur, også en rekke kjølingsteknologier. For eksempel ved å designe kjølekanaler i veggene på forkjæringskammeret, innføres kjøleluft for å senke veggtemperatur. Samtidig kan varmeskyttende overflater effektivt redusere varmeoverføringen fra brännsgasene til veggene på forkjæringskammeret, noe som sikrer strukturell integritet og tjenesteliv for forkjæringskammeret i høytemperatursmiljøer.

Under forbreningsprosessen må trykkendringene inne i forbreningskammeret kontrolleres effektivt. Å ene hånd må forsikre at trykket som genereres av forbreningen kan drive turbineen til å rotere; å den andre hånd må forhindre at for høyt trykk forårsaker skader på strukturen i forbreningskammeret eller andre sikkerhetsproblemer. Derfor må strukturell design av forbreningskammeret og justering av driftsparametre ta hensyn til trykkkontroll, og vanligvis samarbeide med det generelle kontrollsystemet for gassturbinen for å opprettholde et stabilt trykkmiljø.

Startpunkt for energikonvertering: Fornøyelsen er den første lenken i energikonverteringen i gass turbineen. Den konverterer den kjemiske energien i brånet til høytemperatur, høytrykk gassintern energi gjennom forbrenning, og gir dermed en kraftkilde for turbinens etterfølgende arbeid. Hvis fornoyelsens ytelse er suboptimal, for eksempel ufullstendig forbrenning eller lav energikonverterings-effektivitet, vil det direkte påvirke utgangs effekten og effektiviteten til hele gasturbinesystemet.
Innvirkning på systemstabilitet: Arbeidsstatusen til forbreningskammeret påvirker direkte stabilitteten i gass turbine-systemet. En stabil forbreningsprosess kan sikre at gasturbinen kan fungere smertefritt under ulike driftsforhold (som forskjellige laster, fartsreguleringer osv.). Imot det, hvis forbreningskammeret opplever problemer som ustabil forbrenning, flammeslukking eller tilbakeflamming, kan dette føre til økt vibrasjon av gass turbinen, svingninger i utgangs effekten, og kan til og med forårsake systemfeil og sikkerhetsulykker.