Komory spalania turbiny gazowej ze stopu niklu 625 i tytanu klasy 5 zapewniające niezawodną wydajność w systemach energetycznych Polska

Komora spalania turbiny gazowej: gorące jądro konwersji energii

Podczas pracy, powietrze pod wysokim ciśnieniem sprężone przez sprężarkę dostaje się do komory spalania przez wlot powietrza. Część powietrza jest obracana przez wirownik, a dysza paliwowa rozpyla paliwo do komory spalania, aby całkowicie wymieszać się z obracającym się powietrzem. Ten proces mieszania jest kluczowy dla wydajności spalania. Dobre mieszanie może sprawić, że paliwo spali się całkowicie w najkrótszym czasie i uwolni dużą ilość energii cieplnej.

Komora spalania musi być w stanie wytrzymać ekstremalnie wysokie temperatury generowane podczas procesu spalania. Aby sprostać temu wyzwaniu, oprócz stosowania materiałów odpornych na wysokie temperatury, stosuje się również szereg technologii chłodzenia. Na przykład poprzez zaprojektowanie kanałów chłodzących na ścianie komory spalania, wprowadza się powietrze chłodzące w celu obniżenia temperatury ściany. Jednocześnie powłoki bariery termicznej mogą skutecznie zmniejszyć przenoszenie ciepła z gazu opałowego do ściany komory spalania, zapewniając w ten sposób integralność strukturalną i żywotność komory spalania w środowiskach o wysokiej temperaturze. 

Podczas procesu spalania zmiany ciśnienia wewnątrz komory spalania muszą być skutecznie kontrolowane. Z jednej strony konieczne jest zapewnienie, że ciśnienie generowane przez spalanie może skutecznie napędzać turbinę do obrotu; z drugiej strony konieczne jest zapobieganie, aby nadmierne ciśnienie nie powodowało uszkodzeń struktury komory spalania lub innych problemów bezpieczeństwa. Dlatego konstrukcja komory spalania i regulacja parametrów roboczych muszą uwzględniać kontrolę ciśnienia i zwykle działają w połączeniu z ogólnym systemem sterowania turbiny gazowej, aby utrzymać stabilne środowisko ciśnieniowe.

Punkt początkowy konwersji energii: Komora spalania jest początkowym ogniwem konwersji energii w turbinie gazowej. Przekształca energię chemiczną paliwa w energię wewnętrzną gazu o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu poprzez spalanie, zapewniając źródło zasilania dla późniejszej pracy turbiny. Jeśli wydajność komory spalania jest słaba, np. niepełne spalanie lub niska wydajność konwersji energii, będzie to miało bezpośredni wpływ na moc wyjściową i wydajność całego układu turbiny gazowej.
Wpływ na stabilność systemu: Stan roboczy komory spalania ma bezpośredni wpływ na stabilność systemu turbiny gazowej. Stabilny proces spalania może zapewnić, że turbina gazowa będzie działać płynnie w różnych warunkach pracy (takich jak różne obciążenia, prędkości itp.). Z drugiej strony, jeśli komora spalania ma problemy, takie jak niestabilne spalanie, wygaszanie płomienia lub cofanie się płomienia, może to powodować większe wibracje turbiny gazowej, wahania mocy wyjściowej, a nawet może powodować awarie systemu i wypadki związane z bezpieczeństwem.