Инколой 800HT турбинный переходной воздуховод Однокамерный выходной переходной участок для газовой турбины GE LM2500

Видео

Переходной раздел: ключевой мост, соединяющий камеру сгорания и турбину

Форма переходной секции обычно представляет собой постепенно изменяющуюся трубу. Ее площадь поперечного сечения постепенно увеличивается от компрессора до камеры сгорания. Это связано с тем, что скорость и давление воздушного потока на выходе компрессора высоки, и необходимо уменьшить скорость воздушного потока за счет увеличения площади поперечного сечения, чтобы воздух мог лучше смешиваться с топливом и гореть стабильно в камере сгорания. Длина переходной секции варьируется в зависимости от общей конструкции и требований к производительности газовой турбины. Обычно длина должна учитывать равномерный переход воздушного потока и минимизацию потерь давления.

Так как переходной секции нужно выдерживать высокую температуру и давление, особенно переходной секции от выхода камеры сгорания к турбине, она должна противостоять воздействию высокотемпературных продуктов сгорания. Поэтому обычно используются материалы, устойчивые к высоким температурам, такие как никелевые сплавы. Что касается технологического процесса, может использоваться технология точной литья для обеспечения того, чтобы внутренняя поверхность была гладкой и снижала аэродинамическое сопротивление потока воздуха. При этом некоторые переходные секции также могут иметь конструкцию с внутренними охлаждающими каналами для снижения температуры компонентов путем подачи охлаждающего воздуха, что гарантирует их структурную целостность и стабильную работу в условиях высоких температур.

Во время перехода от компрессора к камере сгорания основная функция заключается в регулировании скорости и давления потока воздуха. Скорость воздушного потока на выходе из компрессора высока, тогда как камера сгорания требует относительно низкоскоростного воздушного потока для обеспечения достаточного смешивания и стабильного горения топлива и воздуха. Переходной участок снижает скорость воздушного потока, и давление изменяется соответственно для соответствия требованиям входа в камеру сгорания благодаря постепенно меняющейся площади поперечного сечения. От камеры сгорания к турбине переходной участок должен позволять высокотемпературному и высокоскоростному газу равномерно входить в турбину, чтобы обеспечить эффективное извлечение энергии газа турбиной.  

Проектирование переходного сечения критически важно для обеспечения равномерного потока воздуха. В газовой турбине как смешивание топлива и воздуха в камере сгорания, так и рабочий процесс газа в турбине требуют равномерного распределения воздушного потока. Неравномерный воздушный поток может привести к проблемам, таким как неполное сгорание, локальный перегрев или неравномерная нагрузка на лопатки турбины. Переходное сечение направляет воздушный поток для равномерного протекания через специальные внутренние структуры, такие как направляющие лопасти и постепенные формы стенок, тем самым улучшая производительность и надежность всей системы газовой турбины.

Секция перехода между камера сгорания и турбиной непосредственно влияет на рабочую производительность турбины. Если секция перехода не может равномерно направлять высокотемпературный газ в турбину, лопасти турбины подвергнутся неравномерным тепловым и механическим нагрузкам. Это не только снизит эффективность турбины, но также может привести к повреждению лопастей турбины и сократить срок службы газовой турбины. Кроме того, потери давления в переходной секции также повлияют на давление газа на входе в турбину, что, в свою очередь, скажется на рабочей способности турбины.