Gasturbinförbränningskammare i nickellegering 625 och titan grad 5 ger pålitlig prestanda i energisystem Sverige

Gasturbinbrännare: den heta kärnan av energiomvandling

Under drift kommer högtrycksluft som komprimeras av kompressorn in i förbränningskammaren genom luftintaget. En del av luften roteras av virveln, och bränslemunstycket sprutar bränslet in i förbränningskammaren för att helt blandas med den roterande luften. Denna blandningsprocess är avgörande för förbränningseffektiviteten. Bra blandning kan göra att bränslet brinner helt på kortast tid och frigör en stor mängd värmeenergi.

Förbränningskammaren måste klara de extremt höga temperaturer som uppstår under förbränningsprocessen. För att möta denna utmaning, förutom att använda högtemperaturbeständiga material, används även en rad kyltekniker. Genom att till exempel designa kylkanaler på förbränningskammarväggen införs kylluft för att sänka väggtemperaturen. Samtidigt kan termiska barriärbeläggningar effektivt minska överföringen av värme från bränslegasen till förbränningskammarens vägg, och därigenom säkerställa den strukturella integriteten och livslängden för förbränningskammaren i högtemperaturmiljöer. 

Under förbränningsprocessen måste tryckförändringarna inuti förbränningskammaren kontrolleras effektivt. Å ena sidan är det nödvändigt att säkerställa att trycket som genereras av förbränningen effektivt kan driva turbinen att rotera; å andra sidan är det nödvändigt att förhindra att övertryck orsakar skada på förbränningskammarstrukturen eller andra säkerhetsproblem. Därför måste den strukturella utformningen av förbränningskammaren och justeringen av driftsparametrar ta hänsyn till tryckreglering och vanligtvis arbeta tillsammans med gasturbinens övergripande styrsystem för att upprätthålla en stabil tryckmiljö.

Startpunkt för energiomvandling: Förbränningskammaren är startlänken för energiomvandlingen i gasturbinen. Den omvandlar bränslets kemiska energi till hög temperatur, högtrycksgas intern energi genom förbränning, vilket ger en kraftkälla för det efterföljande arbetet med turbinen. Om förbränningskammarens prestanda är dålig, såsom ofullständig förbränning eller låg energiomvandlingseffektivitet, kommer det att direkt påverka uteffekten och effektiviteten för hela gasturbinsystemet.
Påverkan på systemets stabilitet: Förbränningskammarens arbetstillstånd påverkar direkt gasturbinsystemets stabilitet. En stabil förbränningsprocess kan säkerställa att gasturbinen kan fungera smidigt under olika driftsförhållanden (som olika belastningar, hastigheter etc.). Tvärtom, om förbränningskammaren har problem som instabil förbränning, släckning av lågor eller tillbakaslag kan det få gasturbinen att vibrera mer, uteffekten fluktuerar och kan till och med orsaka systemfel och säkerhetsolyckor.