|
Камера дожигания работает следующим образом.
После запуска и выведения газотурбинного двигателя на заданный режим разжигаются воспламенители 6 и подается топливный газ в коллектор центрального фронтового устройства 1. Горение топлива в дежурной зоне контролируется термопарами 7 и термогребенкой 8. При устойчивом горении топливо подается в коллекторы фронтовых устройств 2, расположенных выше и ниже от центрального, и далее последовательно разжигаются фронтовые устройства, примыкающие к зоне горения. Воспламенение топлива во фронтовых устройствах 2 происходит от горящих соседних устройств, чему способствует горение за вертикальными уголками 3 и эшелонирование фронтовых устройств по потоку. Устойчивость горения в КД отслеживается термогребенкой 8, фотодатчиками и визуально посредством видеокамер. Подключение и регулирование фронтовых устройств КД осуществляется автоматически системой управления.
Радиальная эпюра температуры выхлопных газов перед котлом измеряется гребенкой термопар 8, в которой отдельные группы термопар, расположенные в следе за фронтовыми устройствами, определяют уровень локальной температуры выхлопного газа и, следовательно, загрузку каждого устройства. По этим температурам и по заданному алгоритму система регулирования перераспределяет топливо по контурам КД.
Таким образом, благодаря применению в КД фронтовых устройств в виде отдельных модулей облегчается их монтаж и обслуживание, снижаются до минимума температурные напряжения в конструкции и гидравлические потери в газоходе, а многоконтурная подача топливного газа позволяет получить требуемую неравномерность температурного поля перед котлом-утилизатором на всех режимах работы ГТД. С целью осуществления заявленного изобретения для отработки процесса горения в КД был изготовлен отсек с поперечным сечением 400?400 мм, который представлял ~1/100 часть центрального фронтового устройства натурной камеры дожигания и состоял из горизонтального уголкового стабилизатора с топливным коллектором внутри уголка и вертикального стабилизатора с трубкой подачи топлива на его наружную поверхность (перед уголком). Кроме того, было установлено еще одно фронтовое устройство относительно центрального (эшелонирование).
Отсек был укомплектован штатным воспламенителем топлива, устанавливаемым в дежурном фронтовом устройстве. Для выполнения условий подачи воздуха в воспламенитель моделировалось положение воспламенителя относительно фронтового устройства.
Для получения требуемой температуры воздуха на входе в отсек использовался стендовый подогреватель воздуха (камера сгорания, работающая на керосине).
Цель экспериментов:
- оценка параметров воспламенителя, обеспечивающих надежный розжиг фронтового устройства КД;
- проверка устойчивости горения во фронтовом устройстве при крайних возможных параметрах воздуха на входе в отсек и различных расходах топлива;
- оценка влияния конструктивных параметров на стабилизацию пламени;
- исследование переброса пламени между соседними фронтовыми устройствами.
На первом этапе экспериментов отказались от полного моделирования элементов камеры дожигания. Результаты экспериментальных исследований показали следующее.
Горение газа в отсеке камеры дожигания устойчивое, вибрационное горение во всем исследованном диапазоне отсутствует.
Одной из важных задач при испытании отсека была проверка переброса пламени между соседними фронтовыми устройствами.
Для проведений таких испытаний вертикальный стабилизатор был укорочен в 1,5 раза. При этом полностью моделировалась геометрия фронтового устройства в масштабе 1:1,5, а около верхней стенки размещался в указанном масштабе дополнительный горизонтальный стабилизатор с топливным коллектором, имитирующий соседнее фронтовое устройство.
Выполненные испытания отсека позволили подтвердить основные положения проектирования БДУ, а также разработать дополнительные мероприятия, позволяющие повысить надежность работы БДУ в широком диапазоне эксплуатационных режимов работы двигателя в условиях Лидской ТЭЦ республики Беларусь.
|