Учёные конструкторского бюро «Водород СМ» Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва при активном участии специалистов АО «Силовые машины» в рамках совместной работы создали и испытали универсальную горелку для газотурбинных установок (ГТУ), сообщает 18 августа пресс-служба вуза. Создать новую горелку помогли космические технологии. Принцип организации процесса горения напоминает работу двигателя ракеты.
«Данное универсальное горелочное устройство разработано для перспективных газотурбинных установок будущего. Универсальность заключается в том, что с такой горелкой можно будет использовать на установке почти любое газообразное топливо — это и метан, метано-водородные смеси и даже 100-процентный водород, что отвечает экологической повестке «зелёной» энергетики. В дальнейшем планируется продолжить работы по расширению возможности данного горелочного устройства для сжигания синтез-газа. Кстати, это первое в России подобное горелочное устройство, способное работать на чистом водороде. За рубежом работы по переводу ГТУ на водород сейчас ведутся активно в Японии и ряде других стран, там созданы рабочие образцы, тоже идут испытания", - цитирует пресс-служба вуза начальника конструкторского бюро «Водород СМ», старшего научного сотрудника Научно-образовательного центра газодинамических исследований (НОЦ ГДИ) Самарского университета Сергея Матвеева.
По его словам, универсальная горелка в перспективе подойдёт не только для будущих установок, которые будут разрабатываться с учётом именно её характеристик и конструкции. С помощью таких горелок можно модифицировать уже имеющиеся ГТУ.
«Необходимо будет только изменять фронтовую часть камеры сгорания и систему подвода топлива - в случае использования водорода, а не переделывать всю установку, заменяя турбину, компрессор и так далее. Все необходимые технические характеристики подбираются с помощью режимных параметров», - подчеркнул начальник конструкторского бюро.
Согласно описанию устройства, размещённому на сайте Самарского университета им. Королёва, для подачи топлива в горелке используется множество маленьких сопел, и так как диаметр у них очень маленький, скорость истечения топлива получается очень большой. Далее топливо попадает в специальную перфорированную пластину и смешивается с воздухом, в результате достигается равномерное горение, что соответствует требованиям к современным газотурбинным установкам.
Отмечается ещё одна особенность горелки – «она получилась тихой, благодаря чему может увеличиться надёжность всей установки. При работе ГТУ заметный шум идёт именно от самого процесса горения, от колебания фронта пламени в камере сгорания. Эти колебания передаются на конструктивные элементы установки и порой даже могут приводить к их разрушению. Поэтому акустические характеристики камеры сгорания — это один из важных вопросов в плане надежности оборудования, чем меньше уровень акустических колебаний, колебаний давления, тем надежнее ГТУ. Ну и понятно, что чем установка работает тише, тем меньше потенциального вреда здоровью работающих на ней людей», - говорится в сообщении.
Кроме того, предварительные результаты первых испытаний устройства на различном топливе показали, что содержание опасных окислов азота NOx в продуктах сгорания значительно ниже, чем у горелок, используемых в настоящее время в составе ГТУ.
