11.Ступенчатое сжигание топлива в кс гту, использование обедненной газовой смеси. Схемы и режимы работы кс типа dln. Тепловой расчет кс гту и её характеристики.

DLN (Dry Low NOx – сухие низкие NOx). Некоторые фирмы маркируют эти КС – DLE (Dry Low Emissions).

1-наружные кольцевые горелки первичной зоны сгорания;2-центральная горелка вторичной зоны горения

Двухступенчатая камера сгорания с предварительным смешением топлива и воздуха. Способна работать как на газообразном, так и на жидком топливе.

Четыре основных компонента:

-система впрыска топлива

- пламенная труба

- сопло Вентури,

-центральная секция пламенной трубы.

Они образуют две ступени КС.В режиме предварительного приготовления топливной смеси первая ступень КС служит для тщательного перемешивания топлива с воздухом и получения однородной бедной, несгоревшей топливовоздушной смеси для подачи её во вторую ступень КС.

Режимы работы камеры сгорания типа DLN

Режим I(первичный) – зажигание топлива, набор частоты вращения ГТУ, работа под нагрузкой-20%от номинальной. Смесь воздух+топлива поступает только в горелки первой ступени, где топливо и сгорает.

Режим II(обедненный-обедненный) – ГТУ работает в интервале нагрузки, равной 20-39% от номинальной. Смесь воздуха и топлива подается в обе ступени КС и горение осуществляется в этих двух ступенях.

Режим III(вторичный) – нагрузка – 40% от номинальной. Смесь воздуха и топлива поступает только во вторую ступень КС.

Режим IV (предварительного смешения) – нагрузка 41-100% от номинальной. Смесь воздуха и топлива подается в обе ступени КС, но горение происходит только во второй её ступени, где сгорает все топливо.

Возможен автоматический переход в одного вида топлива на другой.

Эффективность КС типа DLN изменяется в зависимости от нагрузки.

Недостатки:

С переходом на метод предварительного смешения, возрастает значение самовозгорания в КС. Возможен проскок пламени в случае внезапного воспламенения смеси в тракте перед горелкой. Высокая объемная плотность мощности и незначительная масса горелки уже в несколько секунд после обратного удара пламени приводит к пережогу и отказу горелки.

Возможны возникновения нестабильности пламени и пульсации давления.

Для горелок типа DLN имеет место ограничения объемной концентрации СН₄ в газе до 85%.

Стоимость КС с горелками DLN cоставляет до 10% общей стоимости энергетической ГТУ.

Тепловой расчет КС ГТУ

Тепловой расчет КС обычно начинают с уточнения характеристик сжигаемого топлива. Определяют или принимают по справочным данным его низжишую теплоту сгорания, теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1кг топлива L₀, кг/кг, а также количества: трехатомных газов, водяных паров, азота, кислорода.

1. Определяют массовые доли каждого компонента продуктов сгорания:

L_г-количество продуктов сгорания, кг/кг

2. Коэффициент избытка воздуха в КС ГТУ

3. Общее количество воздуха поступающего в КС

4. Количество чистых продуктов сгорания (ЧПС)

5. Избыточное количество воздуха

6. Массовая доля воздуха в газовой смеси

7. Массовая доля чистых продуктов сгорания

8. Общий тепловой баланс КС

G_КС, G_НТ- расход, кг/с, соответственно воздуха после компрессора, поступающего в КС, и расход газов на входе в ГТ;

B_ГТ- расход сжигаемого в КС топлива, кг/с;

η_КС-коэффициент полноты сгорания сгорания топлива;

h_КК, h_ТП, h_П.h_НТ- энтальпии, кДж/кг, соответственно сжатого воздуха за компрессором, подогретого топлива, распыливающего агента(пара) и газов на входе (в начале) в ГТ;

g_ВПР- доля распыливающего агента (пара),кг пара/кг топлива.

Применительно к 1 кг сжигаемого топлива (g_впр=0) имеем:

9. Расход топлива, поступающего в КС ГТУ