СПОСОБ СЖИГАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ТОПЛИВА В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ И КАМЕРА СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 1995 года по МПК F23R3/34 

Описание патента на изобретение RU2042886C1

Изобретение относится к газотурбостроению, в частности к камерам сгорания газотурбинных установок и газотурбинных двигателей.

Известны способы сжигания органического топлива в камерах сгорания газотурбинных установок и двигателей [1]
Недостатком этих способов является низкая экологичность из-за наличия в продуктах сгорания газообразных вредных примесей.

Наиболее близким к изобретению является способ сжигания органического топлива в камере сгорания газотурбинных двигателей [2]
Недостатком такого способа является относительно низкая степень регулирования процесса сжигания.

Предлагаемый способ сжигания органического топлива в камере сгорания газотурбинной установки и устройство для его реализации решает задачу степени регулируемости процесса сжигания, повышения экологичности при сохранении высокой экономичности процесса.

В предлагаемом способе указанные преимущества достигаются путем осуществления дожигания топлива по меньшей мере в две стадии, причем неполное сжигание топлива производят с коэффициентом избытка окислителя, равным 0,4-0,8, а дожигание с возрастающим коэффициентом избытка окислителя, равным не менее 0,6 при первой стадии дожигания.

Подачу топлива, воздуха и водяного пара при неполном сжигании осуществляют по оси камеры сгорания, а при дожигании с возрастанием угла к оси до 90о.

Охлаждение стенок жаровой трубы осуществляют посредством дополнительного вдува воздуха, водяного пара или их смеси через стенку в зоны горения и дожигания.

Предлагаемое устройство решает поставленную задачу тем, что камера сгорания снабжена по меньшей мере одним дополнительным горелочным устройством, установленным в зоне дожигания, причем горелочные устройства, расположенные в зоне неполного сгорания, размещены по оси камеры, а в зоне дожигания смещены по длине жаровой трубы и размещены под разными углами наклона к ее оси.

Стенки жаровой трубы могут быть выполнены пористыми и сообщены с трубопроводами водяного пара.

На чертеже изображена конструктивная схема камеры сгорания газотурбинной установки, в которой реализуется предлагаемый способ.

Камера сгорания включает корпус 1, жаровую трубу 2, горелочные устройства 3, зону 4 горения, зоны 5 дожигания, воздуховод 6, трубопроводы 7 топлива, трубопроводы 8 водяного пара и регулирующую арматуру (не показана).

Способ осуществляется следующим образом.

Воздух поступает в корпус 1 камеры сгорания, в котором размещены жаровые трубы, часть воздуха направляется в горелочные устройства 3, расположенные с торца по оси жаровой трубы 2. Одновременно в горелочные устройства 3 поступает топливо по трубопроводам 7 и водяной пар по трубопроводам 8. В горелочных устройствах 3 происходит смешение всех компонент: воздуха, топлива и водяного пара в соответствующих пропорциях регулированием арматурой расхода топлива и водяного пара с таким расчетом, чтобы обеспечить в зоне 4 горения коэффициент избытка воздуха 0,4-0,8 и наименьший выход оксидов азота. Далее продукты неполного сгорания топлива поступают последовательно в зоны 5 дожигания топлива, где за счет подвода в эти зоны дополнительных количеств воздуха, топлива и водяного пара, вводимых через подобные горелочные устройства 3, расположенные по окружности жаровой трубы 2, смещенные по длине последней и размещенные под разными углами наклона к оси жаровой трубы 2. Коэффициент избытка воздуха по зонам 5 дожигания топлива постоянно возрастает для обеспечения полного сжигания топлива. Количество вводимых в зоны 5 дожигания всех компонент (воздуха, топлива и водяного пара) диктуется задаваемой температурой продуктов сгорания на выходе из камеры сгорания, расходом их и минимальной токсичностью. Возможность подачи топлива в зоны дожигания позволяет обеспечивать высокую степень регулируемости процесса горения, получать широкий диапазон изменения нагрузок камеры сгорания, а также достичь максимальных экономического и экологического эффектов.

Похожие патенты RU2042886C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ТОПЛИВА В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК И ДРУГИХ ТОПЛИВНЫХ УСТРОЙСТВАХ 1994
  • Ридер К.Ф.
  • Хохлов Л.К.
RU2122684C1
СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В РАБОТУ В ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКЕ И ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА 1992
  • Хохлов Лев Кузьмич
  • Пикин Михаил Александрович
  • Хохлов Александр Львович
RU2057960C1
ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА 1993
  • Хохлов Лев Кузьмич
  • Пикин Михаил Александрович
  • Хохлов Александр Львович
RU2053399C1
ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА 1992
  • Хохлов Лев Кузьмич
  • Пикин Михаил Александрович
  • Хохлов Александр Львович
RU2044145C1
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2012
  • Шмелев Владимир Михайлович
  • Рощин Александр Викторович
  • Арутюнов Владимир Сергеевич
  • Захаров Александр Алексеевич
  • Рахметов Аян
RU2493491C1
КАМЕРА СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 2009
  • Моисеев Валерий Андреевич
  • Шлейников Николай Вячеславович
  • Бурцев Геннадий Николаевич
  • Рунько Виктор Викторович
  • Клокотов Юрий Николаевич
RU2414649C2
КАМЕРА СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ 1993
  • Юнкер Борис Мартынович
  • Прянишников Василий Александрович
  • Юнкер Михаил Борисович
RU2027044C1
ТРУБЧАТО-КОЛЬЦЕВАЯ КАМЕРА СГОРАНИЯ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ 1998
  • Токарев В.В.
  • Кириевский Ю.Е.
RU2141078C1
ТРУБЧАТО-КОЛЬЦЕВАЯ КАМЕРА СГОРАНИЯ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ 1998
  • Токарев В.В.
  • Кириевский Ю.Е.
RU2151960C1
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА В ЭНЕРГОУСТАНОВКАХ 2013
  • Шмелев Владимир Михайлович
  • Арутюнов Владимир Сергеевич
  • Захаров Александр Алексеевич
  • Рахметов Аян
RU2529291C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 042 886 C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ СЖИГАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ТОПЛИВА В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ И КАМЕРА СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ

Использование: в газотурбостроении. Сущность изобретения: повышение степени регулируемости процесса горения, получение широкого изменения нагрузок камеры сгорания и достижение высокой экономичности процесса сжигания топлива достигается сжиганием топлива в зоне неполного горения и в зонах дожигания путем регулируемых подачей топлива и водяного пара с установлением коэффициента избытка окислителя в зоне горения α от 0,4 до 0,8, а в зонах дожигания от 0,6 и выше до полного сжигания. Количество вводимых в зоны дожигания топлива, воздуха и водяного пара определяется задаваемой температурой продуктов сгорания на выходе из камеры сгорания, расходом их и максимальной токсичностью. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 042 886 C1

1. Способ сжигания органического топлива в камере сгорания газотурбинной установки, включающий подачу в жаровую трубу воздуха и водяного пара для неполного сгорания топлива и последующее его дожигание, отличающийся тем, что дожигание топлива осуществляют по меньшей мере в две стадии, причем неполное сжигание топлива производят с коэффициентом избытка окислителя 0,4 0,8, а дожигание в обеих стадиях с возрастающим коэффициентом избытка окислителя и не менее 0,6 при первой стадии дожигания. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу топлива, воздуха и водяного пара при неполном сжигании осуществляют по оси камеры сгорания, а при дожигании с возрастанием угла до 90o. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют охлаждение стенок жаровой трубы посредством дополнительного вдува и водяного пара или их смеси через стенки в зоны горения и дожигания. 4. Камера сгорания газотурбинной установки, содержащая корпус, жаровую трубу, горелочные устройства, установленные в зоне горения и в зоне дожигания по окружности жаровой трубы, подключенные к ним трубопроводы топлива и водяного пара и воздуховод, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере одним дополнительным горелочным устройством, установленным в зоне дожигания, причем горелочные устройства, расположенные в зоне неполного горения, размещены по оси камеры, а в зоне дожигания смещены по длине жаровой трубы и размещены под разными углами наклона к ее оси. 5. Камера по п.4, отличающаяся тем, что стенки жаровой трубы выполнены пористыми и сообщены с трубопроводами водяного пара.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2042886C1

Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Патент США N 4893418, кл
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Способ изготовления алюминиевого экрана для кинематографа 1925
  • Байков А.И.
SU1940A1

RU 2 042 886 C1

Авторы

Хохлов Лев Кузьмич

Зейгарник Юрий Альбертович

Даты

1995-08-27Публикация

1992-12-23Подача