Камеры сгорания газотурбинных двигателей Пчёлкин Ю.М. (1014167), страница 40
Текст из файла (страница 40)
ияли в пределах 795 в !063 мы. Расход топлива составлял 7 — 50 кг ч, давление воздуха О,!5 ЛГПа. Угольная пыль с частью первичного воздуха в соотношении по массе (: ! подается по трубопроводу ( к форсунке 3. Давление воздуха на 0,02 — 0,06 ЛГПа превышает давление в камере. Топливовоздушная смесь, обтекая конус, поступает в зону горения, оставшаяся часть первичного воздуха идет по трубопроводу (( и среднему кольцевому каналу между обечайками б и 7 сначала к нижней части жаровой трубы 5, а потом, охлаждая ее, поднимается к лопаточному занихрителю 4 фронтового устройства. Вторичный воздух по трубопроводу П( и наружному кольцевому каналу движется к регулируемому соплу 8 смесителя э.
Камера работает с сучим шлакоудалением, т. е. температурный режим в зоне го. рения поддерживается на таком уровне, что на выходе из нее шлак не плавится. Основ. ная доля частичек твердого шлака уносится газовым потоком из камеры в ситему очистки, а некоторая часть оседает в шлакосборнике 10. ГГуск камеры осуществляется алек. рической свечой 1, поджигающей жидкое топливо пусковых форсунок 2. Система очистки газа от шлака имеет две ступени. К ступени грубой очистки относится !й инерционное жалюзийное устройство. Уловленнын шлак с небольшим количеством газа направляется в шлакоотделительный циклон, где шлак осаждается, а газ по трубке возвращается к очищенному в этой ступени .
отоку. Затем газы поступают в ступень тонкой очистки — турбоциклон, схема кото. рого показана иа рис. 8!. Газ с частичками шлака входит в компрессорный лопаточный аппарат 1' ротора 1, первоначально приводившегося во вращение газовым потоком, проходящим через турбинную часть лопаток ротора 1". Позднее привод осуществлялся от электромотора. Под воздействием центробежных снл твердые частички переносятся к периферии, попадают вместе с небольшим количеством газа г(Г) в щель, а затем в кольцевой газо- сборник 2, откуда газ через дополнительный циклон отсасывается и вводится в очищенный поток. Общий коэффициент очистки газа от шлака в турбоциклоне достигает 85 % при средней окружной скорости крыльчатки 50 м(с, Причем улавливаются все частицы размером более 20 мкм.
Как показали исследования, частицы менее 20 мкм не вызывают значительного изнашивания деталей проточной части газовой т! рбины и практически не снижают долго. вечности, а также надежности работы газотурбинного двигателя. Схема пылеугольной камеры сгорания с воспламенением от электрической свечи 4 Рис. 8!.
Турбоциклонный газоочиститель !62 Рис. 82. Схема пылеугольной камеры сгорания и системы шлакоудалення ГТД газо- турбовоза: о — общее схема; б — цмхлояеый гезоочмстмтель и системы сухого шлакоудалення двухступенчатой очистки газа показана на рис. 82. В корпусе камеры 1 установлена телескопическая жаровая труба 2. Каждая ее кольцевая обечайка крепится сваркой на выступах четырех продольных пилообразны пластин 3. В центре фронтоного устройства расположена комбинированная форсун. ка 5. Центральная трубка 7 закзпчиваегся пусковой форсункой жидкого топлива, одновременно являющейся и дежурной горелкой, постоянно обеспечивающей надежное поджигание и горение твердого топлива. В кольцевую полость вокруг пусковой форсункн поступает пылевоздушная смесь, закручнваемая перед входом в зову горения в результате тангенциального подвода потока б.
Первая ступень очистки К выполнена в виде жалюзийного золоуловнтеля б. Масса шлака с небольшим количеством газа по трубке У тангенциально поступает в циклон 10. Опускаясь по спирали в кольцевом зазоре, шлак оседает на дне циклона, а газ по центральной трубке А возвращается в основной поток. Вторая ступень очистки представляет собой батарею циклонов /1.
Сравнительно большой опыт эксплуатации газотурбовоза на твердом топливе показал достаточно надежную работу камеры сгорания я системы очистки газов от шлака, На рис. 83 показана схема циклонной пылеугатьной камеры сгорания с жидким шлакоудалением. Зона горения камеры футерована хромитовой обмазкой 1, нанесенной на шипы, прива1.енные к трубам системы водяного охлаждения 2. Слой изоля. ции 3 скреплен прочным корпусом 4. При пуске электрическая свеча 5 поджигает жидкое топливо (дизельное) пусковой форсунки б, при этом воздух подается по специальному каналу б.
Форсунка эта является и дежурной, факел которой стабилизирует горение пылевоздушной сь~еси 7, поступающей по шести трубопроводам 72 Основная часть первичного воздуха для горения угольной пыли подается в камеру тангенциально по трубопроводу 10 и систему четырех регулируемых клапанов б, Высоиая температура в зоне горения (малые избытки воздуха а„ж 1,05 —:1,15) определяет жидкое состояние образующегося шлака, основная масса которого по стенкам камеры стекает через отверстие !3 в шлакоприемник 17. Газы из зоны горения через горловину 11 поступают в зону смешения 1б, куда яз кольцевой полости 12 через отверстия 15 вводится вторичный воздух, подводимый к камере по трубопроводу 13.
Отводятся газы по трубопроводу 14, за камерой газы имеют температуру 973 К. Коэффициент очистки от ишака системой жидкого шлакочдаления камеры достигает 80 ',о. 6' 1[ЧЛ Рнс. 83 Схема наклонной пыле- угольной камеры сгораннн ф 13. МЕТОДИКА ПОЛНОГО РАСЧ ЕТА Изменение основных параметров рабочего тела по длине камеры сгорания схематически показано на рис. 84. На длине зоны горения г'„ характерно уменьшение средней скорости потока ш,р. что позволяет уве— личить время пребывания здесь горючей смеси. Величина О ш 'р = г-'ао 'гор где Он — суммарный массовый расход воздуха в камере, и„— удельный объем воздуха на входе в камеру сгорания; Р,р— площадь поперечного сечейия корпуса по внутреннему его диаметру ххн без площади сечения стенок жаровой трубы.
Скорость пх„, представляет собой условную величину, так как удельный объем берется по параметрам воздуха на входе в камеру, а из площади Р,р не вычитается площадь поперечного сечения зоны обратных токов, где прямое течение потока вдоль оси отсутствует. Однако это удобная средняя характеристика конструкции камеры сгорания, которая для данного класса ГТД изменяется в довольно узком диапазоне. Так же условно удобно подсчитывать среднюю скорость гв„ потока в зоне горения внутри жаровой трубы.
Она определяется по всей внутренней площади ее поперечного сечения, расходу первичного воздуха бг и удельному объему воздуха на входе в камеру ю„ = бган/оно ПРи пРоектиРовании новой констРУкции камеРы сгорания условные скорости ш,р и пг„ принимают в пределах, характерных для камер данного класса ГТД. По ним можно рассчитать исходный внутренний диаметр жаровой трубы и корпуса.
Конструкцию и условия работы камеры сгорания в целом определяет ряд важнейших параметров. Кроме скорости па воздуха на входе в камеру, скоростей га,р и пг„к ним относятся: теплонапряженность О рабочего объема; характеристики (закономерность) распределения воздуха, поступающего по длине жаровой трубы (оеар, х„,; мах,,: х,; ах); скорость еаа вторичного (охлаждающего) )ой р, ггм 4 рв игм -Г г, нг рв Рис.
84. Изменение основных параметров рабочего тела по длине камеры сгорания воздуха в зазоре между жаровой трубой и корпусом (экраном); скорость ив, воздуха в отверстиях жаровой трубы; характерные отношения длины зоны горения и полной длины жаровой трубы к ее диаметру (в',ус(.,„; ( !с(н,); относительные размеры лопаточного завихрения и т. д. В табл. 4 по данным многих выполненных конструкций камер сгорания различных классов газотурбинных двигателей приведены средние значения основных указанных величин. При создании новой камеры сгорания из общего задания на проектирование ГТД и расчета его цикла должно быть известно следующее: класс и назначение двигателя (установки); рабочее топливо и его характеристики; суммарный расход воздуха в двигателе Й,в; температура воздуха перед камерой сгорания Т;, давление воздуха перед камерой р;, температура газа за камерой Т,. Дополнительно в соответствии с техническим заданием, особыми требованиями и условиями будущей эксплуатации ГТД следует принять; коэффициент т1, полноты сгорания топлива на расчетном режиме; допустимые потери Лрх полного давления в камере; характеристику б„ неравномерности поля температур газа за камерой; предельно допустимую температуру Т.„, стенки жаровой трубы; теплонапряженность Н рабочего объема камеры; компоновочные данные, режимные характеристики, условия пуска.
В соответствии с заданием для рабочего топлива определяют ве: личины К, (.а и Т,. При наличии ГОСТа на заданное топливо им сле- 166 ч. че ". сч с» ! О сч Се 1ОЯ О 00 О 00 й ~р .Се со со Се . Со О 0 О ч 0 б (ец е.,н),ж~~сч 'Й чсеоннеж -нННВН00003 ь о » ь а чс о + а Ц о 8 % чн о ь а о х а х а о. о а. а ч х с» са о О О О а е б о Я Я О с О О О О и са х а ь о ч х Й.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
