Создано экспериментальное горелочное устройство для первой отечественной ГТУ на метано-водородном топливе
«Силовые машины» разработали и приступили к испытаниям экспериментального горелочного устройства камеры сгорания для первой в России газотурбинной установки на метано-водородном топливе – ГТЭ-65В.
– «Силовые машины» инициировали разработку газовой турбины, которая будет использовать водород в качестве топлива. Для этого ведется разработка горелочных устройств и камеры сгорания — это основной конструктивный элемент, который требует проведения испытаний. Для этих целей используется специальный стенд, оснащенный различными датчиками для измерения температуры, пульсаций давления и других параметров, – отметил генеральный конструктор «Силовых машин» Александр Ивановский.
В качестве топлива на первых пуско-наладочных испытаниях используется метан. Оба контура подачи топлива работают хорошо, происходит стабильное горение, полученные данные соответствуют расчетным значениям. После серии экспериментов на метане в топливо будут постепенно добавлять водород, увеличивая процентное соотношение с метаном и изучая характеристики горения. По итогам испытаний планируется довести долю водорода до 90-100%.
Одна из наиболее важных частей испытываемой конструкции – жаровая труба – изготовлена из жаропрочного материала и предназначена для работы при температуре свыше тысячи градусов по Цельсию. За счет оригинальной системы подвода топлива в совокупности с высокотехнологичными датчиками удалось добиться повышенной безопасности процесса горения, что крайне важно при использовании в качестве топлива водорода.
Оригинальность разработки состоит также в том, что конструкция полностью модульная и разборная. Это позволит оперативно производить ее доработку для получения наилучших результатов. На данном горелочном устройстве будут отработаны все математические модели, что позволит точнее рассчитать камеру сгорания газовой турбины на метано-водородном топливе и минимизирует вероятность ошибки при переходе от опытной горелки к полноразмерной камере сгорания.
В ходе испытаний предстоит экспериментально подтвердить правильность выбора методики расчета горения метано-водородной смеси, разработать и проверить решения по оптимизацииконструкциигорелочного устройства для решения проблем акустических пульсаций и обеспечения требуемого уровня выбросов оксидов азота NOx. Разработку технического проекта камеры сгорания газотурбинной установки предполагается завершить в 2023 году, после чего на промышленном предприятии будет изготовлен опытный образец жаровой трубы газотурбинной установки.
Как показали предварительные исследования, использование метано-водородной смеси с долей водорода 40-50% увеличит мощность газотурбинной установки примерно на 10%. Такие энергоустановки можно будет в перспективе использовать на крупных промышленных предприятиях, для тепло и электроснабжения малых городов или жилых районов мегаполисов.
