Исследования процессов низкотемпературного горения применительно к малотоксичным камерам сгорания перспективных стационарных энергетических установок.

Объектом исследования являются низкоэмиссионные камеры сгорания стационарных газо-турбинных установок, работающие на газообразном и жидком горючем. Цель работы — разработка концепций создания низкоэмиссионной горелки малотоксичной камеры сгорания для перспективных стационарных энергетических установок.В процессе работы проведены расчетные исследования по выбору облика унифицированно-го горелочного устройства, схема организации предварительного смешения газообразного и жид-кого топлива с воздухом.Проведены расчетные исследования и разработана конструкция элементов системы конвек-тивного охлаждения жаровой трубы.Разработаны принципы организации рабочего процесса в низкоэмиссионной камере сгора-ния.

1.Разработан проект (900-013-00-00СБ) демонстратора экспериментальной малотоксичной камеры сгорания, позволяющей проводить экспериментальные исследования низкотемпературного малоэмиссионного горения в реальном диапазоне условий работы таких камер сгорания.
2.Разработан проект (900-013-10-00) низкоэмиссионной одноконтурной горелки демонстратора экспериментальной малотоксичной камеры сгорания, отличающейся низким уровнем пульсаций концентраций топлива на входе в камеру сгорания.
3.Разработан проект (ЛА1038015СБ) низкоэмиссионной двухконтурной горелки экспериментальной малотоксичной камеры сгорания, отличающейся улучшенными характеристиками устойчивости горения на переходных режимах работы.
4.Разработан проект (ЛА1038002СБ) жаровой трубы с системой струйно-конвективного охлаждения, позволяющей значительно снизить эмиссию моноокиси углерода в малотоксичной камере сгорания при горении «бедных» топливо-воздушных смесей.
5.Все перечисленные узлы и демонстратор экспериментальной малотоксичной камеры сгорания изготовлены на производстве ЦИАМ и ВТИ. (акты ЦИАМ № 900/01-06/12, № 900/01-06/13, акты ВТИ №1 и №2).
6.Для проведения экспериментальных исследований характеристик низкотемпературного малоэмиссионного горения в реальном диапазоне условий работы стенд Ц16М ЦИАМ подготовлен к проведению испытаний демонстратора малотоксичной камеры сгорания (Акт ЦИАМ № 900/01-06/14).

1. Проведены расчетные исследования эмиссии NОx в малотоксичной камере сгорания (МКС) при вариации состава и давления газа, а также вариации пульсаций концентраций топлива.
2. Исследован процесс проскока пламени в смеситель горелки и выработаны рекомендации по устранению причин этого явления.
3. Проведены расчетные и экспериментальные исследования температурного состояния элементов конструкции МКС. Исследования показали, что применение конвективных систем охлаждения с использованием ударных струй позволит поддерживать температуру наиболее нагретых элементов на уровне ниже 1000°С.
4. Проведены экспериментальные исследования характеристик и причин низкочастотного виброгорения. Разработана физическая модель низкочастотной термогидродинамической неустойчивости горения «бедных» топливовоздушных смесей в МКС. Разработаны рекомендации по ее устранению.
5. Проведены экспериментальные исследования эмиссионных характеристик экспериментальной МКС в широком диапазоне по давлению и температуре газа. Исследования продемонстрировали возможность получения весьма низких уровней эмиссии NОx и СО < 10 ppm.