ВНХ-Энерго проводит исследования по созданию технологии сжигания сверхбедной топливной смеси

Многие задачи из области газотурбинных установок (ГТУ) сводятся к необходимости сжигания сверхбедных смесей топлива и окислителя. Это исключает выбросы NOx, снижает удельный расход топлива. В больших энергетических турбинах (ГТЭУ), работающих на ТЭЦ по парогазовому циклу, используется вспрыск водяного пара в камеру сгорания (КС). На бортовых установках, двигателях (ГТД), газокопрессорных станциях (ГКС) это невозможно и имеются серьезные проблемы со сжиганием бедных смесей. Установки имеют узкий диапазон регулировки. Аналогичная проблема существует и в установках сверхкритического водного окисления (СКВО), из реакторов которых истекает сверхбедная смесь, наполовину состоящая из азота и водяного пара, к тому же, находящаяся в сверхкритическом состоянии, что чрезвычайно затрудняет её утилизацию в турбине или дожигание в традиционной камере сгорания.

ООО «ВНХ-Энерго» планирует проведение исследований по разработке технологии сжигания сверхбедной топливной смеси (ТС) в присутствии холодной неравновесной плазмы, созданию малоэмиссионной камеры сгорания (МЭКС). В проекте для сжигания сверхбедных и «трудных» смесей применяется интенсификация (увеличение скорости) горения за счет генерации в КС «холодной» неравновесной плазмы. Технология будет позволять использовать для сжигания в КС сверхбедные ТС, что увеличит КПД и исключит NOx. При этом сужения диапазона регулировки турбины не предполагается.

Что уже сделано для решения поставленной проблемы: проведены эксперименты, выявившие механизм увеличения скорости горения за счет уменьшения времени образования свободных радикалов в топливной смеси в присутствии жесткого УФ излучения; получен опыт сжигания бедной ТС; выбран наиболее экономичный способ увеличения скорости горения за счет введения в область горения холодной неравновесной плазмы (ХНП); произведено измерение скорости сгорания бедной топливной смеси в присутствии холодной неравновесной плазмы.

Риски, которые возможны: неизвестно, приведет ли увеличение скорости горения к возможности сжигания сверхбедных ТС, удастся ли обеспечить такое сочетание температуры  и давления сгорания и коэффициента избытка окислителя, что NOx не будут образовываться, а удельный расход топлива будет находиться в заданных пределах.

Выполнение проекта позволит освоить выпуск МЭКС, которые позволят размещать ГТЭУ произвольно в пределах городской застройки, снизить удельный расход топлива ГТЭУ и ГТД.