Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка перспективной малоэмиссионной камеры сгорания для энергетических ГТУ

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.527.12.9013
Организация
ОАО "ВТИ"
Руководитель работ
Ольховский Гурген Гургенович
Продолжительность работ
2007 - 2009, 25 мес.
Бюджетные средства
102,5 млн
Внебюджетные средства
138 млн

Цель работы: обеспечение надежной и экономичной эксплуатации современных энергетических ГТУ с минимальным воздействием на окружающую среду.

Соисполнители

Предложения

Разработка конкурентоспособных низкоэмиссионных камер сгорания перспективных ГТУ
Тема
Разработка конкурентоспособных низкоэмиссионных камер сгорания перспективных ГТУ
Входящий номер
1056
Организация
АО "Авиадвигатель"
Руководитель организации-инициатора
Иноземцев Александр Александрович

Этапы проекта

1
27.09.2007 - 16.11.2007
В начале данной работы была разработана концепция создания малоэмиссионных камер сгорания ГТУ большой и средней мощности. С учётом концепции создана физико-математическая модель малоэмиссионной камеры сгорания. После этого были сформулированы технические предложения по схеме организации предварительного смешения топлива с воздухом и способу охлаждения жаровой трубы, по конструкции горелочного устройства, жаровой трубы, газосборника и схемы подачи топлива.
В процессе выполнения работы были проведены расчетные исследования полей скоростей для разных вариантов закручивающих устройств, определено оптимальное расположение топливораздающих трубок относительно завихрителя, а также оптимальное расположение топливораздающих отверстий на них и достаточная длина зоны смешения топлива с воздухом с целью организации эффективного предварительного смешения с осевым и радиальным завихрителем.

Проведены расчетные исследования одногорелочной камеры сгорания для ГТУ средней мощности, включающие в себя определение оптимального угла наклона входного конуса жаровой трубы для горелочного устройства с осевым завихрителем в зоне смешения и определение длинны зоны выгорания топлива в камере сгорания на режимах 100%, 50% и 0% нагрузки, с целью определения местоположения ввода вторичного воздуха. Проведены расчетные исследования камеры сгорания с импактным охлаждением жаровой трубы и с интенсификацией конвективного теплообмена со стенки жаровой трубы посредством оребрения и с комбинированной системой охлаждения жаровой трубы.
  Выполнен оценочный расчёт для разных вариантов конвективной системы охлаждения жаровой трубы.
Разработан технический профиль малоэмиссионных камер сгорания.
Разработана эскизная документация малоэмиссионных камер сгорания.
Разработана техническая документация моделей малоэмиссионных камер сгорания для ГТУ средней и большой мощности.
Изготовлены модели малоэмиссионных камер сгорания.
Развернуть
2
17.11.2007 - 31.12.2007
в процессе выполнения работы были разработань{ технические предложения по КОНС1~УКЦИИ одногорелочного экспериментального отсека для проведения в реальном дйапазоне условий работы малоэмиссионной камеры сгорания (МЭКС) сравнительных испытаний различных вариантов моделей горелочных устройств и жаровых труб. Выбран перечень измеряемых параметров, которые учитывались при разработке облика и конструкции одногорелочного отсека. Выпущена конструкторская документация 11 изготовлен экспериментальный одногорелочный отсек.
Разработана общая методика исследований по создаНИ10 МЭКС с горением «бедной» заранее перемещанной ТВС которая включает в себя этапы расчетных и экспериментальных исследований в одногорелочном отсеке при атмосферном давлении и натурных значениях параметров, натурной камере сгорания при пониженном давлении, натурной камеры сгорания при полных значениях параметров. Такая последовательность обеспечивает минимизацию затрат времени и средств на процесс доводки. При этом дово,цка осуществляется по основным характеристикам рабочего процесса МЭКС: эмиссионным, низкочастотноЙ и высокочастотной неУСТОЙЧИБОСТИ.
Проведены патентные исследования с цель выявление патентной и научно-технической информации по заданной теме для исследования уровня техники, а также охраноспособности и патентной чистоты разработок. Выявлены исследуемой области.
Для решений комплексной задачи испытаний и доводки малоэмиссионной камеры сгорания для гту средней и большой мощности была проведена модернизация стендов ЦИАМ и вти.
основные тенденции развития
техники в
Продолжены начатые в 1 этапе работы по рабочему npоектированию горелочного устройства камеры сгорания
Развернуть
3
01.01.2008 - 31.08.2008
В процессе выполнения работы по этапу 3 был спроектирован и изготовлен опытный образец малоэмиссионной камеры сгорания (МЭКС) для ГТУ большой мощности. Для проведения испытаний опытного образца МЭКС выполнено проектирование и изготовление полноразмерного отсека.
Спроектирована, изготовлена измерительная оснастка и закуплены специальные приборы для проведения испытаний. На стенде ОАО ВТИ проведён монтаж и наладка полноразмерного отсека с опытным образцом МЭКС.
На основе разработанной ранее методики доводки малоэмиссионных камер сгорания разработаны программы-методики испытаний опытного образца малоэмиссионной камеры сгорания для ГТУ большой мощности на полноразмерном отсеке на стенде ОАО ВТИ и моделей КС средней мощности на одногорелочном отсеке на стенде ФГУП ЦИАМ.
Выполнение расчетно-экспериментальных исследований опытного образца малоэмиссионной КС для ГТУ большой мощности (1 серия испытаний) и моделей малоэмиссионных камер сгорания для ГТУ средней мощности с целью определения:
? потерь давления в камерах сгорания в целом и в их отдельных элементах;
? пусковых характеристик;
? полноты выгорания топлива и концентраций NOx на разных режимах работы для разработки алгоритма набора нагрузки и останова;
? эффективности системы охлаждения жаровой трубы и газосборника;
? пульсаций давления при горении предварительно перемешанных топливовоздушных смесей;
? температурного поля за камерой сгорания.
Проведена обработка и анализ результатов расчетно-экспериментальных исследований. Выбран вариант моделей КС средней мощности для разработки опытного образца и намечены мероприятий по дальнейшей доводке опытного образца малоэмиссионных камер сгорания для ГТУ большой мощности.
Развернуть
4
01.09.2008 - 31.12.2008
В процессе выполнения работы по этапу 4 были проведены экспериментальные исследования опытного образца малоэмиссионной КС для ГТУ большой мощности (2 серия испытаний) с целью получения требуемых характеристик: выбросов NOx; полноты сгорания топлива; потерь давления в камер сгорания; пусковых характеристик; температуры металла жаровой трубы и газосборника; пульсаций давления; температурного поля за камерой сгорания.
Выполнена обработка, анализ результатов испытаний и корректировка конструкторской документации малоэмиссионной КС для ГТУ большой мощности.
Разработан алгоритм набора нагрузки и останова ГТУ большой мощности.
Спроектирован полноразмерный отсек для доводочных испытаний опытного образца малоэмиссионной камеры сгорания для ГТУ средней мощности.
Проведено рабочее проектирование систем подвода топлива к камерам сгорания для проведения испытаний на ГТУ большой мощности и рабочее проектирование камеры сгорания для ГТУ большой мощности
Развернуть
5
01.01.2009 - 31.08.2009
Выполнен монтаж полноразмерного отсека для доводочных испытаний опытного образца малоэмиссионной камеры сгорания для ГТУ средней мощности. Проведены доводочные испытания опытных образцов. Разработаны программы-методики доводочных испытаний малоэмиссионной камеры сгорания в составе ГТУ.Подготовлены к испытаниям малоэмиссионные камеры сгорания на двигателях. Доработана система автоматического управления и вспомогательных систем ГТУ для работы с малоэмиссионной камерой сгорания. Изготовлена система подвода топлива к камерам сгорания для проведения испытаний на двигателе. Выполнен монтаж систем подвода топлива к камерам сгорания для проведения испытаний на двигателе. Разработана и изготовлена экспериментальная система замеров основных характеристик малоэмиссионных камер сгорания.
Развернуть
6
01.09.2009 - 31.10.2009
Разработаны программы и методики приёмочных испытаний.Проверена конструкция малоэмиссионной камеры сгорания на патентную чистоту и конкурентоспособность, оформлены заявки на изобретения.Проведены работы по обеспечению технологичности конструкции изделия. Приняты основные принципиальные решения по технологичности конструкции и совершенствованию условий выполнения работ при производстве, эксплуатации и ремонте, выпущена необходимая технологическая документация. Произведен анализ конструкции камеры сгорания на технологичность с учётом отзывов предприятий-изготовителей.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

2.7 Проведение опытно-конструкторских и опытно-технологических работ по тематике, предлагаемой бизнес-сообществом
Тема
Разработка перспективной малоэмиссионной камеры сгорания для энергетических ГТУ.
Продолжительность работ
2007 - 2009, 25 мес.
Бюджетные средства
105 млн
Количество заявок
1
Тема
Исследования процессов низкотемпературного горения применительно к малотоксичным камерам сгорания перспективных стационарных энергетических установок.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
6 млн
Количество заявок
3
Тема
Развитие технологии каталитического сжигания углеводородных топлив и разработка опытно-промышленной каталитической камеры сгорания энергетической газотурбинной установки (ГТУ).
Продолжительность работ
2007 - 2008, 15 мес.
Бюджетные средства
100 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка методов автоматической (интеллектуальной) диагностики энергетического оборудования тепловых и атомных электростанций с использованием вихретоковых датчиков с целью повышения его надежности и экономичности.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 14 мес.
Бюджетные средства
14 млн
Количество заявок
2
Тема
Исследования и разработки перспективных технологий и электротехнического оборудования для повышения пропускной способности, экономичности и надежности систем передачи электроэнергии.
Продолжительность работ
2007 - 2008, 15 мес.
Бюджетные средства
100 млн
Количество заявок
1