Камеры сгорания и топливные форсунки в газотурбинной установке

В камерах сгорания происходит сжигание топлива и образова­ние газового потока с необходимой температурой.

Процесс горе­ния в камерах протекает с большими объемными тепловыми на­пряжениями, достигающими (22—126) ? 10⁶

дж/(м³?ч) и более.

На рис. 111 изображена схема камеры сгорания трубчатой кон­струкции. Камера состоит из цилиндрического корпуса 1, жаро­вой трубы 3 и форсунки 5.

Воздух, необходимый для сгорания топлива (первичный), по­ступает в жаровую трубу через лопаточное воздухонаправляющее устройство 4 в количестве, превышающем теоретическое расчетное в 1,1—1,2 раза. Проходя через это устройство, воздух «закручи­вается», что обеспечивает лучшее его смешение с топливом. В зоне горения температура газов достигает 2073—2273° К. Для сниже­ния температуры газов, поступающих в проточную часть турбины, до приемлемых пределов используется вторичный воздух. Вторич­ный воздух проходит по кольцевому каналу между корпусом и жаровой трубой и охлаждает их стенки: часть его поступает в жа­ровую трубу через отверстие 2, а остальная смешивается с газо­вым потоком за жаровой трубой. Общий коэффициент избытка первичного и вторичного воздуха ? = 4?8. При недостаточном ко­личестве воздуха в камере возникают зоны, где происходит непол­ное сгорание топлива, вследствие чего на стенках жаровой трубы появляется нагар в виде слоя сажи и кокса. Нагар затрудняет ох­лаждение стенок, в результате возникают местные перегревы, при­водящие к короблению и появлению трещин в жаровых трубах. Унос частиц нагара в проточную часть турбины вызывает повреж­дение лопаток.

Наибольшее распространение в судовых газотурбинных уста­новках получили прямоточные камеры сгорания трубчатой коль­цевой конструкции с одной или несколькими жаровыми трубами горизонтального или вертикального расположения.

На рис. 112 показана блочно-кольцевая камера с шестью жа­ровыми трубами диаметром каждая порядка 200 мм. Камера сго­рания состоит из корпуса 4 и крышки 2, в которую вмонтированы топливные форсунки 1 по одной на жаровую трубу 6; каждая жа­ровая труба имеет свой кожух 5, выходной газосборный патрубок 7, воздухонаправляющее устройство 9. Со стороны выхода газов камера сгорания покрыта слоем теплоизоляции 8.

В камере сгорания находится три блока зажигания 3. На входе жаровая труба имеет снаружи обтекаемую профилированную гор­ловину, внутри лопаточный завихритель первичного воздуха, ко­нический дефлектор и конический фронт. В центре завихрителя расположено отверстие для рабочей форсунки.

На рис. 113 показана камера сгорания с жаровой трубой жалюзийного типа с большим моторесурсом. Жаровая труба 2 состоит из набора конических колец, вставленных одно в другое; между кольцами образуются щели-жалюзи, по которым входит вторичный воздух. Коническая форма колец не только увеличи­вает прочность и жесткость трубы, но и улучшает ее охлаждение, так как охлажденная поверхность колец превышает поверхность, обращенную к пламени факела. Жаровую трубу и смеситель 3 монтируют в корпусе 1 камеры сгорания. Камера сгорания снаб­жена четырьмя рабочими форсунками 4, допускающими их замену м процессе эксплуатации камеры. Одна из форсунок запасная.

Топливные форсунки камер сгорания газотурбинных установок разнообразны по конструкции, но наибольшее распространение по­лучили механические, у которых распыливание топлива осуществ­ляется за счет значительного давления топлива.

На рис. 114 показана механическая двухконтурная топливная форсунка с общим соплом. Форсунка состоит из корпуса 6, сопла 11, выполненного как одно целое с завихрителем второго контура, завихрителя 10 первого контура, втулки 9, в которой смонтированы сопло и завихритель, втулки 7, разжимающей кони­ческую прокладку 8, которая устраняет протечки топлива через резьбу, дефлектора 5, фланца 4, которым форсунка крепится по месту на камере сгорания, специальных штуцеров 3 и 2 с невоз­вратными клапанами и воздушной крышкой 1 с невозвратным клапаном. Через штуцер первого контура 3 (малый ход) топливо поступает на всех режимах работы газотурбинной установки. Второй контур работает одновременно с первым контуром на тех режимах, на которых давление топлива остается выше давления включения второго контура. Давление включения второго контура в данной форсунке равно 1,75 мн/м². Охлаждение дефлектора фор­сунки осуществляется воздухом, подаваемым в полость воздуш­ной крышки; одновременно воздух ограничивает нагарообразование на торце форсунки.

На рис. 115 показана головка форсунки. Расход топлива в ней регулируется плунжером 3, шток 2 кото­рого связан с системой уп­равления газотурбинной ус­тановки. В зависимости от положения плунжера он полностью или частично перекрывает отверстие 1 для поступления топлива в сопло.

Топливная форсунка камеры сгорания газотурбинного двигателя

Топливная форсунка камеры сгорания газотурбинного двигателя содержит корпус с каналами и со штуцерами основного и дополнительного контуров подвода топлива на основное и дополнительное сопла, расположенные в головке форсунки, а также установочный фланец крепления форсунки к наружному корпусу камеры сгорания. Внутри канала основного контура размещена разделительная трубка, внутри которой расположен канал дополнительного контура. Разделительная трубка закреплена с одного конца в головке форсунки относительно корпуса неразъемным соединением. Разделительная трубка с другого конца установлена внутри корпуса с внешней стороны от установочного фланца, между штуцерами основного и дополнительного контуров, телескопически относительно стенок канала основного контура цилиндрическим выступом и контактирует одним торцом с упругим уплотнительным цилиндрическим кольцом, контактирующим наружным диаметром с корпусом форсунки, а другим торцом и внутренней поверхностью — с резьбовой заглушкой. Резьбовая заглушка телескопически установлена цилиндрическим хвостовиком в разделительной трубке и соединяет каналом и отверстиями канал дополнительного контура разделительной трубки с каналом штуцера подвода топлива дополнительного контура. Корпус форсунки между установочным фланцем и головкой покрыт теплоизоляцией и кожухом. Изобретение повышает надежность топливной форсунки путем исключения коксования топлива в ее каналах и компенсации ее тепловой деформации. 3 ил.

Изобретение относится к топливным форсункам для инжекции жидкого топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя.

Известна топливная форсунка камеры сгорания газотурбинного двигателя с воздушным распылом, в которой тонкая сплошная пелена топлива распыляется высокоскоростным потоком воздуха [Патент РФ №2107177, F 02 C 7/22, 1998].

Недостатками такой конструкции являются увеличенные габариты, а также повышенные выбросы вредных веществ на выходе из камеры сгорания вследствие неудовлетворительного распыла топлива на пониженных режимах работы газотурбинного двигателя из-за низких скоростей потока воздуха.

Наиболее близкой к предложенному изобретению является топливная центробежная двухканальная двухконтурная форсунка, содержащая корпус с фланцем крепления форсунки, а также два расположенных с внешней стороны от фланца входных топливных штуцера. На пониженных режимах работы газотурбинного двигателя топливо распыляется через сопло дополнительного контура, а на основных режимах работы включается сопло основного контура [Авиационный двухконтурный турбореактивный двигатель Д-30. Техническое описание, М., Машиностроение, 1971, стр.94, рис.94].

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является низкая надежность вследствие коксования топлива в канале малорасходного дополнительного контура, выполненного в корпусе форсунки со стороны набегающего потока воздуха с высокой температурой и тепловой деформацией.

Техническая задача, которую решает изобретение, заключается в повышении надежности топливной центробежной двухконтурной форсунки путем исключения коксования топлива в каналах форсунки и компенсации ее тепловой деформации.

Сущность изобретения заключается в том, что топливная форсунка камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус с каналами и со штуцерами основного и дополнительного контуров подвода топлива на основное и дополнительное сопла, расположенные в головке форсунки, а также установочный фланец крепления форсунки к наружному корпусу камеры сгорания, согласно изобретению дополнительно включает размещенную внутри канала основного контура разделительную трубку, внутри которой расположен канал дополнительного контура, разделительная трубка с одного конца в головке форсунки закреплена относительно корпуса неразъемным соединением, а внутри корпуса с внешней стороны от установочного фланца, между штуцерами основного и дополнительного контуров с другого конца установлена разделительная трубка телескопически относительно стенок канала основного контура цилиндрическим выступом и контактирует одним торцом с упругим уплотнительным цилиндрическим кольцом, контактирующим наружным диаметром с корпусом форсунки, а другим торцом и внутренней поверхностью — с резьбовой заглушкой, телескопически установленной цилиндрическим хвостовиком в разделительной трубке и соединяющей каналом и отверстиями канал дополнительного контура разделительной трубки с каналом штуцера подвода топлива дополнительного контура, причем корпус форсунки между установочным фланцем и головкой покрыт теплоизоляцией и кожухом.

В современных газотурбинных двигателях для повышения экономичности компрессор выполняется с высокой степенью сжатия, что приводит к существенному увеличению температуры воздуха на его выходе. Например, в современном двигателе ПС-90А температура воздуха на выходе из компрессора на некоторых режимах достигает более 600°С, что может вызвать перегрев и коксование топлива в каналах дополнительного контура с низким расходом топлива.

Так как через дополнительный канал подается топливо на режимах запуска, а на основных режимах, начиная с малого газа, включается подача топлива через основной канал, то размещение дополнительного контура внутри канала основного контура исключает коксование топлива внутри канала дополнительного контура, а коксование топлива внутри канала основного контура не происходит из-за увеличенных расходов топлива через него, в результате чего протекающее через него топливо не успевает перегреваться, чему также способствует теплоизоляция внешней поверхности корпуса форсунки между установочным фланцем и головкой.

В процессе увеличения режима работы корпус форсунки, нагреваясь от закомпрессорного воздуха, испытывает температурную деформацию, что в случае жесткого ее закрепления в корпусе может привести к поломке разделительной трубки. Однако этого можно избежать благодаря тому, что внутри корпуса с внешней стороны от установочного фланца между штуцерами основного и дополнительного контуров с другого конца разделительная трубка установлена телескопически относительно стенок основного контура цилиндрическим выступом.

Контактирование разделительной трубки одним торцом с упругим уплотнительным цилиндрическим кольцом, контактирующим наружным диаметром с корпусом форсунки, а другим торцом и внутренней поверхностью — с резьбовой заглушкой, позволяет цилиндрическому кольцу упруго деформироваться при сборке с помощью резьбовой заглушки, уплотняя разделительную трубку по торцу при увеличении осевого зазора δ между цилиндрическим хвостовиком резьбовой втулки и трубкой, что повышает надежность топливной форсунки.

За счет тепловых потоков, проходящих по корпусу форсунки, нагрев кольца может быть значительным, поэтому размещение уплотнительного кольца с внешней стороны от установочного фланца форсунки, т.е. вне зоны воздействия закомпрессорного воздуха позволяет снизить температуру этого кольца.

На фиг.1 показан продольный разрез топливной центробежной двухконтурной двухканальной форсунки. На фиг.2 представлен элемент I на фиг.1 в увеличенном виде, а на фиг.3 — элемент II на фиг.2 в увеличенном виде.

Топливная форсунка 1 камеры сгорания состоит из корпуса 2 с установочным фланцем 3, предназначенным для крепления форсунки на наружном корпусе (не показано) камеры сгорания. С внешней стороны от фланца 3 на корпусе 2 установлены штуцеры 4 и 5 подвода топлива на основной и дополнительный контуры соответственно, а с внутренней от фланца 3 стороны наружной поверхности 6 корпуса 2 установлена теплоизоляция 7, закрытая с внешней стороны от воздушной эрозии кожухом 8.

В корпусе 2 выполнен канал подвода 9 топлива основного контура, на входе соединенный с внутренним каналом 10 штуцера 4 подвода топлива основного контура, а на выходе — через наклонный канал 11, полость 12, отверстия 13, 14 и 15, распылитель 16 в головке 17 форсунки 1 — с соплом основного контура 18.

В корпусе 2 форсунки 1 внутри канала 9 основного контура установлена разделительная трубка 19, закрепленная своим внутренним концом 20 в головке 17 форсунки 1 с помощью неразъемного соединения (пайки) 21, а внешним своим концом 22, расположенным с внешней стороны от установочного фланца 3, между штуцерами 4 и 5 подвода топлива на основной и дополнительный контуры, с помощью цилиндрического выступа 23 телескопически установлена в канале 9 и контактирует торцом 24 с упругим уплотнительным цилиндрическим кольцом 25, выполненным из неметаллического материала, например терморасширенного графита, сохраняющего работоспособность без доступа кислорода до 900°С. Цилиндрическое упругое кольцо 25 своей внешней поверхностью 26 контактирует с наружной поверхностью 27 канала 9, а внутренней 28 и боковой 29 поверхностями — с резьбовой заглушкой 30, закрепленной в корпусе 2 с помощью резьбы 31 и телескопически установленной с помощью цилиндрического хвостовика 32 в разделительной трубке 19, соединяющей на входе каналом 33 и отверстиями 34 и 35 внутреннюю полость 36 штуцера 5 подвода топлива на дополнительный контур с осевым внутренним каналом 37 разделительной трубки 19, на выходе соединенный через втулку 38, переходник 39 и распылитель 40 с соплом 41 дополнительного контура.

Работает данное устройство следующим образом.

При запуске камеры сгорания газотурбинного двигателя в центробежной форсунке 1 топливо подается в штуцер 5 подвода топлива на дополнительный контур.

Топливо, протекая по каналу 37 разделительной трубки 19, распыляется с помощью распылителя 40 и сопла 41 дополнительного контура.

С увеличением режима работы топливо начинает поступать и в штуцер 4 подвода топлива на основной контур, откуда по кольцевому каналу 9 вокруг трубки 19, через наклонный канал 11, полость 22, отверстия 13, 14 и 15 поступает на распылитель основного контура 16 и сопло 18.

При дальнейшем увеличении режима работы при нагреве от закомпрессорного воздуха корпус 2 форсунки 1 испытывает температурную деформацию, которая компенсируется благодаря телескопической установке разделительной трубки 19 относительно стенок канала основного контура цилиндрическим выступом 23.

Уплотнительное цилиндрическое кольцо 25, упруго сдеформированное при сборке с помощью резьбовой заглушки 30, уплотняет трубку 19 по торцу 24 при увеличении осевого зазора δ между цилиндрическим хвостовиком 32 и трубкой 19.

Топливная форсунка камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая корпус с каналами и со штуцерами основного и дополнительного контуров подвода топлива на основное и дополнительное сопла, расположенные в головке форсунки, а также установочный фланец крепления форсунки к наружному корпусу камеры сгорания, отличающаяся тем, что она дополнительно включает размещенную внутри канала основного контура разделительную трубку, внутри которой расположен канал дополнительного контура, разделительная трубка с одного конца в головке форсунки закреплена относительно корпуса неразъемным соединением, а внутри корпуса с внешней стороны от установочного фланца, между штуцерами основного и дополнительного контуров с другого конца установлена разделительная трубка телескопически относительно стенок канала основного контура цилиндрическим выступом и контактирует одним торцом с упругим уплотнительным цилиндрическим кольцом, контактирующим наружным диаметром с корпусом форсунки, а другим торцом и внутренней поверхностью — с резьбовой заглушкой, телескопически установленной цилиндрическим хвостовиком в разделительной трубке и соединяющей каналом и отверстиями канал дополнительного контура разделительной трубки с каналом штуцера подвода топлива дополнительного контура, причем уплотнительное кольцо выполнено из неметаллического материала, а корпус форсунки между установочным фланцем и головкой покрыт теплоизоляцией и кожухом.

BG Очиститель топливной системы и камеры сгорания PN 201 – Smilyeez

Наведите курсор на изображение, чтобы увеличить его

Сэкономьте -49,95 $

Артикул: BG-INJECTION-CLEAN-201

наполнитель

Поделитесь этим продуктом

BG Очиститель топливной системы и камеры сгорания PN 201

BG Очиститель топливного впрыска и камеры сгорания – особенно эффективное средство для очистки бензиновых систем прямого впрыска.

Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском топлива, работающие под высоким давлением и высокой температурой, для эффективной работы требуют безупречной чистоты камер сгорания и топливных форсунок. Даже небольшое количество углеродистых отложений в системе впрыска топлива может оказать существенное влияние на управляемость. Большинство очистителей системы впрыска топлива не предназначены для твердых отложений в камере сгорания.

BG VIA устанавливает очиститель BG Fuel Injection & Combustion Chamber Cleaner через топливную рампу, где он может выполнять самую быструю и тщательную очистку топливных форсунок и камер сгорания.

Очиститель топливной системы и камеры сгорания BG

Восстанавливает мощность и эффективность
Снижает вредные выбросы
Сглаживает холостой ход
В рамках обслуживания топливной системы BG предварительно замачивает отложения, позволяя BG Platinum 44K обеспечить еще более эффективную очистку.

Возврат
Наша политика действует 30 дней. Если с момента покупки прошло 30 дней, к сожалению, мы не можем предложить вам возврат или обмен.

Чтобы иметь право на возврат, ваш товар должен быть неиспользованным и находиться в том же состоянии, в котором вы его получили. Он также должен быть в оригинальной упаковке.

Некоторые виды товаров не подлежат возврату. Скоропортящиеся товары, такие как продукты питания, цветы, газеты или журналы, возврату не подлежат. Мы также не принимаем товары интимного или санитарного назначения, опасные материалы, легковоспламеняющиеся жидкости или газы.

Дополнительные товары, не подлежащие возврату:
Подарочные карты
Загружаемые программные продукты
Некоторые товары для здоровья и личной гигиены

Для оформления возврата нам потребуется квитанция или подтверждение покупки.

Пожалуйста, не отправляйте покупку обратно производителю.

Существуют определенные ситуации, когда предоставляется только частичное возмещение (если применимо)
Книга с явными признаками использования
Компакт-диск, DVD, кассета VHS, программное обеспечение, видеоигра, кассета или виниловая пластинка, которые были открыты
Любой товар не в своем первоначальном состоянии, поврежден или отсутствует по причинам, не связанным с нашей ошибкой
Любой товар, возвращенный более чем через 30 дней после доставки

Возврат средств (если применимо)
После получения и проверки вашего возврата, мы отправит вам электронное письмо, чтобы уведомить вас о том, что мы получили ваш возвращенный товар. Мы также уведомим вас об одобрении или отклонении вашего возмещения.
Если вы одобрены, ваш возврат будет обработан, и кредит будет автоматически применен к вашей кредитной карте или исходному способу оплаты в течение определенного количества дней.

Задержка или отсутствие возмещения (если применимо)
Если вы еще не получили возмещение, сначала проверьте свой банковский счет еще раз.
Затем свяжитесь с компанией, выпустившей вашу кредитную карту, может пройти некоторое время, прежде чем ваш возврат будет официально отправлен.
Далее обратитесь в свой банк. Часто перед отправкой возмещения требуется некоторое время на обработку.
Если вы сделали все это, но до сих пор не получили возмещение, свяжитесь с нами здесь.

Предметы со скидкой (если применимо)
Возврат возможен только за товары по обычной цене, к сожалению, возврат за товары со скидкой невозможен.

Обмен (если применимо)
Мы заменяем товары, только если они неисправны или повреждены. Если вам нужно обменять его на такой же товар, отправьте нам электронное письмо здесь.

Подарки
Если товар был помечен как подарок при покупке и доставке непосредственно вам, вы получите подарочный кредит на сумму вашего возврата. После получения возвращенного товара вам будет отправлен подарочный сертификат.

Если товар не был помечен как подарок при покупке, или даритель отправил заказ себе, чтобы передать вам позже, мы отправим возврат дарителю, и он узнает о вашем возврате.

Доставка
Чтобы вернуть товар, свяжитесь с нами здесь для согласования.

Вы будете нести ответственность за оплату транспортных расходов по возврату вашего товара. Стоимость доставки не возвращается. Если вы получите возмещение, стоимость обратной доставки будет вычтена из вашего возмещения.

В зависимости от того, где вы живете, время, которое может потребоваться для того, чтобы обмененный товар был доставлен к вам, может различаться.

Если вы отправляете товар на сумму более 75 долларов США, вам следует рассмотреть возможность использования отслеживаемой службы доставки или приобретения страховки доставки. Мы не гарантируем, что получим ваш возвращенный товар.

American ExpressApple PayDiners ClubDiscoverMeta PayGoogle PayMastercardPayPalShop PayVenmoVisa

Ваша платежная информация надежно обрабатывается. Мы не храним данные кредитной карты и не имеем доступа к информации о вашей кредитной карте.

ПОЛИТИКА ВОЗВРАТА  

Возврат

Возврат должен быть отправлен в течение 30 дней.

Чтобы иметь право на возврат, ваш товар должен быть неиспользованным и находиться в том же состоянии, в котором вы его получили. Он также должен быть в оригинальной упаковке. Если товар неисправен.

Возврат (если применимо)

Возврат будет обработан, и кредит будет автоматически применен к вашей кредитной карте или первоначальному способу оплаты.

Доставка

Чтобы вернуть товар, свяжитесь с нами, чтобы получить инструкции по доставке.

Вы будете нести ответственность за оплату транспортных расходов по возврату вашего товара. Стоимость доставки не возвращается. Если вы получите возмещение, стоимость доставки будет вычтена из вашего возмещения.

Если вы отправляете товар на сумму более 75 долларов США, вам следует рассмотреть возможность использования службы доставки с возможностью отслеживания или приобретения страховки доставки. Мы не можем нести ответственность за посылки/предметы, которые мы не получили.

Bardahl Professional Products — Очиститель камеры сгорания (C-C-C)

Fuel Products

#94050

Удаляет отложения с топливных форсунок, камеры сгорания и системы впуска воздуха

Проблема

Топливные форсунки, камера сгорания и впуск Отложения на клапанах являются ключевыми причинами затрудненного запуска, медленного прогрева, остановки двигателя, детонации, стука и снижения расхода топлива. Легкие масла, которые более склонны к прорыву, перенаправляются системами выхлопа в камеру сгорания, создавая отложения.

Решение

Очиститель камеры сгорания BARDAHL PRO® C-C-C удаляет отложения из системы впуска воздуха, впускных клапанов и камеры сгорания при подаче в воздухозаборник через вакуумную линию или с помощью канистровой системы и адаптера S-Tip. Рекомендуется для использования во всех автомобилях с бензиновым двигателем. Совместим со всеми смесями топлива и этанола.

Преимущества

• В состав топливной добавки входит ПЭА (полиэфирамин)
• Используется через топливную рампу – очищает форсунки, впускные клапаны и камеры сгорания
• При нанесении с помощью вакуумного или канистрового инструмента очищает воздухозаборник, впускные клапаны и камеру сгорания
• Восстанавливает управляемость, устраняя затрудненный запуск, неровный холостой ход и колебания
• Снижает выбросы и повышает экономию топлива

Указания

Нанесите продукт через топливную рампу с помощью системы канистры под давлением и отключите или закольцовывайте топливный насос, используйте Bardahl Vacu-matic или S-образный инструмент, чтобы нанести продукт непосредственно на дроссельную заслонку и во впускной канал.