В Самаре создали первую горелку для газотурбинных установок, работающую на водороде
В перспективе ее можно будет использовать как в новых устройствах, так и в существующих. Ученые конструкторского бюро «Водород СМ» Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева вместе со специалистами АО «Силовые машины» создали и испытали первую в России горелку для газотурбинных установок (ГТУ), которая может работать на чистом водороде.
«Данное универсальное горелочное устройство разработано для перспективных газотурбинных установок будущего. Универсальность заключается в том, что с такой горелкой можно будет использовать на установке почти любое газообразное топливо — это и метан, метано-водородные смеси и даже 100%-ный водород, что отвечает экологической повестке «зеленой» энергетики. В дальнейшем планируется продолжить работы по расширению возможности данного горелочного устройства для сжигания синтез-газа. Кстати, это первое в России подобное горелочное устройство, способное работать на чистом водороде», — рассказал начальник конструкторского бюро «Водород СМ», старший научный сотрудник Научно-образовательного центра газодинамических исследований Самарского университета имени Королева.
При создании новой горелки, которая является важной частью камеры сгорания ГТУ, использовались космические технологии — принцип процесса горения напоминает работу двигателя ракеты.
«Это горелочное устройство отличается от аналогов самим принципом организации процесса горения, то есть, здесь горение построено на сжигании топливно-воздушной смеси в микрофакелах. Технологически это похоже на жидкостный реактивный двигатель из космической ракеты, то есть принцип взят оттуда и оптимизирован для ГТУ. Конструкцию устройства планируется запатентовать», — отметил Матвеев.
Ученые рассчитывают, что в перспективе такая горелка подойдет не только для новых ГТУ, но и для модификации уже имеющихся установок.
Особенностью новой горелки стал тихий режим, в котором она работает, что повышает надежность всей установки, отметили в пресс-службе Самарского университета. Обычно при работе газотурбинных установок шум появляется от самого процесса горения, колебания фронта пламени в камере сгорания. Эти колебания порой могут приводить к разрушению конструктивных элементов установки, поэтому акустические характеристики камеры сгорания так важны. Кроме того, предварительно первые испытания горелки на различном топливе показали, что содержание опасных окислов азота NOx в продуктах сгорания значительно ниже, чем у горелок, используемых в составе ГТУ. Дальнейшие исследования фундаментальных процессов горения метано-водородных смесей и водорода планируется проводить в рамках проекта, победившего в 2022 году в конкурсе президентской программы Российского научного фонда на получение гранта по направлению «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых».
Рисунок: ssau.ru