托木斯克理工大學 (TPU) 傳熱傳質實驗室和“試生產”中心工作人員為自己設定的任務是開發一種在燃氣輪機燃燒室中霧化燃料的新方法,以縮小設備尺寸。研發人員之一、托木斯克理工大學高能物理學研究學院副教授德米特里·安東諾夫介紹稱,現有設備尺寸相當大,很難在油田之間運輸。
他解釋說:“我們正試圖採用有前景的新型燃料,用於民用地面燃氣輪機。為了研究在燃燒室中使用這些燃料的可能性,我們打造了一個燃燒實驗台,測試了用爆炸形成的蒸汽霧化燃料的新方法。”
他表示,為了制備用於燃燒的燃料-空氣混合物,首先需將液體燃料和水的混合物放入加熱裝置——一個帶有壓縮機的圓柱形燃燒室。燃燒室借助火焰管周圍的加熱元件加熱,混合物在其中進行精細霧化和汽化。
德米特里·安東諾夫表示:“傳統上,在民用地面燃氣輪機中,燃料是通過噴嘴裝置霧化或借助汽化系統送入燃燒室的。我們研發成果的主要優勢在於,當燃料在加熱到很高溫度的燃燒室中移動時,會被精細地分散霧化。這有助於我們提高能源效率、燃料燃燒的完全度並增加熱交換表面積。”
與傳統方法相比,托木斯克理工大學研發的方法可以將制備混合物所需的時間縮短至原來的4-10倍。這位科學家補充說,這為縮小裝置的外廓尺寸提供了可能。
這項研發的另一個效用是有助解決燃料燃燒引起的環境問題。研究人員發現,新的燃料制備方法可將有害硫氧化物和氮氧化物的排放量減少多達20%。
液體燃料的制備裝置和方法已獲專利(RU2807268C1)。
未來,科學家計劃利用新裝置進行一系列復合燃料燃燒實驗,研究其成分對燃料-空氣混合物形成條件和特性的影響。
這項工作得到了“優先-2030”國家計劃的支持。