Aerodynamic and heat transfer characteristics of the combustion chambers of GTU with burner system of the tube type

Authors

  • Геннадий Борисович Варламов National Technical University of Ukraine "Kiev Polytechnic Institute". Peremogy ave., 37, Kiev, Ukraine, 03056, Ukraine
  • Артем Артемович Халатов National Technical University of Ukraine "Kiev Polytechnic Institute". Peremogy ave., 37, Kiev, Ukraine, 03056, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.14888

Keywords:

combustion chamber, tube technology of gas burning, a range of advantages of carburetion, combustion

Abstract

The research’s results on the model of the real installation of aerodynamic and heat exchange processes in the combustion chamber of the gas turbine unit (GTU) with burner system made on the basis of the tube technology of gas burning (TTG) are presented.

The tests were conducted for the real operation’s parameters of the equipment and developed in the Solid Works model on the basis of finite-volume method has allowed to see the processes of carburetion as well as heat exchange.

This technology was successfully tested on gas turbine units with capacity of 6 and 10 MW, prototypes of the burner system have been successfully tested in the test-bench equipment with the model parameters for gas turbine unit of 25 MW capacity.

It is shown a range of advantages of the tube burner systems regarding qualitative carburetion and high level of velocity and temperature uniformity during the process of combustion.

The possibility of development the low-emission combustion chamber for the gas burning unit of any capacity of power and drive types was proven.

Author Biographies

Геннадий Борисович Варламов, National Technical University of Ukraine "Kiev Polytechnic Institute". Peremogy ave., 37, Kiev, Ukraine, 03056

Doctor of Technical Sciences, professor,

Vice Rector

Артем Артемович Халатов, National Technical University of Ukraine "Kiev Polytechnic Institute". Peremogy ave., 37, Kiev, Ukraine, 03056

Doctor of Technical Sciences, Professor. Academician of theNationalAcademyof Sciences ofUkraine.

Chair Head “Physics of Energy Systems”, Physics and Technical Institute

References

  1. Костенко Д.А. Модернизация газотранспортной системы Украины: проблемы создания новых газоперекачивающих агрегатов/ Костенко Д.А., Романов В.В., Халатов А.А.// Промышленная теплотехника. – 2011.- Т.33,№2. – С.41-45
  2. Халатов А.А. Состояние и проблемы развития механического привода для ГТС Украины/ Халатов А.А., Долинский А.А., Костенко Д.А., Парафейник В.П. // Промышленная теплотехника. - 2010. - № 1. - С. 44-53.
  3. Говдяк Р.М. Актуальные проблемы модернизации газотурбинных газоперекачивающих агрегатов/ Говдяк Р.М., Шелковский Б.И., Любчик Г.Н., Варламов Г.Б. // Экотехнологии и ресурсосбережение.–2003.–№5.–С. 66-72.
  4. Варламов Г.Б., Халатов А.А., Позняков П.О., Юрашев Д.Н. Новое поколение горелочных систем ГТУ на основе трубчатой технологии сжигания газа. // Восточно-европейский журнал передовых технологий №3/10 (57) 2012г. с.9-14.
  5. Любчик Г.Н. [и др.] Создание малотоксичных камер сгорания ГТУ / Любчик Г.Н., Варламов Г.Б., Говдяк Р.М. Шелковский Б.И., Марченко Г.С., Микулин Г.А., Левчук С.А. // Экотехнологии и ресурсосбережение.–2003.–№ 2.–С. 65-74.
  6. Любчик Г.Н. Перспективы повышения надежности, экологической безопасности и энергетической эффективности ГПА на основе применения трубчатой технологи сжигания газа / Говдяк Р.М., Шелковский Б.И., Чабанович Л.Б., Гриник О.Г., Любчик Г.Н., Варламов Г.Б. // Ін-т електродинаміки Національної академії наук України. Спеціальний випуск. – К: Інститут електродинаміки НАН України, 2006.-С.54-57.
  7. Любчик Г.Н. Новая технология создания и использования эффективных и высокоэкологичных горелочных устройств для энергетических котлов и камер сгорания ГТУ и ПГУ / Любчик Г.Н., Варламов Г.Б.; Под редакцией Вороновского Г.К., Недина И.В.// Инновационное развитие топливно-энергетического комплекса: проблемы и возможности. - К.: Знания Украины. – 2004. – С.115-121.
  9. Варламов Г.Б. Технология повышения энергетической и экологической эффективности работы котлов и камер сгорания ГТУ / Варламов Г.Б., Любчик Г.Н., Олиневич И.В.,Ивасенко А.В. // Мир техники и технологий . – 2006. – №4 – С.64-65.
  10. Любчик Г.Н. Использование конструктивных особенностей и аэродинамических эффектов насадка Борда при создании малотоксичных топливосжигающих модулей / Любчик Г.Н., Варламов Г.Б., Микулин Г.А., Левчук С.А., Зарицкий А.А., Ольховская Н.Н. // Технологические системы.– 2002.– № 1.– с. 130-133.
  11. Любчик Г.Н. Создание малотоксичных камер сгорания ГТУ / Любчик Г.Н., Варламов Г.Б., Говдяк Р.М. Шелковский Б.И., Марченко Г.С. [и др.] // Экотехнологии и ресурсосбережение.–2003.–№ 2.–С. 65-74.
  12. Варламов Г.Б. [і інш.] Трубчаста технологія газоспалювання – прорив у енергозбереженні та екологічності транспортування природного газу/ Варламов Г.Б., Марчук Я.С., Беккер М.В., Любчик Г.М. , Камаєв Ю.М., Позняков П.О., Кузьменко Д.О. // Нафтова і газова енергетика. – 2010. – Т.12,№1 - С. 60-63.
  14. Варламов Г.Б., Позняков П.О., Юрашев Д.М. Комплексні дослідження енергоекологічних показників експлуатації ГТУ у складі газоперекачувального агрегату типу ГТК-10. // Энергосбережение, энергетика, энергоаудит №01 (95) 2012р. с. 15-25.
  15. Варламов Г.Б. Особенности горелочной системы трубчатого типа для камеры сгорания ГТУ в составе ГТК-10. / Варламов Г.Б., Позняков П.О., Юрашев Д.Н. // Экотехнологии и ресурсосбережение – №2 – 2012г.
  16. Любчик Г.Н. [и др.] Результаты испытаний камеры сгорания ГТД ДГ80 с низко-эмиссионным горелочным устройством на базе трубчатых модулей / Любчик Г.Н., Варламов Г.Б., Романов В.В., Ванцовский В.Г., Вилкул В.В. // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. Современные технологии в газотурбостроении. Часть III – 2009. – Т.40,№ 4/6 – С.13-18.
  17. Варламов Г.Б., Камаев Ю.М., Позняков П.О., Юрашев Д.Н. Модернизация горелочной системы газотурбинного двигателя ДН80 с использованием трубчатой технологии газосжигания. // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Збірник наукових праць. Тематичний випуск: Нові рішення в сучасних технологіях.- Харків: НТУ «ХПІ» - 2012. -№18. – С. 117-126.
  18. Kostenko, D.A., Romanov, V.V., Halatov, A.A. (2011). Modernizacija gazotransportnoj sistemy Ukrainy: problemy sozdanija novyh gazoperekachivajushhih agregatov. Promyshlennaja teplotehnika, Vol.33,#2, 41-45
  19. Halatov, A.A., Dolinskij, A.A., Kostenko, D.A., Parafejnik, V.P. (2010). Sostojanie i problemy razvitija mehanicheskogo privoda dlja GTS Ukrainy. Promyshlennaja teplotehnika, # 1, 44-53.
  20. Govdjak, R.M., Shelkovskij, B.I., Ljubchik, G.N., Varlamov, G.B. (2003). Aktual'nye problemy modernizacii gazoturbinnyh gazoperekachivajushhih agregatov. Jekotehnologii i resursosberezhenie, #5, 66-72.
  21. Varlamov, G.B., Halatov, A.A., Poznjakov, P.O., Jurashev, D.N. (2012g). Novoe pokolenie gorelochnyh sistem GTU na osnove trubchatoj tehnologii szhiganija gaza. Vostochno-evropejskij zhurnal peredovyh tehnologij, Vol.3, #10(57), 9-14.
  22. Ljubchik, G.N., Varlamov, G.B., Govdjak, R.M. Shelkovskij, B.I., Marchenko, G.S., Mikulin, G.A., Levchuk, S.A. (2003). Sozdanie malotoksichnyh kamer sgoranija GTU. Jekotehnologii i resursosberezhenie, # 2, 65-74.
  23. Ljubchik, G.N., Govdjak, R.M., Shelkovskij, B.I., Chabanovich, L.B., Grinik, O.G., Varlamov, G.B. (2006). Perspektivy povyshenija nadezhnosti, jekologicheskoj bezopasnosti i jenergeticheskoj jeffektivnosti GPA na osnove primenenija trubchatoj tehnologi szhiganija gaza. Іn-t elektrodinamіki Nacіonal'noї akademії nauk Ukraїni. Specіal'nij vipusk, 54-57.
  24. Ljubchik, G.N., Varlamov, G.B (2004). Novaja tehnologija sozdanija i ispol'zovanija jeffektivnyh i vysokojekologichnyh gorelochnyh ustrojstv dlja jenergeticheskih kotlov i kamer sgoranija GTU i PGU. Innovacionnoe razvitie toplivno-jenergeticheskogo kompleksa: problemy i vozmozhnosti, 115-121.
  26. Varlamov, G.B., Ljubchik, G.N., Olinevich, I.V.,Ivasenko, A.V. (2006). Tehnologija povyshenija jenergeticheskoj i jekologicheskoj jeffektivnosti raboty kotlov i kamer sgoranija GTU. Mir tehniki i tehnologij, #4, 64-65.
  27. Ljubchik, G.N., Varlamov, G.B., Mikulin, G.A., Levchuk, S.A., Zarickij, A.A., Ol'hovskaja, N.N. (2002). Ispol'zovanie konstruktivnyh osobennostej i ajerodinamicheskih jeffektov nasadka Borda pri sozdanii malotoksichnyh toplivoszhigajushhih modulej. Tehnologicheskie sistemy, # 1, 130-133.
  28. Ljubchik, G.N., Varlamov, G.B., Govdjak, R.M. Shelkovskij, B.I., Marchenko, G.S. (2003). Sozdanie malotoksichnyh kamer sgoranija GTU. Jekotehnologii i resursosberezhenie, # 2, 65-74.
  29. Varlamov, G.B., Marchuk, Ja.S., Bekker, M.V., Ljubchik, G.M. (2010). Trubchasta tehnologіja gazospaljuvannja – proriv u energozberezhennі ta ekologіchnostі transportuvannja prirodnogo gazu. Naftova і gazova energetika, Vol.12, #1, 60-63.
  31. Varlamov, G.B., Poznjakov, P.O., Jurashev, D.M. (2012). Kompleksnі doslіdzhennja energoekologіchnih pokaznikіv ekspluatacії GTU u skladі gazoperekachuval'nogo agregatu tipu GTK-10. Jenergosberezhenie, jenergetika, jenergoaudit, #01 (95), 15-25.
  32. Varlamov, G.B., Poznjakov, P.O., Jurashev, D.N. (2012). Osobennosti gorelochnoj sistemy trubchatogo tipa dlja kamery sgoranija GTU v sostave GTK-10. Jekotehnologii i resursosberezhenie, #2.
  33. Ljubchik, G.N., Varlamov, G.B., Romanov, V.V., Vancovskij, V.G., Vilkul, V.V. (2009). Rezul'taty ispytanij kamery sgoranija GTD DG80 s nizko-jemissionnym gorelochnym ustrojstvom na baze trubchatyh modulej. Vostochno-Evropejskij zhurnal peredovyh tehnologij. Sovremennye tehnologii v gazoturbostroenii. Chast' III, Vol.40,# 4/6, 13-18.
  34. Varlamov, G.B., Kamaev, Ju.M., Poznjakov, P.O., Jurashev, D.N. (2012). Modernizacija gorelochnoj sistemy gazoturbinnogo dvigatelja DN80 s ispol'zovaniem trubchatoj tehnologii gazoszhiganija. Vіsnik Nacіonal'nogo tehnіchnogo unіversitetu «HPІ». Zbіrnik naukovih prac'. Tematichnij vipusk: Novі rіshennja v suchasnih tehnologіjah, #18, 117-126.

Downloads

Published

2013-06-19

How to Cite

Варламов, Г. Б., & Халатов, А. А. (2013). Aerodynamic and heat transfer characteristics of the combustion chambers of GTU with burner system of the tube type. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(12(63), 79–82. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.14888

Issue

Vol. 3 No. 12(63) (2013): MODERN TECHNOLOGIES IN THE GAS-TURBINE

Section

Modern technologies in the gas-turbine

License

Copyright (c) 2014 Геннадий Борисович Варламов, Артем Артемович Халатов

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

The consolidation and conditions for the transfer of copyright (identification of authorship) is carried out in the License Agreement. In particular, the authors reserve the right to the authorship of their manuscript and transfer the first publication of this work to the journal under the terms of the Creative Commons CC BY license. At the same time, they have the right to conclude on their own additional agreements concerning the non-exclusive distribution of the work in the form in which it was published by this journal, but provided that the link to the first publication of the article in this journal is preserved.

A license agreement is a document in which the author warrants that he/she owns all copyright for the work (manuscript, article, etc.).
The authors, signing the License Agreement with TECHNOLOGY CENTER PC, have all rights to the further use of their work, provided that they link to our edition in which the work was published.
According to the terms of the License Agreement, the Publisher TECHNOLOGY CENTER PC does not take away your copyrights and receives permission from the authors to use and dissemination of the publication through the world's scientific resources (own electronic resources, scientometric databases, repositories, libraries, etc.).
In the absence of a signed License Agreement or in the absence of this agreement of identifiers allowing to identify the identity of the author, the editors have no right to work with the manuscript.
It is important to remember that there is another type of agreement between authors and publishers – when copyright is transferred from the authors to the publisher. In this case, the authors lose ownership of their work and may not use it in any way.