Уникальные научные установки

Стенд исследования рабочих процессов камер сгорания ГТУ (КСГТУ)

УНУ создана в 1983 году

Данная УНУ была поддержана в рамках мероприятия 1.8 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»
Базовая организация данной УНУ является координатором технологической платформы: Интеллектуальная энергетическая ситема России
Адрес
  • Центральный
  • 115280, г. Москва, ул. Автозаводская, д. 14
Руководитель работ
  • 👤Гутник Михаил Николаевич
  • 📞 (495) 234-75-72
  • kc-vti@bk.ru
Сведения о результативности за 2016 год (данные мониторинга)
Участие в мониторинге Число организаций-пользователей, ед. Число публикаций, ед. Загрузка в интересах внешних организаций-пользователей, %
да46100.00
Базовая организация

Открытое акционерное общество «Всероссийский дважды ордена трудового красного знамени теплотехнический научно-исследовательский институт»

Информация об уникальной научной установке (УНУ)

Основные технические характеристики УСУ:
Давление воздуха (избыточное) до 8[кгс/см2];
Температура воздуха 50 - 650 [С];
Расход воздуха до 10 [кг/с];
Давление природного газа (избыточное) до 15 [кгс/см2];
Температура природного газа 20...40 [С];
Расход природного газа до 800 [нм3/ч];

Главные преимущества, обоснование уникальности установки, в том числе сопоставление УНУ с существующими аналогами

УСУ предназначена: - для моделирования процессов горения, происходящих в камерах сгорания (КС) газотурбинных установок (ГТУ) при сжигании, природного газа и жидкого топлива, с целью их изучения и оптимизации; - для проведения доводочных испытаний полноразмерных камер сгорания на модельных режимах. Уникальность стенда заключается в: - возможности использования ресурсов экспериментальной ТЭЦ-ВТИ (сжатый воздух, природный газ, техническая вода, пар, электричество и др.); - возможности проведения независимых испытаний по различным направлениям исследований на пяти независимых экспериментальных участках - возможности моделирования натурных режимов работы камер сгорания ГТУ; - возможности сжигания, как природного газа, так и жидких топлив; - наличием автоматизированной системы сбора информации и управления технологическим процессом испытания на базе крейт-контроллеров LTR и персональных компьютеров; - наличии квалифицированных сотрудников, имеющих большой стаж и опыт работы, как в экспериментальных испытаниях, так и в условиях эксплуатации объектов исследований; - наличии аккредитованной измерительной лаборатории аналитического контроля; - наличии собственного опытного производства, на котором изготавливается необходимая для проведения испытаний материальная часть. УСУ оснащена современным научным оборудованием, позволяющим выполнять точные измерения и тонкое регулирование, что дает возможность получать полную информацию о процессах в камерах сгорания и создает условия для качественного выполнения поставленных задач. В основной состав научного оборудования входит: - массовые расходомеры СMF (кориолисового типа) с трансмиттерами 1700 для замера расходов газа и жидкости и определением плотности среды. - объемные расходомеры Emerson 3095MFA (вихревого типа) для замера расходов воздуха; - регуляторы расхода с дистанционными линейными приводами BM MC100-103; - газоанализатор MGA-5+ для определения состава продуктов сгорания: оксидов азота, моно и двуокиси углерода, метана (датчики инфракрасного типа) и кислорода (электрохимический датчик); - газоанализатор Topaze 32M, имеющий большое разрешение и высокую точность (хемилюминесцентного типа), для определения в составе продуктов сгорания оксидов азота; - измерительно-вычислительный комплекс MIC-300М, позволяющий измерять, регистрировать и анализировать быстропеременные параметры (пульсации давления, вибрации), имеющий встроенные функции записи/воспроизведения и экспресс-анализа аналоговых сигналов по независимым измерительным каналам; - широкий спектр датчиков для измерения статических параметров давлений и температур, а также для контроля динамических процессов, таких как пульсации давления и вибрации элементов конструкций; - измерительные зонды различного назначения. Все средства измерения УСУ: - включены в Государственный реестр средств измерений; - метрологически обеспечены методиками и эталонными средствами для проведения поверки; - в плановом порядке проходят поверку согласно установленному графику; - перед проведением измерений калибруются в соответствии с требованием ГОСТ ИСО 9001-2008.

Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ

  • Исследование и организация процессов горения в камерах сгорания (КС) газотурбинных установок;
  • Разработка новых технологий экологически чистого сжигания природного газа и жидких топлив в КС ГТУ;
  • Исследование и организация процесса предварительного перемешивания с воздухом;
  • Исследование аэродинамики течения в КС и их элементах;
  • Разработка методов охлаждения элементов КС;
  • Исследование неустойчивости процесса горения;
  • Определение влияние режимных параметров КС на образование вредных веществ;
  • Формирование поля температур на выходе КС.

Наиболее значимые научные результаты исследований

1) На основе расчётных и экспериментальных исследований процессов горения в камерах сгорания газотурбинных установок, проведённых с использованием УСУ, разработана новая система экологически чистого сжигания топлива. В основу системы заложен метод сжигания предварительно подготовленных бедных топливовоздушных смесей (ТВС) в вихревой горелке. Данный метод широко и успешно используется зарубежными газотурбостроительными фирмами для снижения вредных выбросов ГТУ, однако, в настоящее время, нет ни одного удачного примера использования его в отечественном газотурбостроении. Это связано с тем, что работоспособная и экологически совершенная конструкция камеры сгорания должна отвечать ряду противоречивых требований, среди которых важнейшими является: качество подготовки ТВС, устойчивость к проскоку пламени в зону смешения, устойчивость горения на всех режимах ГТУ. Отечественные газотурбостроительные фирмы в настоящее время не имеют необходимых ни материальных, ни финансовых ресурсов для проведения расчётно-экспериментальных работ по разработке и оптимизации процессов в камерах сгорания со сжиганием ТВС. Зарубежные разработчики ГТУ применяют собственные разработки при создании экологически чистых КС. Данные эти являются закрытыми. В опубликованных материалах по результатам работ известных мировых производителей газовых турбин содержится лишь общая информация. Поэтому разработка новых систем экологически чистого сжигания топлива в КС для отечественных ГТУ является актуальной и стратегически важной задачей. 2) При разработке системы экологически чистого сжигания топлива в КС ГТУ использованы простые и надёжные технические решения, разработанные в ходе проведённых в течение последних лет расчётных и экспериментальных исследований на УСУ. Для реализации этой системы сжигания в камерах сгорания промышленных ГТУ разработана, изготовлена и испытана с целью оптимизации её характеристик унифицированная вихревая горелка с предварительным перемешиванием ТВС. 3) Оформлены патенты: патент РФ на полезную модель «Горелочное устройство для камеры сгорания газотурбинной установки» № 89671; дата публикации патента 10.12.2010, патентообладатель - Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт"; патент РФ на полезную модель «Горелочное устройство с дополнительной кольцевой диффузионной горелкой для камеры сгорания газотурбинной установки» № 90879; дата публикации патента 20.01.2010, Патентообладатель - Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт". 4) Применение разработанной системы экологически чистого сжигания топлива в КС ГТУ: разработана и испытана при натурных параметрах малоэимиссионная КС для ГТУ-25П ОАО «Авиадвигатель» (г. Пермь); разработана и испытана при модельных параметрах малоэимиссионная КС для ГТУ-45 ОАО «Теплоэнергосервис» (г. Екатеринбург); разработана и испытана при модельных параметрах малоэимиссионная КС для ГТУ-25П ОАО «Авиадвигатель» (г. Пермь); разработана малоэимиссионная КС для ГТД-20С ФГУП ММПП «Салют» (г. Москва).

115280, г. Москва, ул. Автозаводская, д. 14

Перечень объектов в составе УНУ (7)

Наименование Изготовитель Страна Год выпуска Количество единиц
Комплект оборудования с высокоскоростной видеокамерой LaVision HighSpeedStar 5.1
Назначение, основные характеристики
LaVision 2012 1
Система сбора данных на базе контроллера LTR
Назначение, основные характеристики
ООО "Л Кард” 2007 1
Газоанализатор MGA-5+
Назначение, основные характеристики
MRU 2009 1
Газоанализатор Topaze 32M
Назначение, основные характеристики
Environnement S.A 2009 1
Газоанализатор Testo-350M
Назначение, основные характеристики
Testo 2007 1
Измерительно-вычислительный комплекс MIC-300M
Назначение, основные характеристики
ООО "НПП МЕРА" 2008 1
Программно-вычеслительный комплекс Flow Vision 2.х
Назначение, основные характеристики
ООО "ТЭСИС" 2009 1

Услуги (6)

Для подачи заявки на оказание услуги щелкните по ее наименованию.
Наименование Приоритетное направление
Снятие расходной характеристики регулирующего клапана, проверка точности управления для топливных систем КС и стендовых технологических систем (воздух, вода и др.).
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Проведение лабораторных работ и подготовка студентов по научному профилю – КС ГТУ
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Отработка методологии измерения вредных выбросов (проверка системы пробоподготовки и газоанализаторов)
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Определение влияния режимных параметров КС промышленных ГТУ и авиационных ГД на образование вредных веществ
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исследование и оптимизация температурного поля на выходе КС промышленных ГТУ и авиационных ГД
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Определение пусковых характеристик КС промышленных ГТУ и авиационных ГД
- наиболее востребованная услуга
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Методики (3)

Наименование методики Наименование организации, аттестовавшей методику Дата аттестации
ГОСТ Р ИСО 11042-1-2001 «Установки газотурбинные. Методы определения выбросов вредных веществ» Госстандарт России 25.12.2001
ГОСТ 8586.3-2005 «Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств» Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации 09.12.2005
ОСТ 1 01134-86 «Камеры сгорания основные газотурбинных двигателей. Метод определения поля температуры газа на выходе из основной камеры сгорания» Министерство авиационной промышленности 01.01.1987

Возврат к списку


0 комментариев

Комментарии отсутствуют!

Вы можете оставить свое сообщение первым.

Написать комментарий