Жаровая труба

Жаровая труба камеры сгорания выполняется из листового никелевого сплава ЭИ-435 и состоит из регистра, входного конуса и трех сужающихся (конических) обечаек, последняя из которых выполняет роль смесителя. Регистр, входной конус и обечайки соединены между собой контактной сваркой. Конус и обечайки соединены между собой в нахлестку с некоторым выступанием внутрь среза каждой предыдущей обечайки относительно места соединения с последующей. В местах соединения обечайки имеют по 60 отверстий ø 4 мм на равных расстояниях по окружности. Благодаря этому осуществляется пленочное охлаждение воздухом стенок жаровой трубы с внутренней стороны. Расход воздуха на пленочное охлаждение стенок составляет около 10% от общего на ГТУ. Вдоль оси жаровая труба фиксируется горелкой и кольцом газохода, а в поперечном направлении фиксируется четырьмя полыми пальцами. (Два- ø 32 и два - ø 76 мм). Неподвижная точка расположена на оси жаровой трубы в плоскости, проходящей через оси малых (ø 32 мм) полых пальцев, положение больших полых пальцев фиксируется установкой штифта и наличием прорези на фланце пальца. Пальцы подгоняются по месту и имеют специальную маркировку.

В жаровой трубе происходит перемешивание сжатого воздуха с подводимым природным газом, воспламенение смеси, ее сгорание и снижения температуры продуктов сгорания до необходимых пределов (760°С) за счет перемешивания в смесителе с воздухом, не участвующим в процессе горения. Поэтому в камерах сгорания различают: зоны горения и зону смешения. В ГТ-6-750 зона горения расположена в головной части жаровой трубы на участке 350-400мм. Зону горения образуют примерно входной конус и две суживающиеся (конические) обечайки. В зону горения через цилиндрический лопаточный регистр осуществляется подача воздуха (первичный воздух) в количестве, необходимом для полного сгорания топлива. При оптимальном соотношении газ-воздух расход первичного воздуха составляет около 30 % от общего (коэффициент избытка воздуха 1,3-1,4). Первичный воздух проходя через регистр с четырнадцатью профильными лопатками, установленными под углом 55°, закручивается и приобретает поступательно-вращательное движение, образуя зону обратных токов, обеспечивающую подвод горячих газов к торцу горелки и тем самым постоянное устойчивое зажигание новых порций топливовоздушной смеси. Кроме того, закрутка воздуха, образуемая регистром, способствует лучшему перемешиванию топлива с воздухом. Средняя температура газов в зоне горения составляет около 1400 °С. На выходе из зоны горения степень выгорания топлива составляет 97-98%. Часть несгоревшего топлива догорает в следующей зоне. В зоне смешения осуществляется перемешивание продуктов сгорания с холодным воздухом, не участвующим в процессе горения (вторичный воздух), который составляет около 60 % от общего расхода на ГТУ.

В ГТ-6-750 зона смешения расположена в районе последней суживающейся (конической) обечайки жаровой трубы, называемой смесителем. Смеситель имеет (кроме 60 отв. ø 4 мм для создания пленочного охлаждения стенки) 5 овальных отверстий размером 95х40мм, расположенных равномерно по окружности, и 5 круглых отверстий ø 30 мм, расположенных под овальными для подвода вторичного воздуха.

Отверстия для подвода вторичного воздуха расположены на смесителе жаровой трубы таким образом, что одна пара (овальное и круглое) изних обращена к диффузору компрессора, что обеспечивает некоторое снижение температуры потока у корня лопатки.

С целью уменьшения термической усталости материала стенки в районе прохода воздуха на смешивание и увеличения ее жесткости отверстия выполнены с отбортовкой. К овальным отверстиям вторичный воздух поступает из кольцевого канала, образуемого экраном и жаровой трубой. К пяти круглым отверстиям ø 30 мм, расположенным на смесителе, вторичный воздух подводится через кольцевой канал, образуемый экраном и стенкой газохода, осуществляя охлаждение последней, для чего между овальными и круглыми отверстия ми имеется специальное разделительное кольцо.

Нижний срез жаровой трубы, вставляемый в газоход, имеет проточку и две кольцевые зиговки для создания жесткости.

Жаровая труба является напряженным узлом ГТУ, работающим при высоких температурах металла (температура стенки жаровой трубы при номинальных нагрузках составляет около 700 °С. Поэтому при сборке камер сгорания должно быть обращено особое внимание на обеспечение ее тепловых расширений.

Гарантией нормальной работы жаровых труб является полное соблюдение при сборке всех зазоров в местах соединения с горелкой, газоходом и полыми пальцами для обеспечения свободы тепловых расширении, в соответствии с требованиями чертежа. Заедания не допустимы.