Экологические характеристики ГТ-100-750

Эти характеристики неплохие по окислам азота, но еще лучше перспективные варианты, где имеется впрыск в КС воды или подача водяного пара. Впрыск воды более предпочтителен, так как в большей мере снижает температуру в зоне горения и наблюдаются более низкие C_NOx;

Подача воды в зону сгорания жидкого топлива позволяет уменьшить образование сажистых частиц и дымление ГТУ. Предложение ВТИ по впрыску воды в КС в количестве G_в/G_т = 0,8–1,1, где G_т, G_в – расход топлива в камере сгорания и расход воды, снижает C_NOx в 2–2,5 раза.

Подача пара в КС, если он генерируется за счет тепла уходящих газов ГТУ, наряду с увеличением мощности позволяют повысить КПД ГТУ (фирмы "Вестингауз", "Дженерал электрик", "Броун Бовери Зульцер").

Окислы азота образуются в основном в КС ВД, потому что в КС НД топливо сжигается с меньшими α_в в среде окислителя, забалластированного продуктами сгорания, при меньшем уровне давлений, – там окислов азота практически не образуется. Поэтому именно в КС ВД нужно подавать воду или пар.

Кроме того, впрыск воды (2% расхода воздуха) увеличивает мощность ГТУ-100-750 на 8%, а при подаче пара повышает также и КПД ГТУ приблизительно на 5%.

Другой путь – сокращение времени пребывания продуктов сгорания в зонах с максимальной температурой. Применение в стационарных ГТУ высокофорсированных камер сгорания с последовательным введением воздуха в зоны горения. Сначала 7–15% воздуха (первичный) подается во фронтовое устройство камеры – регистр-турбулизатор или конус перфорированный, а затем вторичный воздух – через систему радиальных отверстий, расположенных в первых обечайках плазменной трубы.

Ориентировочно выход M_NOx для мазута рассчитывается по эмпирической зависимости

M_NOx = 0,8·10^-2·(t_г/1000–0,4)·((16p_к.c.–0,23)/ (6p_k.c. + 0,77)).

При сжигании газа – концентрации M_NOx на 25–30% ниже.

Для высокофорсированных КС (q_f=(18-20)·10⁷ ккал/(м²ч·МПа)) есть более точные зависимости.

Дымление ГТУ на жидких топливах – признак образования при горении мелкодисперсных частиц углерода.

Образование незначительных количеств сажистых частиц оказывает некоторое негативное влияние на экономичность ГТУ и может загрязнять атмосферу и снижать надежность ГТУ по причинам:

· засорения каналов охлаждения воздухом;

· забивания систем контроля и измерений;

· отложений на поверхностях нагрева и по проточной части.

Борьба с дымлением:

· устранение в КС зон переобогащения топлива, улучшения качества его распыла, в частности, применением пневмомеханических форсунок.

Показатель дымления уменьшается примерно с 60 до 40 %, а концентрация твердых частиц в продуктах сгорания – с 0,08–0,1 до 0,04–0,06 г/м³. Одновременно снижается выход окислов азота.

Для ГТУ высота трубы определяется по условиям рассеивания суммарной концентрации окислов азота и серы.

· утилизационные ПГУ со сбросом газов в простой котел, имеющий только конвективные поверхности, (иногда используется дополнительное топливо – для перегрева пара до рабочих параметров)
имеют объемное содержание NO_x в выбросах 0,013÷0,135%, а при подводе пара к КС ВД еще ниже (в 2,0–2,5 раза) – 0,0055÷0,0065%.

Для таких ПГУ характерны низкие удельные выбросы окислов азота на 1 кВт·ч в сравнении с ПТУ или чистыми ГТУ.