Power machines ha desarrollado y comenzó las pruebas del dispositivo de quemador* experimental de la cámara de combustión para la primera Instalación de turbina de gas (ITG) de Rusia que funciona con combustible de metano-hidrógeno: la GTE-65V.
– Power machines inició el desarrollo de una turbina de gas que utilizará hidrógeno como combustible. Para ello, se está llevando a cabo el desarrollo de quemadores y cámaras de combustión; este es el principal elemento constructivo que requiere de pruebas y ensayos. Para estos fines, se utiliza un banco de pruebas especial, dotado con varios sensores para medir la temperatura, las pulsaciones de presión y demás parámetros, señaló el Diseñador Constructivo General de Power machines Alexander Ivanovskiy.
En las primeras pruebas de puesta en marcha y asentamiento se utiliza en calidad de combustible el metano. Los dos circuitos de suministro de combustible funcionan bien, la combustión es estable y los datos obtenidos se corresponden con los valores calculados. Después de una serie de experimentos con metano, se irá añadiendo hidrógeno al combustible, aumentando la relación porcentual con el metano y estudiando las características de la combustión. De acuerdo con los resultados de las pruebas, se prevé llevar la proporción de hidrógeno al 90-100%.
Una de las partes más importantes de la estructura constructiva que se está probando - es el tubo de fuego, que está hecho de material resistente al calor y está destinado para funcionar a temperaturas superiores a los mil grados Celsius. Gracias al original sistema de suministro de combustible de conjunto con los sensores de alta tecnología, fue posible lograr una mayor seguridad del proceso de combustión, que es extremadamente importante cuando se usa hidrógeno como combustible.
La originalidad del desarrollo también radica en el hecho de que la estructura constructiva es completamente modular y desmontable. Esto permitirá perfeccionarla rápidamente para obtener los mejores resultados. Todos los modelos matemáticos serán desarrollados en este quemador, lo que permitirá un cálculo más preciso de la cámara de combustión de la turbina de gas que funciona con combustible de metano-hidrógeno y minimizará la probabilidad de errores al pasar del quemador experimental a la cámara de combustión de dimensiones a escala natural.
Durante las pruebas, es necesario confirmar experimentalmente si la elección del método para calcular la combustión de la mezcla de metano-hidrógeno ha sido la correcta, así como desarrollar y comprobar las soluciones para optimizar el diseño constructivo del quemador para resolver los problemas relacionados con las pulsaciones acústicas y asegurar el nivel requerido de emisiones de óxidos de nitrógeno NOx. Se espera que el desarrollo del proyecto técnico de la cámara de combustión de la Instalación de turbina de gas se termine en el año 2023, luego de lo cual se fabricará el prototipo experimental del tubo de fuego de la Instalación de turbina de gas en la empresa.
Como muestran los estudios preliminares, el uso de la mezcla de metano-hidrógeno con un contenido de hidrógeno del 40-50% aumentará la potencia de la Instalación de turbina de gas en aproximadamente un 10%. Tales Instalaciones energéticas se podrán utilizar en el futuro en las grandes empresas industriales, para el suministro térmico y energético de pequeñas ciudades o áreas residenciales de las megalópolis.
*El dispositivo del quemador es una parte importante de la cámara de combustión, un elemento crítico de la Instalación de turbina de gas. Al dispositivo del quemador se le suministra combustible y oxidante (aire), luego de lo cual tiene lugar el proceso de ignición de la mezcla de aire y combustible. La fiabilidad y durabilidad de los elementos de la cámara de combustión determinan el recurso de vida útil y las principales características de toda la instalación.