One main characteristic of the gas turbine unit (GTU) burner is its fuel combustion completeness, which affects directly the efficiency of the power plant along with CO and unburnt hydrocarbons CnHm emissions. The aim of this work was the research on the application of the fuel heating-up as an alternative method for increasing the fuel combustion completeness and controlling the emission of harmful agents. This goal is achieved by obtaining experimental data on the emissions of CO and NOx at different temperatures of the fuel gas supply to the combustion chamber. The most significant result of the work is the experimentally confirmed possibility of increasing the combustion efficiency (decreasing CO) by heating the fuel gas while maintaining constant gas-dynamic characteristics of the chamber. The significance of the results obtained consists in the experimental confirmation of the combustion quality control only by heating the fuel gas without changing the operating and design characteristics of the combustion chamber. The fuel combustion low completeness can cause the burner unstable operation in the form of the unsteady pre-blowout burning combined with the pressure oscillations in the burner. At present, methods for ensuring the increase in stability and completeness of the fuel combustion are related to the air rate and temperature changes at the inlet. However, the use of these methods can be unwanted because of their causing the decrease in the coefficient of efficiency and in the resource of the ‘hot part’ of the gas-turbine facility.

Una dintre principalele caracteristici ale camerei de ardere ale instalației turbinei cu gaz este plenitudinea arderii combustibilului, de care în mod direct depinde eficiența instalației energetice și emisiile de monoxid de carbon CO și de hidrocarburi nearse CnHm. Scopul lucrării este cercetarea utilizării încălzirii combustibilului ca mijloc alternativ de creștere a plenitudinii arderii combustibilului și de control al emisiilor de substanțe nocive. Obiectivul este atins prin obținerea de date experimentale privind emisiile de CO și NOx la diferite temperaturi de alimentare a camerei de ardere cu gaz combustibil. Cel mai important rezultat al lucrării este posibilitatea dovedită experimental de a crește plenitudinea combustiei (reducerea emisiilor de CO) prin încălzirea gazului combustibil, menținând constante caracteristicile gazodinamice și geometrice ale camerei de ardere. Importanța rezultatelor obținute constă în confirmarea experimentală a posibilității de a controla calitatea combustiei doar prin încălzirea gazului combustibil fără a schimba regimul și caracteristicile de proiectare ale camerei de ardere. Plenitudinea joasă de ardere a combustibilului poate cauza o funcționare instabilă a camerei de ardere sub forma unei combustii instabile înainte de ardere, însoțită de fluctuații de presiune în camera de ardere. O eficiență ridicată a combustiei este deosebit de importantă în camerele de ardere cu emisii reduse. La regimuri înalte de funcționare, pentru a menține cea mai mică emisie de NOx este necesară menținerea unei temperaturi minime a flăcării stabile. Însă aplicarea metodelor indicate duce la consecințe nedorite, exprimate în reducerea randamentului și a resursei „părții fierbinți” a instalației turbinei pe gaz.

Одной из основных характеристик камеры сгорания газотурбинной установки является полнота сгорания топлива, от которой напрямую зависит экономичность энергоустановки и эмиссия моноокиси углерода СО и несгоревших углеводородов CnHm. Целью данной работы являются исследования по применению подогрева топлива в качестве альтернативного способа повышения полноты сгорания топлива и управления эмиссией вредных веществ. Поставленная цель достигается получением экспериментальных данных по эмиссии CO и NOx при разных температурах подачи топливного газа в камеру сгорания. Наиболее существенным результатом работы является экспериментально подтвержденная возможность повышения полноты сгорания (уменьшения эмиссии СО) путем подогрева топливного газа при сохранении постоянных газодинамических и геометрических характеристик камеры сгорания. Значимость полученных результатов состоит в экспериментальном подтверждении возможности управления качеством горения только подогревом топливного газа без изменения режимных и конструктивных характеристик камеры сгорания. Низкая полнота сгорания топлива может быть причиной неустойчивой работы камеры сгорания в виде нестабильного предсрывного горения, сопровождающегося колебаниями давления в камере сгорания. Обеспечение высокой полноты сгорания топлива особенно важно в малоэмиссионных камерах сгорания. На высоких режимах работы для обеспечения минимально возможной эмиссии NOx необходимо обеспечивать минимальную возможную температуру стабильного пламени. На сегодняшний день на практике широко применяются следующие способы повышения устойчивости и полноты сгорания топлива: локальное повышение концентрации топлива в факеле пламени путем сброса части воздуха в турбину помимо горелок, сброса части воздуха из камеры в атмосферу и путем отключения части горелок, а также их комбинации. Однако применение указанных способов приводит к нежелательным последствиям, выражающимся в снижении КПД и ресурса «горячей части» газотурбинной установки.