دات نت نیوک

مشعلهای DLN

تفاوت مشعل DLN با مشعل طرح بدون DLN ، دارا بودن مشعل پريميكس گازوييل و ترموكوپل (جهت حفاظت از پديده برگشت شعله) و نيز عدم وجود يك مشعل ايگنيشن مجزا در ساختار آن است. اين مشعلها دارای مسير اضافی ورود سوخت گازوييل برای پريميكس با هوا ميباشند كه در بارهای بالای 50 درصد برای كاهش NOx به حداكثر ppm 105 مورد استفاده قرار ميگيرند

محدوديت احتراق پريميكس سوخت بدين منزله است كه نميتواند كل بازه عملكردی توربين از صفر تا 100 درصد بار را پوشش دهد و حتماً در بخشی از عملكرد بايد از حالت احتراق ديفيوژن استفاده نمود. از سوی ديگر از آنجايی كه شعله در حالت پريميكس ناپايدار است هميشه مقداری از سوخت به صورت ديفيوژن بايد به محفظه احتراق برسد. در صورت كم كردن توان خروجی توربين(Load Rejection)، رساندن سوخت مايع به مشعل پريميكس متوقف ميگردد تا شعله های پريميكس خاموش شده وسوخت رسانی به مشعل ديفيوژن برای رسيدن به سطح مورد نياز جهت دستيابی به شعله پايدار افزايش يابد. شکل های زیربه ترتيب طرح های بدون DLN و با DLN را نمايش می دهند .

طرح مشعلهای بدون DLN

طرح مسيرهای سوخت و هوای ورودی به مشعلهای همراه با DLN

در حاليكه سوخت در مود ديفيوژن از طريق يك نازل مركزی در ساختمان مشعل به محفظه احتراق تزريق ميشود، در مود پريميكس همانطور كه در زیر نشان داده شده است، سوخت به كمك ناز ل های كوچك و متعددی كه در محفظه اوليه هوا (Diagonal Swirler ) در ساختمان مشعل به آرايش در آمده اند به حالت اتميزه مبدل ميشود. همانطور كه از عنوان آن استنباط می گردد، اين فرايند منجر به اختلاط كامل سوخت و هوا پيش از ورود آن به محفظه احتراق ميشود .

نازل های تزريق سوخت مايع در احتراق پريميكس گازوييل

نازل های تزريق سوخت مايع در احتراق پريميكس گازوييل

  • مد احتراق ديفيوژن سوخت مايعدر اين حالت نيز مشابه احتراق ديفيوژن گاز، سوخت مايع مستقيما وارد محفظه احتراق ميشود و عمل مخلوط شدن سوخت و هوا به هنگام احتراق صورت ميگيرد. البته در اين حالت بخشی از سوخت مايع كه وارد مشعل ميشود به محفظه احتراق راه مييابد و مابقی آن از خط برگشت مشعل خارج می شود . تناسب ميان سوخت تزريقی و سوخت برگشتی بستگی به فشار در خط برگشت سوخت مايع دارد. سوخت در عبور از شيارهای مماسی در محفظة چرخش، يك حالت چرخش گردابی شديد پيدا نموده و در نتيجه بعد از آنكه از نازل مشعل خارج ميشود بصورت ابری مخروطی شكل و به صورت پودر وارد محفظه احتراق ميگردد. در واقع مشعل های سوخت مايع به عنوان يك وسيله پودر كننده سوخت از محفظه چرخش دهنده استفاده ميكنند و نرخ تزريق سوخت را با اصل كنترل جريان برگشت كنترل مينمايند.

    مد احتراق ديفيوژن سوخت مايع
  • مد احتراق پريميكس سوخت مايعدر اين حالت، سوخت مايع از طريق نازلهای تزريق، در الگويي كاملا ً فشرده به داخل هوا و البته قبل از احتراق پاشيده ميشود. هر يك از اين نازلها بر روی سطح مخروط Diagonal Swirler، بين دو پره مجاور و در نقطهای پايين دست Swirler مستقر شده اند. سوخت مايع پس از عبور از اين ناز لها به قطرات بسيار ريزی تقسيم ميشود و سپس اين قطرات كه توسط دمای بالای هوا تبخير شده اند، قبل از رسيدن به جبهه شعله، كاملاً با هوا مخلوط می گردند . احتراق سوخت مايع نيز محدوديتهای خاص خود را دارد و از اين نظرمشابه سوخت گاز ميباشد بدين منزله كه اين نوع سوخت نميتواند كل بازه عملكرد توربين از 0 تا 100 درصد بار را پوشش دهد و حتما در بخشی از عملكرد بايد از احتراق ديفيوژن استفاده نمود. از سوی ديگر ازآنجا كه شعله در حالت پريميكس ناپايدار است هميشه مقداری از سوخت به صورت ديفيوژن بايد به محفظه احتراق برسد. در صورت كم كردن توان خروجی توربين (Load Rejection)، رساندن سوخت مايع به مشعل پريميكس متوقف ميگردد تا شعله های پريميكس خاموش شده و سوخت رسانی به مشعل ديفيوژن برای رسيدن به سطح مورد نيازجهت دستيابی به شعله پايدار افزايش يابد

    مد احتراق پريميكس سوخت مايع

انتشار NOx در حالت ديفيوژن Fue Oil

ميزان انتشار NOx را برای احتراق ديفيوژن Fuel oil نشان می دهد. همانگو نه كه ملاحظه ميگردد ميزان NOx در بار نامی405 ppm می باشد كه مقدار قابل توجهی است.

 ميزان انتشار اكسيدهای نيتروژن در حالت ديفيوژن گاز

ميزان انتشار اكسيدهای نيتروژن در حالت ديفيوژن گاز

انتشار NOx در حالت پريميكس Oil Fuel

در شكل زیر ميزان NOx بر حسب توان خروجی توربين برای حالتی كه سوخت مصرفی، Fuel Oil بوده و حالت احتراق پريميكس ميباشد نشان داده شده است. در محدوده صفر تا 50 درصد بار، عمل احتراق درمود ديفيوژن صورت ميگيرد. همانطوريكه ملاحظه ميشود در50 درصد بار نامی قبل از تغيير مد احتراق به پريميكس، ميزان NOx در بيشترين مقدار يعنی ppm 275در اين ميزان از بار قرار دارد اما به محض تغيير مد احتراق به پريميكس كه در همين مقدار بار صورت می گيرد ميزان NOx به شدت افت پيدا كرده و بهppm 70 ميرسد. در محدوده 50% تا 100% بار ميزان NOx به صورت خطی و با شيب اندكی افزايش می يابد و نهايتاً در بار نامی به pmm105میرسد

میزان تغییرات NOX بر حسب توان توربین برای حالت پریمیکس oil

میزان تغییرات NOX بر حسب توان توربین برای حالت پریمیکس oil

دقت شود كه در حالت پريميكس سوخت مايع، از بار نامی تا بار ماكزيمم افزايش قابل توجهی در ميزان NOx بوجود می آيد (در بار ماكزيمم ميزان NOx تقريباً به pmm130میرسد)