Учёные Самарского университета разработали мультитопливную горелку для газотур-бинных установок

Учёные конструкторского бюро «Водород СМ» Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва при активном участии специалистов АО «Силовые машины» создали и испытали универсальную горелку для газотурбинных установок (ГТУ), способную работать на самом различном газообразном топливе – от обычного метана до чистого водорода. Это первое в России горелочное устройство для ГТУ, которое сможет работать на стопроцентном водородном топливе. В перспективе данная разработка должна помочь в развитии «зеленой» энергетики и декарбонизации энергетической отрасли.

Принцип работы горелки построен на сжигании топливно-воздушной смеси в микрофакелах по аналогии с жидкостными ракетными двигателями. Для подачи топлива используется множество сопел малого диаметра, благодаря чему достигается высокая скорость истечения топлива. Далее топливо попадает в специальную перфорированную пластину и смешивается с воздухом, в результате достигается равномерное горение, что соответствует требованиям к современным газотурбинным установкам.

По словам начальника КБ – старшего научного сотрудника Самарского университета Сергея Матвеева, главное преимущество разработки заключается в возможности использования любого природного газообразного топлива. В дальнейшем специалисты планируют обеспечить возможность использования синтез-газа. Авторы подчёркивают, что универсальная горелка подойдет не только для новых установок, но и для модернизации уже имеющихся ГТУ. Для установки устройства потребуется только изменить фронтовую часть камеры сгорания и систему подвода топлива, без замены агрегатов целиком.

Среди других преимуществ авторы разработки называют её малошумность и экологичность: по данным исследований, содержание опасных окислов азота NOx в продуктах сгорания значительно ниже, чем у горелок, используемых в настоящее время в составе ГТУ.

Дальнейшие исследования фундаментальных процессов горения метано-водородных смесей и водорода планируется проводить в рамках проекта, победившего в этом году в конкурсе президентской программы Российского научного фонда (РНФ) на получение гранта по направлению "Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых": "Механизмы снижения вредных выбросов в энергетических установках за счет использования водорода и метановодородных видов топлива" 2022-2025 г.