Способ дозирования топлива при подаче балластной жидкости в камеру сгорания газотурбинного двигателя

 

Использование: двигателестроение, способы дозирования топлива при форсировании газотурбинного двигателя подачей балластной жидкости в камеру сгорания. Сущность изобретения: определяют разность между расходом топлива, подаваемым непосредственно в камеру сгорания, и расходом минимальной производительности топливного насоса. Отбор топлива на эжектирование балластной жидкости производят с расходом, не превышающим указанную разность. 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам дозирования топлива при форсировании газотурбинного двигателя подачей балластной жидкости в камеру сгорания.

Известен способ дозирования топлива при подаче балластной жидкости в камеру сгорания газотурбинного двигателя путем подачи топлива непосредственно через регулятор расхода в камеру сгорания.

Недостатком известного способа является невысокая надежность работы двигателя в связи с возможностью превышения температуры газа перед турбиной при больших расходах топлива высокого давления.

Целью изобретения является повышение надежности работы двигателя.

Для этого в способе дозирования топлива при подаче балластной жидкости в камеру сгорания газотурбинного двигателя путем подачи топлива, отбираемого за топливным насосом двигателя на эжектирование балластной жидкости и непосредственно через регулятор расхода в камеру сгорания, определяют разность между расходом топлива, подаваемым в камеру сгорания, и расходом минимальной производительности топливного насоса, а отбор топлива за топливным насосом на эжектирование балластной жидкости производят с расходом, не превышающим указанную разность.

При предложенном способе расход топлива высокого давления G_тэ, отбираемого за насосом двигателя для эжектирования жидкости, не превышает разности расхода топлива, подаваемого в камеру сгорания G_ткс, и минимальной производительности топливного насоса G_тмин G_тэ≅G_ткс-G_тмин.

Другими словами, потребный расход топлива в камеру сгорания больше суммы расходов G_тэ b G_тмин G_ткс ≥G_тэ+G_тмин.

При этом топливный регулятор сохраняет возможность поддерживать расход G_ткс и, следовательно, заданные параметры работы двигателя (температуру газа перед турбиной или частоту вращения).

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит газотурбинный двигатель 1, имеющий компрессор 2, камеру сгорания 3 с топливным коллектором 4 и дополнительным коллектором 5 для подачи балластной жидкости и турбину 6. Коллектор 4 с помощью магистрали 7 подключен к топливному регулятору 8, который магистралью 9 соединен с топливным насосом 10. Между регулятором 8 и насосом 10 имеется перепускная магистраль 11. Коллектор 5 магистралью 12 соединен с эжекторным струйным насосом 13, который магистралью 14 с электромагнитным клапаном 15 подключен к выходной напорной магистрали 9 насоса 10, а магистралью 16 с электромагнитным клапаном 17 к емкости 18 с балластной жидкостью. На магистрали 14 установлен регулируемый дроссель 19, подключенный к основному топливному регулятору 8 и к электронному регулятору (не показан) двигателя 1. Емкость 18 может быть сообщена магистралью 20 с обратным клапаном 21 с полостью высокого давления за компрессором 2.

Способ осуществляется следующим образом.

Двигатель 1 запускают и выводят на заданный режим работы. При этом топливо от насоса 10 через регулятор 8 по магистрали 7 и коллектор 4 с форсунками поступает в камеру сгорания 3. Регулятор 8 дозирует расход топлива, необходимый для поддержания заданных параметров двигателя 1, например температуры газа перед турбиной. Избыток топлива, равный разности по производительности насоса 10 и потребного расхода топлива в камеру сгорания, регулятор 8 перепускает по магистрали 11 на вход насоса 10.

При форсировании по сигналу с пульта открываются электромагнитные клапаны 15 и 17. При этом отбирается часть топлива высокого давления за насосом 10 и поступает по магистрали 14 в струйный насос 13. В струйном насосе 13 балластная жидкость эжектируется отобранным топливом и полученная смесь по магистрали 12 и коллектору 5 с форсунками впрыскивается в первичную зону камеры сгорания 3. В зоне высоких температур смесь испаряется, пары топлива сгорают, а пары балластной жидкости создают избыточную мощность на турбине 6 без повышения температуры газа. Регулятор 8 для поддержания заданных параметров двигателя 1 уменьшает расход основного отдозированного топлива по магистрали 7 на величину расхода отобранной части топлива, поступающего в камеру сгорания 3 вместе с жидкостью по магистрали 12. При этом, чтобы не было превышения потребного расхода топлива в камеру сгорания, расход отобранной для эжекции части топлива G_тэ не должен превышать разности расхода в камеру сгорания G_ткс и минимальной производительности G_тмин насоса 10. Для регулирования расхода отобранной части топлива в пределах указанной разности используется дроссель 19, на который подаются команды с электронного регулятора двигателя.

Для прекращения форсирования закрывают клапаны 15 и 17, при этом перекрывается подача топлива высокого давления по магистрали 14 и эжектирования балластной жидкости прекращается.

Использование предлагаемого способа позволяет существенно повысить надежность работы газотурбинного двигателя при форсировании подачей балластной жидкости в камеру сгорания, так как полностью исключается возможность превышения параметров двигателя выше допустимых пределов.

Формула изобретения

СПОСОБ ДОЗИРОВАНИЯ ТОПЛИВА ПРИ ПОДАЧЕ БАЛЛАСТНОЙ ЖИДКОСТИ В КАМЕРУ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ путем подачи топлива в камеру сгорания через регулятор расхода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности двигателя, отбирают топливо на эжектирование балластной жидкости за топливным насосом, определяют разность между расходом топлива, подаваемым в камеру сгорания и расходом минимальной производительности топливного насоса, а отбор топлива за топливным насосом на эжектирование балластной жидкости производят с расходом, не превышающим указанную разность.

РИСУНКИ

Рисунок 1