An Experimental Investigation of Combustion Characteristics in a Model Combustor by Reproduction of GE 7FA+e DLN-2.6 Gas Turbine

GE 7FA+e DLN-2.6 연소기를 모사한 모형 가스터빈 연소기의 연소불안정 특성에 대한 실험적 연구

The mainly objectives of this study was a combustion dynamics and instability characteristics in a model dump type combustor which is scale down of GE 7FA+e DLN 2.6 gas turbine combustor with running at Seo-Inchon combined cycle power plant. Model gas turbine injector has 2-stage swirl vane and it's reduced 1/3 size of the original one. The shape of plenum and combustor were designed for similar acoustic characteristics. As the result, this research have been shows the peak frequency of model combustor was changed quarter-wave mode to Helmholtz resonator mode in plenum and longitudinal mode in dump combustor at unstable flame conditions caused by the different of combustor temperature and fuel-air mixture distributions.

본 연구의 목적은 실제로 서인천 발전본부에서 운용하고 있는 GE 7FA+e DLN 2.6 가스터빈 연소기의 연소특성과 배기배출물에 대한 제어 연구를 소개하고 모형 가스터빈 연소기의 연소동특성 및 연소불안정 현상을 확인하고자 한다. 모형 연료노즐은 실제의 1/3 크기로 상사하여 제작되었고, 실제 노즐과 동일한 각도의 2단 스월러(swirl vane)를 가지고 있다. Plenum과 연소기의 형상은 실 가스터빈과 유사한 음향학적 특성을 가질 수 있도록 설계되었고 실험은 공기온도, 노즐출구 속도, 당량비, 연소실 길이를 변수로 이루어졌으며, 그 결과 연소실의 연소불안정 mode는 각각의 실험 변수에 따라서 연소실의 공진주파수의 영향, 연소온도와 공기-연료 혼합기 분포에 의해서 mode가 전이되는 현상을 확인하였다.