燃气轮机进气冷却技术发展现状和前景研究

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1、燃气轮机进气冷却技术发展现状和前景研究　　【摘要】在本文中，介绍了中国的燃气涡轮机的发展现状，燃气轮机入口空气冷却的意思，介绍了国内和国外燃气轮机入口空气冷却技术的发展，分析的各种技术的特性，及燃气轮机在中国的发展前景。【关键词】进气冷却；燃气轮机；发展现状；前景分析引言工质取白天大气的开放式循环称为燃气轮机的热力循环，其功率好坏受多种因素影响，特别大气条件的影响很大。伴随着大气温度的升高，其输出功率下降，热耗率也相应增加，夏季电厂处于用电高峰季节，需要汽轮机满负荷运转，但燃气轮机因气温升高，出力下降使调峰的能力受到影响。夏季是原料气充足的季节，然而进口气流温度过高燃气轮机

2、输出功率下降，导致发电量不足，效益下降。因此，对燃气轮机进口空气进行冷却，是消除环境温度升高的影响，提高燃气轮机性能的有效办法。1就目前燃气轮机发电站的发展在世界范围内，燃机轮机电厂已广泛使用，因为其热效率高，环保性能好，能快速启动和运动灵活等优点。全年新增装机容量在世界上，超过1/3的燃气-5蒸汽联合循环机组，燃气轮机发电在电力结构中已成为一个重要的部分，在美国是接近1/2。自1987年以来，发电燃气轮机动力的年产量已经超过了数年生产功率的蒸汽涡轮机发电。1996，1997年，美国净增装机容量约4100MW，燃气轮机电1500MW，占约36.6%。据不完全统计，我国从20

3、00年至2004年的新建电厂中，将天然气作为发电动力的发电厂占93%。上世纪80年代以来，燃气轮机发电技术在中国快速发展，从300MW至1999年安装容量7200MW，占2.4%。1.1燃气轮机电站性能受外界大气温度影响虽然燃气轮机及联合循环电站有很多优势，在国内和世界各地的，也得到了快速发展。根据燃气轮机的工作特性，它是一种定容装置，其性能与外界环境温度密切相关。大气温度升高时，将会使空气密度减小，进入压缩机的空气质量下降，所以，大气温度升高燃气涡轮机的输出功率下降；也使压缩机的压缩比降低，导致燃气涡轮中的减少的工作量；升高的环境温度也使压缩机效率也有下降。我们可以根据A

4、lstom公司的给出的燃气涡轮发电机组的性能和环境温度之间的关系的变化在图1。从图1可以得出燃气轮机进气2进气冷却技术燃气轮机进气冷却技术主要有两大类：一类是直接接触制冷方式，除去进气显热为主要目的；一类是间接接触式制冷方式，把进气过程的显热和潜热去除是主要目的。52.1直接接触式这种加热的空气中的水分来蒸发吸热的方式来实现冷却的方法被称为直接接触冷却，其过程中水被连续地喷入空气，使空气的相对湿度增加，当相对湿度达到100%时，将停止蒸发吸热降温过程。这种方式投资少，设备简单，维护和运营成本低，但缺点是冷却后的温度永远达不到环境湿球温度，冷度较低，受水的温度和环境湿度较大的

5、影响，通常用于高温，干燥的地方。2.2间接接触式目前经常使用的间接接触式冷却方式有（1）吸收制冷冷却、（2）压缩制冷冷却、（3）蓄冷冷却。我们将分别介绍各种冷却方式。2.2.1吸收制冷利用电厂发电产生的余热来驱动制冷这种方式称为机吸收制冷，这种方法通过表面式热交换器交换热量来降低燃气轮机进气温度，以增加出力、提高效率。该方式可以利用低品位热能，且可充分利用电站余热，目前具有发展较快、应用较多的趋势。2.2.2压缩制冷压缩制冷采用压缩式制冷循环，消耗机械功（电力），得到的冷源，所以，在热交换器中冷却燃气涡轮机压气机5的进气。这种具有系统简单，初始投资较低，低的冷却温度等优点，

6、但其缺点是需要消耗更多的电力。有接近三分之一的输出功用于驱动制冷系统运转，使利用冷却进气带来的效益大大降低，所以该方法应用较少。2.2.3蓄冷冷却存储冷却基本上是压缩制冷冷却，压缩式制冷消耗的机械功（能量）是根据存储的冷却技术。该技术利用在电网低谷用电高峰电网之间的差异使用低成本的电力驱动制冷机得到存储在存储设备中的冷，电网高峰期，制冷设备停止运行时，释放的存储设备存储冷冷却燃气轮机进气温度，增加产量，提高效率。因此，一方面可以增加低谷期的功耗，同时增加高峰发电量，起到调整网络的负载的作用。由于储冷是用低价电，增加功率的电网高峰期的高价电从电源价差实现了利润翻番的效果。3结

7、论及情景分析进气冷却技术可以提高燃气涡轮机的性能，相比新燃气轮机电站投资要少得多。在各种方式中，各机组要根据当地的天气数据，进气冷却的温度特性，燃料价格，电价，资金，选择的合适的冷却方式。在一般情况下，电站的资金短缺，且在炎热，干燥的地方，可以考虑使用的直接接触冷却，而低品味的热量可以利用的电站，采用废热热管型溴化锂吸收制冷不失为一种明智的选择，充分利用电厂的低品位热量，热效率高，运行可靠，操作和低维护成本。5我国经济的快速发展，带动了比如“引进液化天然气”、“西气东输”等重大工程的实施，根据规划，我国还将在东南沿