提升燃气轮机功率的技术措施

摘 要：当前时代经济高速发展，同时西气东输项目获取了显著的成就，此时为燃气轮机项目带来了很多的优势。此类电厂还在不断的发展，它的技术能力的优劣是判定一个国家的科技能力和军事水平的关键标志要素。文章论述了提升燃气轮机功率的措施和几种措施的特征。

关键词：燃气轮机；进气冷却；湿压缩；程氏循环

前言

轮机发展结合性能的革新可以从两个层次中开展。第一是提升透平进口处的气温，其是经由完善高温零件的材料和完善相关的冷却科技来获取的。而且切实的完善压气机等的活动功效。此类活动关键是靠着材料项目以及相关的动力学内容等来实现的。只有多项学科和科技一起进步才可以为设备的发展奠定坚实的根基。其次在能量梯级利用以及在燃气循环的不同点注水、蒸汽或者用水和空气以外的其他工质，或是插入一些交换设备，确保循环体系更为精准，功效更优秀。比功以及流量的增加等都会使得动力的输出变多，水以及蒸汽的添加会使得有毒物质减少，降低了对生态的干扰。压气机的进气冷却，湿式压气机技术、程氏循环以及注水注汽都是这方面的典型技术。本文拟就第二方面的措施做一叙述。

1 压气机进气冷却技术

该进气体系是使用进气冷却科技，它的意义是降低进气的气温，提升总的空气总数，降低耗损，确保设备的功率增加，热效率提升。该项科技涵盖非常多的内容，具体的讲有如下的一些。

1.1 溴化锂吸收式制冷进气冷却技术

进人压气机的空气温度Tl越低，它的压缩功就会变小，所以设备需要的功率就会变低。在一样的透平气温中，设备的功率就变高了。针对此类体系通常是由四个体系构成的：制冷模块，盘管模块和分配与电气控制模块。对于制冷模块，其涵盖制冷以及散热等等，还感概管路以及相关区域的连接头。模块设置在专门的底盘中。它由溴化锂制冷机和控制制冷过程的辅机构成。吸收式溴化锂制冷机从用户现场获得蒸汽作为热源。散热单元将是制冷机的散热设备。它既可以安装在制冷单元之上以减少制冷模块的占地，也可以安装在靠近或远离制冷单元的地方。盘管模块包括冷却盘管、制冷机的供给与回流管路和进气过滤室的接口设备。还有除雾器、凝结水盘与排水装置。冷却盘管置于进气过滤室和燃机进气室之间。这些盘管一般采用翅片式冷却盘管。分配与电气控制模块包括管道、管道支架、输水管道以及连接制冷模块与盘管模块的电路和底座。电气控制模块包括所有用于控制的硬件、软件和电路。控制系统一般基于PLC。可以很方便地与电站的DCS系统联成一体。电器硬件可以在一个带底盘的箱体上。

溴化锂吸收式进气制冷装置一般使用联合循环电站的蒸汽作热源。这些蒸汽可以从联合循环汽轮机的抽汽口抽汽，压力在0.4-0.8Mpa。由于抽走了部分蒸汽降低了蒸汽轮机的输出功率。通过散热盘管的换热使压气机进口温度下降，从而降低压气机耗功，增加了透平输出功率。一般来说对GE公司6B型燃气轮机压气机进口温度每下降1℃，可以增加透平输出功率25.6kw，而整个燃气蒸汽联合循环电站的总功率则增加221kw。联合循环发电的热效率约降低0.2个百分点。

1.2 进气蒸发冷却装置

在进气过滤室与进气室之间安装蒸发冷却装置，它需要一个很小的泵组，向蒸发器泵送冷却水。冷却水会在蒸发设备中不断的被汽化，从压气机的吸人空气中吸收热量，此时设备的进气气温变低了。该装置的最为显著的特征是使用的能量非常低，在湿度不是很高的区域中，对进气冷却的意义非常优秀。比如在夏天气温非常干的区域中，以美国唐纳森公司生产的蒸发冷却装置为例，在CW251Bll燃气轮发电机组上的蒸发冷却效果是：在大气温度为2℃情况下，投人蒸发冷却装置系统后，压气机的进气温度降低了8℃，压气机进气温度每降低1℃，燃气轮发电机组的热效率相对值可提高0.43%：功率相对值提高0.734%，联合循环热效率相对提高0.1%%，联合循环功率相对提高0.586%。燃气轮机蒸发冷却装置使用的冷却水是常温的自来水。如果使用经过制冷装置生产出来的低温制冷水作为蒸发冷却装置的冷却水，其作用将更加突出。

1.3 雾化冷却技术

它是说在设备的过滤装置的下方和消音设备的上方，设置一个喷嘴。通过水泵来供应。此时水就会被雾化变成非常小的水滴。此类水滴在32℃的夏季，可以将进气温度降低15℃。根据美国Florida电力公司的InteI"cession城电厂和Debar斗电厂的运行数据，用在GE公司的7FA燃气轮发电机组上，输出功率可以增加6-SMW。其针对夏天用电量高的时候来讲是非常有益处的。为确保功率增加，该单位将雾化科技变为过量喷雾内冷却技术。这种技术通过在进气流中注人超过可蒸发量的雾化水而实现。没有蒸发的水滴流到设备中，而且在此处蒸发，然后压缩，进而经由增加比重等而增加功率。经由两季的使用得知，该项科技能够将功率增加很多。对体系检查的时候也没有出现不利现象。

2 湿式压缩技术

该科技最初是在上个世纪的后期的时候得到的。使用的机型有W501，WSOIDSA，W501D5，GT-24，GE6B，LM250等机组。其是在设备的进气处放入水，确保空气冷却到近乎饱和的状态，同时降低进口的气温，确保功效提升，此时排气气温的下降就会使得越来越多的物质被燃烧。而且总的空气的流量变多了，所以输出的功率也变多了。

该项科技能够和别的冷却科技共同用。由于液滴的撞击在压气机第一级动叶的前缘存在磨蚀，一般是在规划维护的时间段对其设置，此类磨损存在，不过不是很厉害。它的适用气温范围非常宽，能够在一年多的时间中运用，它的发电量显著的变多，可以确保投资在短时间中回笼。Caldwell能源公司的湿压缩技术（CwCITM）系统的设计，分析到这个体系在平时和问题等状态下对于设备的干扰，所以对其变形以及磨损等等的开展了综合化的分析，此时断定该体系是稳定的。

3 程氏循环

我们可以通过分析设备的特点，经由降低入口的气温来增加功率，除了这个措施之外是不是还有别的一些方法来提升其功率呢。通过分析得知利用程式循环就可以实现这个目标。

其是一类能够回收剩余热量的体系。它利用设备排放的热量，经由锅炉生成蒸汽，把其看成是工质，回注到设备的燃烧区域中。此时另外的工质，空气和燃料融汇到一起之后在其中燃烧。两类工质获取热量之后一起做功，此时使得发电总数变多了。而且不需要之前的循环中需要的设备和多项零件等，精简了体系。因为一些蒸汽被放到设备的燃烧区域中，能够降低火焰烧着的气温，进而可以减少毒气的排放总数。同时燃气力有水蒸气，此时就会使得传热指数增加，对于改善换热效益来讲非常好。在一样的燃气温降背景中，能够从气体中获取非常多的热，确保锅炉的功效增加，最终使得总体的机组的做功变多了，此时总体的换热性就增加了。它还能够减少透平之前的气温，增加高温件的使用时间。它生成的发电量和蒸汽量是没有多大关联的，有着非常高的灵便性以及功效特点。

通过上文的分析得知，设备在不变化本体构造的背景中，能够经由多项措施来提升它的输出功效，所有的措施都有着自身的特征。针对实际的单位来讲，可以结合自身的状态和氛围等选取适合自身的措施。

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