燃气轮机进气冷却技术现状及发展趋势

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1、第25卷第2期电力科学与工程Vo1．25，№．2Feb．。2009372009年2月EIectricP0werScienceandEngineering燃气轮机进气冷却技术现状及发展趋势王松岭，张莉娜，张学镭(华北电力大学能源与动力工程学院，河北保定O71003)摘要：对燃气一蒸汽联合循环加装进气冷却装置，可以在夏季高温时期增加机组出力，满足调峰需要。介绍了几种燃气轮机进气冷却技术，并对其进行比较，提出了一种冷却燃机进气的考法一一热管废热利用型LiBr吸收式制冷。该方法充分利用了电站低品位热能，使工质传热效率高、设备运行可靠、设备运行及维护费用低。关键词：燃气轮机；进气冷却；废热；热管中

2、图分类号：TM6l1．31文献标识码：A制冷，以除去进气的显热和潜热。1概述2．1直接接触式冷却直接接触制冷是利用水在空气中蒸发吸热来达燃气轮机以其体积小、启动速度快等优点，被到降低空气温度的目的，水不断喷向空气，湿空气认为是最适合用于调峰的机组，但在夏季用电高峰相对湿度不断提高，当相对湿度达到lO0％时，蒸时段，因温度较高导致机组出力下降，调峰能力大发降温过程停止。其基本生产过程如图1所示。直大削弱。据研究，环境温度升高1℃最大可导致接接触制冷系统简单，投资少，运行及维护费用燃气轮机额定发电能力下降1％⋯。低；但冷度较低，冷却后进气温度只能接近，却永燃气轮机出力随环境温度升高而下降，主

3、要是远也达不到环境湿球温度，受环境湿度及水温影响由于燃气轮机是恒体积流量的动力设备，流过的空较大，一般多用于高温、干燥的地区H】。我国新疆气质量取决于空气密度，气温越高密度越低，致使塔里木油田轮南电站夏季气温常常超过40℃，吸入压气机的空气质量流量减少，机组的作功能力相对湿度在10％左右，加装了蒸发空冷器后，机随之变小。另外，压气机的耗功量随吸入空气的热组功率增加，热耗率和排气温度有所下降。力学温度成正比变化，即大气温度升高时，压气机耗功增加，燃气轮机的净出力减小口。由此可见，加装进气冷却装置，在夏季尖峰负大荷期间能提高联合循环电站的发电能力，具有较高的社会效益和经济效益。另外，进气冷却

4、还可减小NO的排放p，保持燃气轮机发电的稳定性，减少机组维护费用。图1直接接触式制冷2进气冷却技术2．2间接接触式冷却间接接触式冷却：冷却介质与空气不直接接目前，进气冷却技术主要有两类：一类是直接触，通过空气冷却器冷却压气机进口空气。目前主接触制冷，以除去进气显热：另一类是间接接触式要方法有冰蓄冷冷却、LNG冷能利用、压缩式制收稿日期：2o08—12—10．作者简介：王松岭(1954一)，男，华北电力大学能源与动力工程学院教授38电力科学与工程2009年冷和废热制冷等几种形式。制冷方式不受环境影响，系统简单，体积小，占地2．2．1冰蓄冷冷却少，可以获得较低的制冷温度：但其最大的缺点是冰蓄

5、冷冷却是利用冰的潜热蓄能，在电网低谷需要消耗电力，尤其是在高峰时段要使用大量高峰的16h内，利用低价电驱动压缩制冷机制冰储存电，削弱了调峰电厂的调峰能力。另外，压缩式制冷量；在电网高峰的8h内，制冷装置停运，将储冷机所使用的CFC类工质会对臭氧层产生破坏作藏的冷量释放出来，用以冷却压气机进气。这样，用，影响人类的健康及生存。根据《蒙特利尔议定发电机运行一方面可以起到削峰填谷的作用，另一书》∞有关规定，该类工质即将停止使用。方面可利用峰谷电的差价获得利润。2．2．4废热制冷采用冰蓄冷技术最大的优点是利用了夜晚廉价将低温废热作为驱动热源进行制冷是现阶段众低谷电，但其系统复杂，初投资和占地面积

6、大，冷多学者研究的一个热门课题。在燃气一蒸汽联合循源来自于电力驱动的压缩式制冷机，电耗较大。该环电站，余热锅炉尾部烟气蕴含丰富余热，如果有方法既不节电也不节能，适用于峰谷电价差较大效利用，则可以大大提高能源利用率。利用废热制的地区。1992年，美国Nebraska电站为一台最大冷一般考虑采用氨一水、溴化锂一水等吸收式制冷功率为57Mw的燃气轮机安装了冰蓄冷系统，使方式。因氨吸收式制冷机的现场安装工艺性强，设其出力增加10．1MW。备庞大，造价高，防爆等级要求较高，且即使低浓2．2．2LNG冷能利用度的氨也很有毒性，所以一般考虑采用溴化锂吸收LNG被认为是地球上最干净的化石能源，同式制冷技

7、术。废气温度在350～400℃以上选用双时又是一种质量极高的冷能源。LNG储存的温度效机组，350℃以下选用单效机组。其应用方式一般为一160℃，使用前必须在LNG接受站再气主要有两种：蒸汽或热水型溴化锂吸收式制冷、热化为天然气，气化过程中会释放大量冷能，由于管废热利用型溴化锂吸收式制冷。LNG气化温度较低，故用一种易挥发的物质(一(1)蒸汽或热水型LiBr吸收式制冷般为乙二醇溶液)作为中间载冷剂，经过两级换热蒸汽或热水型LiBr吸