提高燃气轮机效率的论述

梁树辉

摘 要：文章先分析了提高燃气轮机运行效率的具体方法，随后介绍了两种进气冷却方法，包括制冷式和蒸发式方法，希望能给相关人士提供有效参考。

关键词：燃气轮机;进气冷却;蒸发式

随着我国能源需求量的不断提高，社会群众环保意识的不断强化，从而为热电和发电供应方式提出了新要求，燃气轮机具有低污染排放、低噪音和高效率等优势，在热电联供和改进发电方面拥有较强优势，进而受到了广泛重视。

一、提升燃气轮机效率的具体方法

燃气轮机的运行原理主要是使用一种热循环开式的模式，其动力源泉是大气，同时大气温度还会随着季节的改变而出现一定的变化，从而对燃气轮机的运行效率产生极大的影响。夏季的气温较高，天气炎热，日常运行中的生产设备、生活设备等在运行中对于电量拥有较大的需求，需要保证设备在极端天气状态下依然能够保持良好的运行能力。但因为设备固定运行模式等因素的影响，在天气气温不断上涨的条件下，燃气轮机的运行效率也会相继降低，同时在某种程度上还加重了燃气轮机运行的热损耗。为此导致其在夏季供电过程中容易发生各种效能下降的问题。针对这种问题，相关操作人员进行了深入的分析，并得出了针对性的解决方法。

燃气轮机在其运行过程中，容易被大气的气温状况所影响，一旦大气气温出现上升的问题，便会在一定程度上增加燃气轮机运行中的热耗率，从而降低燃气轮机的输出效率，使燃气轮机的应用性能出现相应改变。结合具体的实验研究发现，燃气轮机运行中的环境温度从原本的十五摄氏度上升至二十五摄氏度时，其输出功率便会降低百分之七左右，而在整个的气温状态提高到三十六摄氏度时，其输出功率便会出现较为明显的下降趋势，降低幅度大概能够达到百分之十五左右，严重的情况下，还会降低更多。在对燃气轮机运行中的各种影响元素和基础原理进行深入的调查研究基础上，相关技术人员最终发现了一种有效的解决方法，便是通过进气冷却装置系统帮助燃气轮机运行中降低温度，能够有效提升燃气轮机的运行效率。燃气轮机效率提升和燃气轮机运行流程改进之间具有密切的联系，包括先进的防腐技术、高温部件冷却技术、优质的高温材料和有效的循环方式等，此外还有先进的机械装备技术和机械加工技术也能够对燃气轮机的运行效率产生积极影响。

二、进气冷却方法分析

（一）制冷式

制冷式方式还可以细分成两种装置一种是压缩式的冷却制冷装置，这种设备主要是以冷循环压缩式制冷模式为主，而依靠电力的消耗来形成冷源。这种方法在实践运用中，不但有其优势，同时还存在一定的不足之处，其优势是初期的资金投入较少，可以获得温度较低的制冷气温。而其主要缺陷包括兩种层次，一是其运行中的耗电量较低，二是其自身的制冷能力降低时，并会对燃气轮机的运行效率造成一定的影响。这种缺陷问题在一定程度上对设计人员在设计点方面的选择造成了一定的影响。不管选择状况是什么样子的，只要气温变化，便会影响系统的稳定性。[1]

另一种制冷方式为吸收式的制冷方式，大部分情况下，这种制冷方式还可以细分为两种不同的模式，一是吸收氨气的制冷模式，和核心优势是能够有效获得温度较低的冷气温，但其主要缺陷是，相关制冷设备装置在防爆方面拥有较高的要求，资金的投入量大，占地面积广，因此在燃气轮机运行中实际上很少使用到这一方式。第二是在燃气轮机运行中应用范围较广的吸收式制冷装置，这种系统可以利用低位热能实施制冷操作，和其他的制冷方式相比，这种制冷系统的主要运行优势是，在其运行过程中，其消耗的热量在整个燃气轮机中大概占据平余热的百分之五。这一数值并不是固定的，在气温出现波动变化的条件下，这一数值也会产生相应的变化。同时其中还有一点问题是，这种制冷系统能够充分利用燃气轮机的热量残余，制作出需要的冷气温，从而帮助燃气轮机机组有效节省了运行成本。制冷负荷在百分之二十到百分之百的波动状态下，可以促进设备装置运行效率的全面提升。有利于设备装置实现进气冷却，特别是那些冬夏气温存在较大差距的区域。系统装置的主要缺陷是前提需要投入大量的资金，但其它关键的部件在运行中无需进行运作，后期的养护维修投入较大，同时该系统在运行中还不会出现任何噪音问题，拥有良好的环保效果。

（二）蒸发式

这种制冷方式主要是通过水蒸汽蒸发的方式达到一种降温的效果。通常条件下，液态水与未饱和空气进行接触的过程中，便会出现一种传质和传热的活动。在水汽不断蒸发的条件下，大气内部闪热逐渐变成一种潜热，能够有效实现减少大气温度的目标。当下应用范围较广的冷却方式包括以下两种：第一是将湿膜蒸发冷却设备安装到燃气轮机的空气过滤器进口位置的空气通道当中，同时将充足的水分撒到设备表面，从而发挥出一种降温目标。第二是喷雾冷却，其具体的运行模式如下，在空气通道中喷洒水分，等待水分的雾化，从而实现冷却进气的目标，但需要将其数值控制在允许的范围之内，如果超出了基础的范围值，便会对设备的稳定运行造成一定的不良影响。随着气流传播，喷出的水雾也会逐渐渗透到燃气轮机内部，但如果水分内部掺杂着过多的杂志，便会对叶片造成一定的损坏，为此相关工作人员需要对水的纯净度进行严格控制，避免出现一丝疏忽。这种系统装置的资金投入相对较少，工艺简单，同时对于后期保养维修的要求也不是很高，因此广泛应用于燃气轮机领域当中。[2]

三、结语

综上所述，喷雾进气冷却技术能够有效提高燃气轮机的运行效率。通过对一系列的实例进行研究能够发现，在空气湿度不断变化的条件下，冷却的效果也会出现一定变化，湿度增加的条件下，冷却的效果反而会有所降低。

参考文献：

[1]孟丽，杨超.提高燃气轮机效率的两种进气冷却方式研究[J].山东工业技术，2019（12）：203.

[2]付玥，张怀翼.提高燃气轮机出力和效率的稳妥设计方法[J].机械工程师，2014（12）：292-293.