提高燃氣輪機效率的論述

梁樹輝

摘?要：文章先分析了提高燃氣輪機運行效率的具體方法，隨后介紹了兩種進氣冷卻方法，包括制冷式和蒸發(fā)式方法，希望能給相關(guān)人士提供有效參考。

關(guān)鍵詞：燃氣輪機;進氣冷卻;蒸發(fā)式

隨著我國能源需求量的不斷提高，社會群眾環(huán)保意識的不斷強化，從而為熱電和發(fā)電供應(yīng)方式提出了新要求，燃氣輪機具有低污染排放、低噪音和高效率等優(yōu)勢，在熱電聯(lián)供和改進發(fā)電方面擁有較強優(yōu)勢，進而受到了廣泛重視。

一、提升燃氣輪機效率的具體方法

燃氣輪機的運行原理主要是使用一種熱循環(huán)開式的模式，其動力源泉是大氣，同時大氣溫度還會隨著季節(jié)的改變而出現(xiàn)一定的變化，從而對燃氣輪機的運行效率產(chǎn)生極大的影響。夏季的氣溫較高，天氣炎熱，日常運行中的生產(chǎn)設(shè)備、生活設(shè)備等在運行中對于電量擁有較大的需求，需要保證設(shè)備在極端天氣狀態(tài)下依然能夠保持良好的運行能力。但因為設(shè)備固定運行模式等因素的影響，在天氣氣溫不斷上漲的條件下，燃氣輪機的運行效率也會相繼降低，同時在某種程度上還加重了燃氣輪機運行的熱損耗。為此導(dǎo)致其在夏季供電過程中容易發(fā)生各種效能下降的問題。針對這種問題，相關(guān)操作人員進行了深入的分析，并得出了針對性的解決方法。

燃氣輪機在其運行過程中，容易被大氣的氣溫狀況所影響，一旦大氣氣溫出現(xiàn)上升的問題，便會在一定程度上增加燃氣輪機運行中的熱耗率，從而降低燃氣輪機的輸出效率，使燃氣輪機的應(yīng)用性能出現(xiàn)相應(yīng)改變。結(jié)合具體的實驗研究發(fā)現(xiàn)，燃氣輪機運行中的環(huán)境溫度從原本的十五攝氏度上升至二十五攝氏度時，其輸出功率便會降低百分之七左右，而在整個的氣溫狀態(tài)提高到三十六攝氏度時，其輸出功率便會出現(xiàn)較為明顯的下降趨勢，降低幅度大概能夠達到百分之十五左右，嚴重的情況下，還會降低更多。在對燃氣輪機運行中的各種影響元素和基礎(chǔ)原理進行深入的調(diào)查研究基礎(chǔ)上，相關(guān)技術(shù)人員最終發(fā)現(xiàn)了一種有效的解決方法，便是通過進氣冷卻裝置系統(tǒng)幫助燃氣輪機運行中降低溫度，能夠有效提升燃氣輪機的運行效率。燃氣輪機效率提升和燃氣輪機運行流程改進之間具有密切的聯(lián)系，包括先進的防腐技術(shù)、高溫部件冷卻技術(shù)、優(yōu)質(zhì)的高溫材料和有效的循環(huán)方式等，此外還有先進的機械裝備技術(shù)和機械加工技術(shù)也能夠?qū)θ細廨啓C的運行效率產(chǎn)生積極影響。

二、進氣冷卻方法分析

（一）制冷式

制冷式方式還可以細分成兩種裝置一種是壓縮式的冷卻制冷裝置，這種設(shè)備主要是以冷循環(huán)壓縮式制冷模式為主，而依靠電力的消耗來形成冷源。這種方法在實踐運用中，不但有其優(yōu)勢，同時還存在一定的不足之處，其優(yōu)勢是初期的資金投入較少，可以獲得溫度較低的制冷氣溫。而其主要缺陷包括兩種層次，一是其運行中的耗電量較低，二是其自身的制冷能力降低時，并會對燃氣輪機的運行效率造成一定的影響。這種缺陷問題在一定程度上對設(shè)計人員在設(shè)計點方面的選擇造成了一定的影響。不管選擇狀況是什么樣子的，只要氣溫變化，便會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。[1]

另一種制冷方式為吸收式的制冷方式，大部分情況下，這種制冷方式還可以細分為兩種不同的模式，一是吸收氨氣的制冷模式，和核心優(yōu)勢是能夠有效獲得溫度較低的冷氣溫，但其主要缺陷是，相關(guān)制冷設(shè)備裝置在防爆方面擁有較高的要求，資金的投入量大，占地面積廣，因此在燃氣輪機運行中實際上很少使用到這一方式。第二是在燃氣輪機運行中應(yīng)用范圍較廣的吸收式制冷裝置，這種系統(tǒng)可以利用低位熱能實施制冷操作，和其他的制冷方式相比，這種制冷系統(tǒng)的主要運行優(yōu)勢是，在其運行過程中，其消耗的熱量在整個燃氣輪機中大概占據(jù)平余熱的百分之五。這一數(shù)值并不是固定的，在氣溫出現(xiàn)波動變化的條件下，這一數(shù)值也會產(chǎn)生相應(yīng)的變化。同時其中還有一點問題是，這種制冷系統(tǒng)能夠充分利用燃氣輪機的熱量殘余，制作出需要的冷氣溫，從而幫助燃氣輪機機組有效節(jié)省了運行成本。制冷負荷在百分之二十到百分之百的波動狀態(tài)下，可以促進設(shè)備裝置運行效率的全面提升。有利于設(shè)備裝置實現(xiàn)進氣冷卻，特別是那些冬夏氣溫存在較大差距的區(qū)域。系統(tǒng)裝置的主要缺陷是前提需要投入大量的資金，但其它關(guān)鍵的部件在運行中無需進行運作，后期的養(yǎng)護維修投入較大，同時該系統(tǒng)在運行中還不會出現(xiàn)任何噪音問題，擁有良好的環(huán)保效果。

（二）蒸發(fā)式

這種制冷方式主要是通過水蒸汽蒸發(fā)的方式達到一種降溫的效果。通常條件下，液態(tài)水與未飽和空氣進行接觸的過程中，便會出現(xiàn)一種傳質(zhì)和傳熱的活動。在水汽不斷蒸發(fā)的條件下，大氣內(nèi)部閃熱逐漸變成一種潛熱，能夠有效實現(xiàn)減少大氣溫度的目標。當下應(yīng)用范圍較廣的冷卻方式包括以下兩種：第一是將濕膜蒸發(fā)冷卻設(shè)備安裝到燃氣輪機的空氣過濾器進口位置的空氣通道當中，同時將充足的水分撒到設(shè)備表面，從而發(fā)揮出一種降溫目標。第二是噴霧冷卻，其具體的運行模式如下，在空氣通道中噴灑水分，等待水分的霧化，從而實現(xiàn)冷卻進氣的目標，但需要將其數(shù)值控制在允許的范圍之內(nèi)，如果超出了基礎(chǔ)的范圍值，便會對設(shè)備的穩(wěn)定運行造成一定的不良影響。隨著氣流傳播，噴出的水霧也會逐漸滲透到燃氣輪機內(nèi)部，但如果水分內(nèi)部摻雜著過多的雜志，便會對葉片造成一定的損壞，為此相關(guān)工作人員需要對水的純凈度進行嚴格控制，避免出現(xiàn)一絲疏忽。這種系統(tǒng)裝置的資金投入相對較少，工藝簡單，同時對于后期保養(yǎng)維修的要求也不是很高，因此廣泛應(yīng)用于燃氣輪機領(lǐng)域當中。[2]

三、結(jié)語

綜上所述，噴霧進氣冷卻技術(shù)能夠有效提高燃氣輪機的運行效率。通過對一系列的實例進行研究能夠發(fā)現(xiàn)，在空氣濕度不斷變化的條件下，冷卻的效果也會出現(xiàn)一定變化，濕度增加的條件下，冷卻的效果反而會有所降低。

參考文獻：

[1]孟麗，楊超.提高燃氣輪機效率的兩種進氣冷卻方式研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（12）：203.

[2]付玥，張懷翼.提高燃氣輪機出力和效率的穩(wěn)妥設(shè)計方法[J].機械工程師，2014（12）：292-293.