摘要：目前来说，利用燃气轮机发电技术已经普及我国的各大热电厂，然而燃气轮机在使用的过程当中必须要面对很不乐观的维护问题。燃气轮机在运行过程中会因为很多问题，造成燃机的发电能力降低，比如说燃烧用天然气的洁净程度得不到有效的控制，杂质容易在压气机中积聚，积聚严重时将腐蚀压气机的基体金属。特别是在南方的地区夏季温度很高，燃机发电机组随着环境温度的升高，自身的发电能力就会降低；这样的现象可能会造成燃气轮机的效率逐渐降低，同时有可能影响其使用寿命。现在很多电厂通过燃机进气冷却的技术，解决了随着温度的升高使发电能力降低的问题，从而提高了燃机的发电能力。
关键词：燃机 环境温度 进气冷却 提高发电
通过多年的研究和探寻，很多公司成功的利用燃机进气冷却的技术提高了燃机的发电能力[1]，燃机进气冷却技术主要是通过降低燃气轮机进气的温度，增大进气的密度，提高进气的质量流量，从而增大了燃气轮机的出力；同时，随着进气温度的降低，压气机所占的耗功也减少，从而使燃机整体出力得到进一步提高。燃气蒸汽联合循环投产以来，燃机进气冷却技术[3]解决了燃机发电机由于燃机天然气的洁净程度得不到有效的控制，杂质容易在压气室积聚，甚至导致腐蚀基体金属的问题；同时也解决了特别是在南方的地区夏季温度很高，燃机发电机组随着温度升高自身的发电能力降低的问题。
一、问题分析
自燃气蒸汽联合循环投产以来，解决了随着环境温度的升高造成发电能力降低的问题，提高了燃机的发电能力。燃机发电机组出力与大气温度的关系大致是这样：当大气的温度是15℃的时候，额定出力是46.6MW；当大气温度是35℃的时候，出力只能达到额定出力的90%；如果再因为其它的人为的因素或者是自然的因素，实际的出力可能只能达到额定出力的85%左右。由此可以看出燃机发电机组随着温度升高自身的发电能力就会降低。如果是在南方比较湿热的地区，尤其是夏天的时候，气温很高，湿度也很大，更会造成燃机发电机组随着温度升高自身的发电能力降低的问题。为了提高燃机发电机组的发电能力，我们必须要解决影响燃气轮机发电能力的问题。
二、研究及其装置
为了提高燃机发电机组的输出功率，我们必须想办法解决燃气轮发电机进气温度升高的问题，采用冷却进气是比较常见的解决方法。冷却的方式分为直接冷却和间接冷却两种类型，直接冷却采用的方法是直接喷水，这样的方法效率高然而一旦发生故障，对燃气轮发电机造成的危害会非常大，因为水进入压气机的原因可能会造成燃气轮机的损坏；另外由于空气当中由水产生热蒸汽而造成余热锅炉排烟的酸露点变高。间接冷却主要是利用溴化锂制冷间接冷却的方法进行冷却，效率会比较低。
三、研究技术确定
利用燃机进气冷却技术提高燃机的发电能力主要是利用直接冷却技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆直接冷却技术主要包括了燃气轮机雾化冷却系统和湿压缩系统，其中燃气轮机雾化冷却系统主要是在压气机进口的地方喷入体积比较小的雾状水滴，当水蒸发的时候就会吸热，从而能够降低压气机进口处空气的温度，并可以降低压气机的耗能，进而解决燃机发电机组随着温度升高自身的发电能力就会降低这样的问题。湿压缩系统主要是在压气机进口的地方或者压气机的级间喷入体积比较小的雾化水滴，水在蒸发的时候就会吸热，从而冷却了空气在压气机由于压缩过程产生的热量，使压气机的压缩过程向等温压缩方向发展，从而提高了燃机的机械功率。
四、创新技术
在没有安装燃机进气冷却系统之前，燃气轮机的当前出力和设计出力都会随着压缩机入口温度的升高而输出比降低。然而在安装燃机进气冷却系统之后，燃机发电机组的发电能力随着环境温度的升高并不会降低。燃气轮机的当前出力和设计出力都会随着压气机入口温度的升高其输出比反而会得到提高。形成这样的原因是由于水蒸汽在进气过滤器后经过蒸发冷却后会吸收热能，从而能够降低燃气轮机进口温度，另外还可能是因为刚进入的空气和水相接的时候，两者会发生热传递过程，促使空气的温度降低，从而提高了燃气轮机在温度比较高的情况下的效率。另外安装燃机进气冷却系统之后，如果该系统的效率随着温度的升高而降低，该系统可以进入自我保护的一种状态，它会自动的报警，甚至自动停机。另外燃机进气冷却系统中的燃气轮机雾化冷却系统和湿压缩系统对燃气轮机自身的质量以及安全是不会产生危害的。
五、应用情况
模拟投入进气冷却及湿压缩装置的燃气轮机的运行相比没有投入的时候发电功率由34.2MW上升为37.4MW, 温度控制线由524℃降低为521℃，排烟温度由524℃降低为520℃，轮间温度由431℃降低为420℃，燃气流量由70 000 Nm3/h上升为74000 Nm3/h。由此可见投入进气冷却及湿压缩装置燃气轮机的运行可以明显提高燃机发电功率；另外投入进气冷却及湿压缩装置的燃气轮机可以使燃气轮机压气机出口的温度降低，这样即使燃烧室里的火焰非常的浓烈，由于燃气轮机压气机出口空气非常的冷，冷空气就会进入燃烧室内从而可以降低燃烧的程度；这样也可以减少燃气燃烧所产生的氮氧化物，从而就可以降低氮氧化物的排放，从而可以有效地保护环境。由于燃气轮机压气机出口空气非常的冷，冷空气就会进入燃烧室内从而可以降低燃烧室内的温度，保护燃烧室的金属材料；由于进来的冷空气温度比较低，也可以保护过渡段以及燃机透平入口的金属部件，从而提高燃机整体的使用寿命。
结论：
利用燃机进气冷却技术以提高燃机的发电能力，这套系统主要包括了燃气轮机雾化冷却系统和湿压缩系统。在安装了燃机进气冷却系统之后，燃机发电机组的发电能力随着环境温度的升高并不会降低；燃气轮机的出力随着压气机入口温度的升高其输出比反而会得到提高；采用此技术还可以降低燃机燃机燃烧过程中产生的氮氧化物的含量，减少对环境的污染。此技术解决了特别是在南方的地区夏季温度很高，燃机发电机组随着温度升高自身的发电能力就会降低的问题。此技术不仅节约了资源，而且还防止了环境的污染，所以该项技术具有着非常好的的市场前景以及推广意义。
参考文献：
[1]高致远,马庆涛.利用燃机进气冷却技术提高燃机的发电能力[J]. 通用机械,2013年。
[2] 郝洪亮,刘志坦,常连成,张涛.燃机进气冷却技术探讨[J].电力科技与环保.2013年。
[3]姚爱芳,袁立言.水冷柴油机的冷却液与高温冷却技术[J].车用发动机.2014年。
论文作者:武雄飞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/8
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