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，包括制冷式和蒸發式方法，希望能給相關人士提供有效參考。

關鍵詞：燃氣輪機;進氣冷卻;蒸發式

隨著我國能源需求量的不斷提高，社會群眾環保意識的不斷強化，從而為熱電和發電供應方式提出了新要求，燃氣輪機具有低污染排放、低噪音和高效率等優勢，在熱電聯供和改進發電方面擁有較強優勢，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的改變而出現一定的變化，從而對燃氣輪機的運行效率產生極大的影響。夏季的氣溫較高，天氣炎熱，日常運行中的生產設備、生活設備等在運行中對于電量擁有較大的需求，需要保證設備在極端天氣狀態下依然能夠保持良好的運行能力。但因為設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。為此導致其在夏季供電過程中容易發生各種效能下降的問題。針對這種問題，相關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，使燃氣輪機的應用性能出現相應改變。結合具體的實驗研究發現，燃氣輪機運行中的環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提高到三十六攝氏度時，其輸出功率便會出現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原理進行深入的調查研究基礎上，相關技術人員最終發現了一種有效的解決方法，便是通過進氣冷卻裝置系統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系，包括先進的防腐技術、高溫部件冷卻技術、優質的高溫材料和有效的循環方式等，此外還有先進的機械裝備技術和機械加工技術也能夠對燃氣輪機的運行效率產生積極影響。

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，這種設備主要是以冷循環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，不但有其優勢，同時還存在一定的不足之處，其優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計人員在設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，便會影響系統的穩定性。[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，相關制冷設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用范圍較廣的吸收式制冷裝置，這種系統可以利用低位熱能實施制冷操作，和其他的制冷方式相比，這種制冷系統的主要運行優勢是，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平余熱的百分之五。這一數值并不是固定的，在氣溫出現波動變化的條件下，這一數值也會產生相應的變化。同時其中還有一點問題是，這種制冷系統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下，可以促進設備裝置運行效率的全面提升。有利于設備裝置實現進氣冷卻，特別是那些冬夏氣溫存在較大差距的區域。系統裝置的主要缺陷是前提需要投入大量的資金，但其它關鍵的部件在運行中無需進行運作，后期的養護維修投入較大，同時該系統在運行中還不會出現任何噪音問題，擁有良好的環保效果。

（二）蒸發式

這種制冷方式主要是通過水蒸汽蒸發的方式達到一種降溫的效果。通常條件下，液態水與未飽和空氣進行接觸的過程中，便會出現一種傳質和傳熱的活動。在水汽不斷蒸發的條件下，大氣內部閃熱逐漸變成一種潛熱，能夠有效實現減少大氣溫度的目標。當下應用范圍較廣的冷卻方式包括以下兩種：第一是將濕膜蒸發冷卻設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備表面，從而發揮出一種降溫目標。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，從而實現冷卻進氣的目標，但需要將其數值控制在允許的范圍之內，如果超出了基礎的范圍值，便會對設備的穩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部，但如果水分內部摻雜著過多的雜志，便會對葉片造成一定的損壞，為此相關工作人員需要對水的純凈度進行嚴格控制，避免出現一絲疏忽。這種系統裝置的資金投入相對較少，工藝簡單，同時對于后期保養維修的要求也不是很高，因此廣泛應用于燃氣輪機領域當中。[2]

三、結語

綜上所述，噴霧進氣冷卻技術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現，在空氣濕度不斷變化的條件下，冷卻的效果也會出現一定變化，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].山東工業技術，2019（12）：203.

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