喷雾蒸发冷却技术在燃气轮机上的应用..
中国科学院将在大连筹建清洁能源国家实验室
参 考文献 ：
［ 】 志 明 ． 斌 ， ． 气 轮 机进 气 喷雾 蒸 发 冷 却 的 经 济性 分 析 ［］ １徐 吴 等 燃 Ｊ
４２ ％ ， ．４ 功率相对值 提高 １ ．９ ， 么 ， 降低进 气 ２５ ％ 那 每 温度 １ ℃时 ， 气 轮发 电机 组 的热效 率 相 对值 可 提 燃 高 ０ ３ ％； 功率相 对值 提高 可达 １０ ％。其 他 两 ．７ 而 ．９ 台机组进行 了类似 的试验 ， ＃机组蒸 发冷却器 系统 ４ 投 入运行 后 ， 气 温度 从 ２ ． ℃降 到 １ ． ￣ 降 温 进 ４６ ５ ２Ｃ， 幅度为 ９４Ｅ， ．＇ 相应功 率增加 为 ６ ４Ｗ ； ＃机组蒸 发 ５ｋ ５
的相对湿度 同理论 上 的理 想状 态存 在 一定 的差 距 。 因此 ， 发冷 却器 投运 的温 降值 仍存 在 一定 的提升 蒸
空 间。
（ ） 率增加相 对值为 ： ４功
△ Ⅳ ＝（ １０ １０ ／ １０ ２５ ％ ９ ２ —８０ ）８０ ＝１ ．９
由以上 计 算 结 果 可 以看 出 ： 进 气 温 度 降 低 当 １ ．℃时 ， 气 轮 发 电机 组 的 热 效 率 相 对 值 提 高 １６ 燃
方 向包 括传统能源 洁净利用 研究和可替代 能源前瞻性研究 两大方 面 ， 研 内容涵 盖石油化工 、 科 天然气 、 炭 、 煤
太阳能 、 生物质能 、 氢能等诸 多方面 ， 目标规 模是在能源研 究领 域走在 世界前 列 ， 为 国际层 面 有地 位 、 影 成 有
响的实验 室 ， 中国经济 、 为 社会 实现可持续 发展提供强有力 的科技支撑 。 ３ ０多个 ， 以全 面加强 国家基础科 学研究 ， 提升 科技 自主创新 能力。 ． ． ‘
喷雾蒸发冷却器的原理及应用效果分析
－ ／ ： Ｆ
情况 下 电网的负 荷 随着 大气 温度 升高 而 升 高 ， 与 这
燃气 轮机 发电机 组 的 实际 出 力相 对 立 ， 以发挥 高 难
温 天气燃 机作 为调 峰 电站 的作 用 。所 以 ， 法 提高 设
燃气 轮机 发 电机 组 高 温 季 节 的 出力 有 着 重 要 的意 义 。而降低 燃气 轮 机 的进气 温度 ， 在 高 温季 节提 是
图 １ Ｔｔ ｌ０ 组 功 率 及 热 耗 率 随大 气 温 度 变 化 曲线 ｉｎ３ 机 ａ
大气温 度对 于燃气轮 机功率 和效率 有如 此大 的 影响 ， 这是 由于 以下 三方 面原 因造成 的 ： ①随 着大气
１ 大 气 温 度对 燃 机 特 性 的影 响
燃 气轮 机热力 性能受 大气温 度影响很 大 。根 据 不 同类 型 的燃 机 ， 气 机 进 气 温 度 每 升高 １￣ 燃 压 ０Ｃ， 机 出力下 降 ６ ～１ ％或者 更 高 Ｊ ％ ０ 。以轮 南燃 机 电 站 中的 Ｔｔ ３ ｉｎ１０机 组 为 例 ： ａ 在海 拔 高 度 ９９ 进 气 ２ ｍ、 道 压 力 损 失 １０ １ ｍ ２ 、排 气 道 压 力 损 失 ０ ．ｍ Ｈ ０
第２ 卷 ｌ
第４ 期
《 燃
气
轮
机
技
术》
Ｖｏ ． Ｎｏ． １２１ ４ Ｄｅ ， ０ ８ ｃ． ２ ０
２０ ０ ８年 ｌ ２月
ＧＡＳ ＴＵＲＢ Ｅ ＴＥＣＨＮＯＬｏＧＹ
喷 雾蒸 发 冷却 器 的原 理及 应 用效 果分 析
綦 惟 恒 徐 志 明２ 郭 闻州。张建 明４ 樊 川４ 吴 斌 ， ， ， ， ，
这样 ， 就会使得 燃气 轮 机 的功 率 和效 率 如 图 ｌ那 样 的关 系变化 。因此 ， 用进 气 冷 却技 术 降低 燃 气 轮 采
有关燃机进气冷却技术的探讨
有关燃机进气冷却技术的探讨摘要：燃机发电机组在运行的过程中，会散发出大量的热量，在燃机发电机组周围形成高温环境，而如果不采取冷却技术进行冷却操作，发电机组周围的温度将会不断升高，当温度超过燃机发电机组所能承受的最高温度后，燃机发电机组的输出功率将会受到极大的影响，甚至出现停止工作的情况。
因此，在燃机发电机组的运行时，需要采取冷却技术，降低周围的温度，从而防止损坏燃机发电机组，保证燃机发电机组的正常运行。
下面，笔者将对燃机进气冷却技术进行探讨。
关键词：燃机；进气冷却；技术随着我国能源紧张的情况日益加剧，天然气作为一种优质的化石能源，对改善我国能源结构，促进我国社会经济的可持续发展具有重要的作用。
燃气发电利用天然气进行发电，作为一种新型发电方式，燃气发电因其所使用的能源的优势，相比于传统的火力发电，具有较高的安全性以及利用效率。
随着我国天然气管网建设能力的不断增强，我国天然气发电能力也在不断增加，并且随着燃气轮机的不断发展，燃气发电已经进入到了快速发展的阶段。
1.温度对燃机的影响机理1.1温度对燃机的影响机理在燃机的设计中，采用的燃机运行环境变量都是以标准工况为参照，但是燃机在实际运行的过程中，由于燃机周围的环境温度以及大气压等与标准工况存在一定的差异，从而影响到燃机的性能，进一步将降低燃机的输出功率[1]。
同时，燃机进气的质量以及空气流量等都与标准工况的参数存在一定的偏差，这将引起燃机运行的性能参数发生变化。
当燃机周围的环境温度发生变化时，压气机的压比会下降，这就需要通过增加压气机的功耗来维持标准压比；并且，由于燃机属于定容设备，当压气机中压入的空气质量降低时，燃机的发电效率将会同时降低。
燃机环境温度的升高，引起压气机能耗的增加以及燃机发电效率的降低，是造成燃机输出功率降低的主要原因。
1.2温度对燃机的影响相比于传统的常规发电站，燃气轮机所代表的联合循环发电站具有安全、高效率、经济效益高等优势，对推动我国的可持续发展具有重要的作用。
燃气轮机进气冷却技术发展现状及前景分析
【 摘
要】 在本文 中，介绍 了中国的燃 气涡轮机 的发展 现状 ，
燃 气轮机入 口空气冷却的意思 ，介绍 了国内和 国外燃 气轮机入 口空 气冷却技 术的发展 ，分析的各种技术 的特性 ，及燃 气轮机 在中国的 发展 前景 。 【 关键 词 】 进 气冷却；燃气轮机 ； 发展 现状 ；前景分析
及出力与环境空气温度 之间的关系式 如下
Ｐ （％ ）＝ ｉ Ｉ Ｉ ． １ ７ ２—０ ． ７ ４ ４ ８ Ｔ ห้องสมุดไป่ตู้ １ ）
采用废 热热管型溴化 锂吸收制冷不失为一种明智的选择，充分 利用 电厂的低 品位热量 ，热 效率高 ，运行可靠，操作和低维护成本 。
科 技 论 坛
燃气轮机进气冷却技术发展现状及前景分析
鲁春 林
（ 内蒙古鄂尔多斯乌审旗苏里格燃气发 电有限责任公司 ）
这种加热 的空气中的水分来蒸发吸热的方式来实现冷却的方法 被称为直接接触冷却 ，其 过程 中水 被连 续地 喷入 空气 ，使空气 的相 对湿度增加 ，当相对湿度达 到 １ ０ ０ ％时，将停止蒸发吸热降温过程 。 这种方 式投 资少 ，设备简 单，维护 和运 营成本低 ，但 缺点是冷却后 的温度永远达不到环 境湿球温度 ，冷度 较低 ，受水的温度和环 境湿 度较大 的影响，通常用于高温，干燥的地方。 ． ２ ． ２ 间接接触式 引言 工质 取 白天大气 的开放式循环 称为燃气轮 机 的热力循环 ， 其功 目前经常使用的 间接接触式冷却方式有 （ １ ） 吸收制冷冷却、（ ２ ） 率好坏受 多种 因素影 响，特别大气条件的影响很大 。伴随着大气温 压缩制冷冷却 、（ ３ ）蓄冷冷却 。我们将分别介绍各 种冷却方式 度 的升高， 其输 出功率下 降， 热耗率也相应 增加 ， 夏季 电厂处于用 电 ２ ． ２ ． １吸 收制冷 高峰季节，需要汽轮机满负荷运转 ， 但燃气轮机 因气温升高， 出力下 利 用 电厂 发 电产生 的余热来 驱动制 冷这种方 式称 为机吸收制 降使调峰 的能力 受到影 响。夏 季是原料气充足的季节，然而进 口气 冷 ，这种方法通过表面式热交换器 交换热量来 降低燃气轮机进气温 流温度过高燃气轮机输 出功率下 降， 导致发 电量不足，效益下 降。 因 度， 以增加 出力 、提高效率 。该方式可 以利用低 品位热 能，且可充 此， 对燃气轮机进 口空气进 行冷 却， 是消除环 境温度升高的影响，提 分利用 电站余热， 目前具有发展较快、应用 较多的趋势 。 高燃气轮机性能 的有效办法 。 ２ ． ２ ． ２压缩制冷 １就 目前燃 气轮机发电站的发展 压缩制冷采用压缩式制冷循环 ，消耗机械功 （ 电力） ，得 到的冷 源，所 以，在热交换器 中冷却燃气涡轮机压气机 的进气 。这种具有 在世界 范围内，燃机轮机 电厂已广泛使用，因为其热效率高 ， 环保性能好 ，能快速启动和运动 灵活等 优点。全年新增装机容量在 系统简单，初始投资较低 ，低 的冷却温度等优点 ，但其缺点是 需要 世界上 ， 超过 １ ／ ３ 的燃气 一 蒸汽联合循环机组 ， 燃气轮机发电在 电 消耗更多的电力。 有接近三分之一的输 出功用 于驱动制冷系统运转 ， 力结构中 已成为一个重要的部分 ，在 美国是接近 １ ／ ２ 自１ ９ ８ ７年 以 使利用冷却进气带来的效益大大降低 ，所 以该方法应用较少 。 来 ，发 电燃气轮机动力 的年产量 已经超 过了数年生产功率的蒸汽涡 ２ ． ２ ． ３蓄冷冷却 轮机发电 。 １ ９ ９ ６ ，１ ９ ９ ７年，美国净增装机容量约 ４ １ ０ ０ ｔ ￣ ／ ，燃气轮 存储冷却基本上是压缩 制冷冷 却， 压缩式制冷消耗的机械 功（ 能 机电１ ５ ０ ０ ｔ ￣，占约 ３ ６ ． ６ ％。据不完全统计 ，我 国从 ２ ０ ０ ０ 年至 ２ ０ ０ ４ 量）是根据存储的冷却技术 。该技术利用在 电网低谷用 电高峰 电网 年的新建 电厂中 ， 将天然气作为 发电动力 的发 电厂 占９ ３ ％。上世纪 之间的差异使用低成本的 电力驱动制冷机得到存储在存储设备 中的 ８ ０ 年代 以来， 燃气轮机发 电技术在 中国快速发展 ， 从３ ０ ０ Ｍ Ｗ至 １ ９ ９ ９ 冷，电网高峰期，制冷设备停止运行时 ，释放的存储设备存储冷冷 却燃气 轮机进气温度 ，增加产量，提高效率。因此，一方面可 以增 年安装容量 ７ ２ ０ ０ Ｍ Ｗ ，占 ２ ． ４ ％。 加低谷 期的功耗，同时增加高峰发 电量 ，起到调整网络的负载的作 １ ． １燃气轮机 电站性能受外界大气温度影响 虽然燃气轮机及联合循环 电站有 很多优 势，在 国内和世界各地 用。由于储冷是用低价电，增加功率的 电网高峰期的高价 电从 电源 的，也得到 了快速发展 。根据燃气轮机 的工作特 性，它是一种定容 价差实现 了利润 翻番 的效果 装置 ，其性能与外界环境温度密切相关 。 大气温度升 高时，将会使 ３ 结论及情景分析 空气密度减小，进入压缩机的空气质量 下降，所 以，大气 温度升高 进气 冷却技术可 以提高燃气涡轮机的性能 ，相比新燃气轮机电 燃气涡轮 机的输出功率下降 ： 也使 压缩机 的压缩 比降低 ， 导致燃气涡 站投资要少得多。在 各种方式中，各机组要根据当地的天气数据 ， 轮中的减 少的工 作量 ： 升高的环境 温度也使压缩 机效率 也有下降。 我 进 气冷 却的温度 特性 ，燃料价格， 电价，资金，选择的合适的冷却 们 可 以根据 Ａ ｌ ｓ ｔ ｏ ｍ公司 的给 出的燃气涡轮发 电机组 的性 能和环境 方式。在 一般情 况下，电站的资金 短缺，且在炎热，干燥 的地 方， 温 度之间的关系的变化 在图 ｌ 。从图 ｌ可以得 出燃气轮机进气流量 可以考 虑使 用的直接接触 冷却，而 低品味的热量 可以利 用的电站 ，
利用蒸发原理的应用实例
利用蒸发原理的应用实例1. 蒸发冷却系统蒸发冷却系统是一种利用蒸发原理降低空间温度的应用实例。
这种系统通常由一个水箱和一台风扇组成。
当水箱内的水通过蒸发形式转化为水蒸气时，它会吸热并降低周围环境的温度。
1.1 工作原理•水箱内填充有吸水性能较好的材料（如纤维素棉花）。
•将水注入水箱内，使材料充分吸湿。
•当风扇工作时，它会将空气吹向水箱。
•水箱内的水分会蒸发，并吸热产生水蒸气。
•同时，蒸发会消耗一定的热量，降低周围环境的温度。
1.2 应用领域•实验室和工业生产现场：用于降低温度和提供舒适的工作环境。
•室外活动：提供户外活动场所的临时降温。
2. 蒸发测量仪器蒸发测量仪器是一种用于测量液体蒸发速率的设备。
它广泛应用于气象、环境监测、农业等领域。
2.1 仪器组成•蒸发测量仪器通常包括一个测量蒸发速率的传感器和一个数据采集系统。
•传感器可以是基于红外线原理、电阻、电容等多种原理来进行蒸发测量。
•数据采集系统可以记录传感器测量到的数据，并进行分析和处理。
2.2 应用领域•水资源管理：蒸发测量仪器可以帮助监测水库、湖泊等水体的蒸发速率，提供水资源管理的参考依据。
•农业灌溉：蒸发测量仪器可以帮助农民测量土壤表面的蒸发速率，从而调整灌溉水量。
•环境监测：蒸发测量仪器可以用于监测湿地、池塘等环境中的蒸发情况，提供环境保护的数据支持。
3. 蒸发式燃料喷射系统蒸发式燃料喷射系统是一种用于提高发动机燃烧效率的系统。
通过利用燃料蒸发过程中吸热的特性，可以提高燃烧效率并减少尾气排放。
3.1 工作原理•蒸发式燃料喷射系统通过喷射器将燃料细微地喷入燃烧室。
•燃料在喷射过程中会迅速蒸发，吸收周围环境的热量。
•蒸发过程使得燃料与空气更好地混合，提高燃烧效率。
•同时，燃料蒸发过程中产生的热量可以帮助提高燃烧室的温度，使得燃烧更完全。
3.2 应用领域•汽车工业：蒸发式燃料喷射系统是现代汽车燃油系统的关键部件，可以提高汽车的燃油利用率，减少尾气排放。
燃气轮机进气冷却技术综述
燃气轮机进气冷却技术综述摘要：燃气轮机机进气冷却技术是一种提高燃机发电机组在高温环境下出力的关键技术，研究、实践燃机进气冷却技术具有重要意义。
本文探讨了大气温度对燃机出力影响的机理，介绍了燃机进气冷却应用的发展过程，并分析对比了燃机进气冷却的主要方式及主要优缺点，可对燃机进气冷却技术的工程应用提供参考关键词：燃气轮机；进气温度；进气冷却引言当前，世界能源正处于一个新的转型期，天然气作为优质的化石能源，在构建安全、稳定、经济、清洁的能源格局中的作用日益增强。
燃气轮机发电因其能源利用效率高、安全可靠、社会效益和经济效益好等特点受到世界范围的广泛重视。
但环境温度对燃气轮机性能影响甚大，此特点已经引起人们的普遍重视，由此产生了燃气轮机进气冷却技术，而采用燃气轮机进气冷却技术可以降低燃机进气温度，提高机组发电效率，增强燃机在高温环境下运行的经济性。
并在实践中得到了广泛应用。
1. 进气温度对燃气轮机效率的影响燃气轮机是以布雷顿循环为原理的热能动力机械，它主要由压气机、燃烧室和透平三大部件组成。
图1为工质取自大气的开式循环燃气轮机工作过程原理图，压气机从外界连续吸人空气并使之增压，同时空气温度也相应提高；压送到燃烧室的空气与燃料混合燃烧成为高温、高压的燃气；燃气在透平中膨胀作功，推动透平带动压气机和发电机一起高速旋转；从透平中排出的乏气排至大气放热，燃气轮机就把燃料的化学能转变成热能，又把部分热能转变成机械能。
在燃气轮机的热力循环中，工质在燃烧过程所能达到的温度越高，机组的比功就越大。
在有摩擦等不可逆现象存在时，这个规律仍然适用，随着T3的增高，机组的热效率还能不断的提高。
当大气温度下降时，假如进气压力保持不变，空气的比体积就会减小，即压缩过程的初始点将沿着等压线向左移动，当它经历等熵压缩过程而达到同一个压力时，空气的温度和体积都比较小，这就意味着压缩过程所需消耗的压缩功将随大气温度的下降而不断减少。
因而当燃气初温一定时，机组的比功就会增大。
燃机电厂燃气轮机叶片冷却技术研究与实践
燃机电厂燃气轮机叶片冷却技术研究与实践燃机电厂燃气轮机叶片冷却技术研究与实践随着能源需求的不断增长和环境保护的要求日益严格，燃机电厂作为一种高效、清洁能源发电装置得到了广泛应用。
而其中核心部件之一，燃气轮机的叶片冷却技术对于其稳定运行和寿命延长起着至关重要的作用。
本文将从燃气轮机叶片冷却的需求出发，探讨相关的技术研究与实践。
1. 叶片冷却的需求燃气轮机叶片作为传动能量的关键部件，承受着高温高压气体的冲击和腐蚀。
因此，叶片冷却技术的应用迫在眉睫。
首先，叶片冷却可以降低金属材料的温度，提高叶片结构的强度和寿命。
其次，冷却过程可以减少叶片受热部位的热应力，降低材料的热疲劳。
此外，叶片冷却还能够减少叶片与气流的摩擦，降低能量损耗，提高燃气轮机的综合效率。
2. 叶片冷却技术的分类根据冷却介质的不同，燃气轮机叶片冷却技术可以分为内部冷却和外部冷却两种类型。
2.1 内部冷却技术内部冷却技术主要是利用冷却气体通过叶片内部通道进行冷却的方法。
常用的内部冷却技术有对流冷却、冷凝冷却和换热器冷却等。
其中，对流冷却是通过冷却气体在叶片内部形成流动来实现冷却的目的。
冷凝冷却则是利用冷凝相变过程释放大量热量来冷却叶片。
换热器冷却则是通过与冷却介质进行热交换，将冷却介质的温度降低。
2.2 外部冷却技术外部冷却技术主要是利用冷却介质对叶片表面进行冷却的方法。
常用的外部冷却技术包括膜冷却、喷雾冷却和升压冷却等。
膜冷却是在叶片表面贴附一层薄膜，利用薄膜吸收热量并通过冷却介质传递热量来实现冷却效果。
喷雾冷却则是通过喷洒冷却介质在叶片表面形成薄膜，并通过蒸发吸收热量来冷却叶片。
升压冷却是利用气流的加速和膨胀效应，通过增加冷却空气的速度和压力来提高冷却效果。
3. 技术研究与实践案例为了提高燃机电厂燃气轮机叶片冷却技术的效果，相关的技术研究与实践也在不断进行。
3.1 空气膜冷却技术空气膜冷却技术是一种常用的外部冷却技术。
研究人员通过实验和数值模拟的方法，对空气膜冷却技术进行了系统的研究。
提高燃气轮机效率的两种进气冷却方式研究
提高燃气轮机效率的两种进气冷却方式研究燃气轮机是一种常见的燃烧机械，它通过燃烧燃气来产生动力。
燃气轮机在运行过程中会受到高温环境的影响，导致效率下降和寿命缩短。
为了提高燃气轮机的效率，研究人员提出了多种进气冷却方式，并进行了深入的研究和实验。
本文将着重介绍两种提高燃气轮机效率的进气冷却方式，并探讨它们的优缺点及适用范围。
1. 空气冷却空气冷却是一种常见的进气冷却方式，它通过将大气中的冷空气引入燃气轮机的进气道，以降低进气温度，从而提高燃气轮机的效率。
空气冷却的优点在于成本低、操作简单，且不需要额外的冷却介质。
空气冷却也可以有效地降低燃气轮机的进气温度，从而减少燃气轮机的燃料消耗和排放。
在一些需要简单快速提高燃气轮机效率的场景中，空气冷却是一种非常实用的选择。
空气冷却也存在一些缺点，最主要的就是空气本身的冷却能力有限，尤其是在高温环境下，空气的冷却效果会受到一定的限制。
由于空气冷却需要消耗大量的空气资源，所以在一些资源短缺的情况下，空气冷却并不是一个可行的选择。
空气冷却还存在一定的压力损失，这也会对燃气轮机的效率产生一定的影响。
水蒸气冷却也存在一些缺点。
水蒸气冷却需要消耗大量的水资源，尤其是在干旱地区或水资源短缺地区，使用水蒸气冷却可能会导致水资源的浪费。
水蒸气冷却会增加燃气轮机的复杂度和维护成本，因为需要专门的水蒸气冷却系统来处理水蒸气的注入和排出。
水蒸气冷却也存在一定的腐蚀和结垢问题，需要额外的防护措施来保证系统的正常运行。
空气冷却和水蒸气冷却是两种常见的提高燃气轮机效率的进气冷却方式。
空气冷却操作简单，成本较低，适用于部分需要临时提高效率的场景；而水蒸气冷却冷却效果更佳，能够提供额外的蒸汽动力，但需要消耗大量的水资源，并且增加了系统的复杂度和维护成本。
在选择进气冷却方式时，需要综合考虑燃气轮机的运行环境、资源状况和经济成本等因素，从而选择适合的进气冷却方式来提高燃气轮机的效率。
未来，随着科技的不断进步，进气冷却技术也将不断改进和创新，为燃气轮机的运行效率提供更多的选择和可能性。
燃气轮机进气冷却技术及其应用
燃气轮机进气冷却技术及其应用摘要：夏季高温时，对燃气轮机进气进行冷却，可以增加机组出力，提高机组的调峰能力。
介绍几种燃气轮机进气冷却技术，阐明各自的优缺点，并进行了比较，对燃机电厂进气系统加装冷却装置改造具有一定的参考意义。
关键词：燃气轮机；进气冷却；工程应用1 概述燃气发电机组因启停速度快，运行灵活，现已逐渐成为电网主力调峰机组。
夏季为用电高峰期，但夏季高温却严重制约燃气机组出力，大大削弱其调峰能力。
有数据表明，在环境空气温度为5℃时，燃气轮机输出功率为额定出力的107%，而在35℃时只有额定值的85%。
即温度升高1 ℃时，燃气轮机机组出力下降将近1% 。
进气温度与燃气轮机出力关系如下所示：燃气轮机可看做恒体积流量的动力设备，通过燃气轮机的介质体积恒定。
环境温度越高，进气温度也越高，空气密度就越低，体积相同情况下，进入燃气轮机的空气质量减少，机组做功出力也就随之变小。
另外，压气机耗功量与进气温度是正比关系，即进气温度升高，压气机耗功增加，燃气轮机的净出力减小。
反之，进气温度降低时，进入燃气轮机的空气质量增加，燃气轮机出力可增加。
由此可见，燃气轮机进气系统加装空气冷却装置，在夏季高温时，能增加燃气机组的发电能力，提高机组调峰能力，具有较高的经济效益和社会效益。
2 燃气轮机进气冷却技术燃气轮机进气冷却技术可分为直接接触制冷和间接接触式制冷。
直接接触制冷可除去显热，间接接触式制冷可以除去显热及潜热。
2.1 直接接触式冷却燃气轮机进气直接接触制冷原理很简单，通过在进气装置内用水雾喷向空气，水与空气直接充分接触，利用水在空气中蒸发吸热来达到降低空气温度的目的。
此时，空气相对湿度会不断提高，湿度达到100%时，蒸发吸热降温过程也将停止。
燃气轮机进气直接接触制冷系统简单，投资少，运行及维护费用低。
但也有其局限性，受环境湿度影响较大，降温空间小。
对环境湿度大的地区不适用，一般多用于高温、干燥的地区。
其流程如图 1 所示。
浅述燃气轮机的进气冷却技术
道 内空间不 足或 者没 有空间进行该蒸发冷却装置 的安装 ； 同时 ，
即 使 安 装 了 该装 置 ， 在 冬 季 将会 增加 压损 Ｉ ｌ ｌ 。 １ ． ２ 制 冷 冷却
１ ． ２ ． １ 吸 收制 冷
由于潜热负荷是大多数 冷却负荷的主要构成部分 ，冷却 系
在 吸收制冷方式 中 ，制冷机的驱动是利用 电厂余热来实 现
的， 进 而 将 冷 源 提 供 给 燃气 机 。 该 方 法 是 为 了提 高 燃 气 轮 机 的效
率及增加 出力 ，其 降低进 气温度是通过表面式 的热交换 器来 实 现的。根据制冷剂 的不 同吸收制冷可分为 Ｌ ｉ Ｂ ｒ 吸收制冷 和氨气 吸收制冷 两种方式 。伊 朗 Ｃ ｈ ａ ｂ ａ ｈ ａ ｒ电站采 用 Ｌ ｉ Ｂ ｒ 吸收制冷 技
气 冷 却 是提 高 燃 气轮 机 出 力 的 最有 效 的方 法 。 本 文 的 目的是 介 绍进 气冷 却 的各 种 装 置 ， 讨 论 影 响燃 气轮 机 进 气冷 却 系统 适 用 性 的 主 要 因素 以及 对 冷 却 系统 的 经 济性 进 行 分 析
关键词 ： 燃 气轮 机 ： 进 气冷 却 ： 经 济性
摘
要： 燃 气 轮 机 所 处 的 环 境 温 度 在 很 大程 度 上 影 响 着 其性 能 。 空 气 密 度 会 随 着环 境 温度 的上 升 而 降低 ． 这 样 就 会 导 致 流过 燃
气 轮 机 透 平 和 压 气机 的 质 量 流 量减 少 ， 从 而 导 致 燃 气轮 机 的 出 力 下降 。可 以采 用 对进 气进 行 冷 却 的 方 式避 免 透 平 出 力 降低 问题 进
将 作为冷却介质的水与进气直接接触 的冷却方式 为喷雾 冷 却 方式 ， 它是利用 了蒸发吸热 的原理 ， 水在空气 中蒸发进 而吸热
维萨拉燃气轮机应用指南说明书
应用指南更冷、更密实的空气可提高输出和效率就燃气轮机效率而言，空气密度的影响是众所周知的：更密实的进气增加了质量流速，因此提高了燃汽轮机的输出和效率。
空气密度与温度成反比，这意味着温度升高会降低空气密度，从而降低燃气轮机的效率和功率。
进气冷却（特别是在温暖和炎热的环境中）通常用于补偿由于空气温度高而造成的效率损失。
即使空气温度有些许降低，也会引起功率输出的显著提高。
空气温度每降低 1°C ，输出功率可提高多达 0.5%。
有几种技术可用于冷却进气。
一种常见的解决方案是喷雾器，该系统通过喷嘴将水喷到气流中，从而随着水滴的蒸发使空气冷却。
雾化的另一好处是空气湿度的增加减少了燃烧过程中产生的 NOx 排放。
确保燃气轮机以最高效率运转是操作员的首要目标。
在当前的经济环境下，任何能提高生产率进而提高利润的做法显然都很受欢迎。
从环境角度看，燃气轮机尽量高效运转和减少排放量也很重要。
幸运的是，有几种方法可以提高燃气轮机的输出功率。
其中最重要的是，控制燃烧室入口空气的湿度和温度，因为这会直接影响燃气轮机的效率、排放和运转可靠性。
除了在温暖或炎热的条件下冷却进气外，湿度也是避免寒冷气候下产生结冰现象的关键因素。
如果湿空气接近结冰，则需要防冰系统保护压缩机免受快速移动的冰粒所造成的损害。
通过精确的湿度测量优化燃气轮机性能空气温度每降低 1°C ，输出功率可提高多达 0.5%。
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可使用准确的进气湿度测量增大涡轮机输出功率。
要实现最佳的控制，需要准确的湿度信息鉴于进气系统内空气的高速流动，必须防止水滴和冰粒进入压缩机和涡轮机，以免造成代价高昂的损坏和腐蚀。
浅谈如何提高燃气轮机的热效率
浅谈如何提高燃气轮机的热效率燃气轮机装置是大型联合循环机组，具有启动快、调节峰值性能强等诸多优势，使用的范围比较广泛。
但是在高温等条件的影响下，燃汽轮机的输出功率会大幅度降低，不利于生产。
文章分析了影响燃气轮机热效率的因素，提出了提高燃气轮机热效率的方法措施，希望对燃气轮机更高效的运转提供参考。
标签：燃气轮机；工作原理；影响因素；措施前言随着人类社会的不断发展，对环境的破坏日益严重，人们也越来越重视环保。
燃气轮机以其同等单位体积出能大、体积小的优势被广泛用在航空和轮船舰艇动力等。
带压缩机或带发电机是地面主要的应用领域。
对于沿海发达的缺电地区，调峰电厂应用的比较多，还应用在内地输送电困难地方的自备电厂。
总而言之越来越多的企业纷纷意识到节能减排，提高效率的重要性，研究人员也将研究的重点放在了如何在自然条件下提高燃气轮机装置的热效率上。
燃气轮机是大型联合循环机组，有很多因素可以影响其热效率的充分发挥，从它的影响因素出发来控制其对联合机组的影响，是达到节能减排效果的良好方式，这和医学上的对症下药有着异曲同工之妙。
文章将重点对影响燃气轮机热效率的因素进行分析。
1 燃气轮机的工作原理其实燃气轮机的工作原理是比较简单的，类似于喷气式飞机的喷气引擎。
自然空气从燃气轮机组的进气口进入，通过压气的叶片将空气压力升高后，空气进入燃烧室。
在与燃烧室内喷入的天然气混合后，点火燃烧。
气体燃烧受热后急剧膨胀。
然后进入涡轮区，经过一级一级的叶片，逐级推动叶片转动。
直到从出气口排出。
叶片转动带动轴的转动，这样也就转动了轴上带着的机械，从而实现了燃气轮机组联合运转。
至于燃气轮机的工作过程如下：自然空气源源不断的被压气机装置吸入，经过有效压缩，将压缩后的空气再进入燃烧室，进而和天然气完全融合后燃烧，形成了高温燃气，这时气体急剧膨胀，流入燃气涡轮中运用膨胀原理作功，促进涡轮叶轮旋转，与此同时将压气机叶轮带动起来一起旋转。
加热后的高温燃气作功的能力提高的是比较明显的，所以燃气涡轮在其带动压气机的同时，还是有一些剩余的功作为燃气轮机的输出。
燃气轮机进气冷却技术在国内应用的现状,应用瓶颈及对策
燃气轮机进气冷却技术在国内应用的现状，应用瓶颈及对策篇一咱今天就唠唠这燃气轮机进气冷却技术在国内的那些事儿。
前段时间啊，我去参观了一个发电厂，那里面有好几台燃气轮机。
当时正是大夏天，外面热得人都快冒烟了，我就想着这燃气轮机在这么热的天里工作，效率能高吗？果不其然，电厂的工作人员就跟我抱怨，说这气温一高啊，燃气轮机的出力就明显下降了，发电成本也跟着上去了。
这就是目前国内很多地方面临的现状之一，这燃气轮机进气冷却技术还没有得到广泛而有效的应用。
就拿我知道的一些小型工业企业来说，他们也有用燃气轮机的，但是对于进气冷却这一块，大多都是采用比较简单、原始的方法，像弄个喷水装置在进气口那儿喷点水降降温。
我有一次去一个工厂，看到他们那个喷水装置，就跟个小喷泉似的，水喷得到处都是，而且效果也不咋好。
这进气温度是降了一点，但不均匀啊，有些地方还是热得厉害，这燃气轮机工作起来还是吭哧吭哧地不顺畅。
在一些大型的发电厂或者能源企业呢，情况稍微好一点，有的已经引进了国外的进气冷却技术和设备。
但是这也带来了新的问题，那就是成本高啊！我听说有个电厂买了一套进口的进气冷却系统，安装调试的时候，那些外国专家来了一大帮，每天的费用高得吓人。
而且后续的维护也麻烦，要是设备出了点小毛病，还得等人家外国的技术人员来修，这一来一回，时间成本和金钱成本都不得了。
再说说这技术的应用瓶颈吧。
首先就是技术的复杂性。
这燃气轮机进气冷却技术可不像我们想象的那么简单，它涉及到热力学、流体力学等好多专业知识。
有一次我参加一个技术研讨会，台上的专家在讲进气冷却技术的原理，什么焓值啊、湿度比啊，听得我一头雾水。
对于很多国内的企业来说，要掌握这些技术，还得花大力气培养专业人才，这可不是一朝一夕的事儿。
还有就是设备的可靠性和稳定性。
我有个朋友在一家能源公司工作，他们公司的进气冷却设备老是出故障。
有一回，大夏天的用电高峰期，这设备突然就罢工了，可把大家急坏了。
一检查，原来是一个关键的冷却部件因为长时间高温工作给损坏了。
提高燃气轮机效率的两种进气冷却方式研究
提高燃气轮机效率的两种进气冷却方式研究摘要：伴随着我国对能源和动力的需求日益增加以及老百姓的环保意识普遍增强，在一定程度上给发电和热电联供方式提出了新的要求，而具备高效率、低噪音、低污染物排放等优点的燃气轮机技术正好在改进发电和热电联供这一方面具有十分突出的优势，因而获得了电力及动力等多个部门的重视。
此外，需要注意的一点是，燃气轮机在作业时特别容易受到外部环境温度的影响，当外部环境温度升高时，就会在一定程度上减少了设备的出力，随之也降低了设备的效率，特别是在气温高的夏天，该现象将会变得尤为突出。
在这样的背景下，本文对如何有效地提升设备热效率展开了深入地讨论。
关键词：燃气轮机；效率；进气冷却1燃气轮机热效率提升的方法燃气轮机采用了一种开式的热循环模式，其动力主要来自于大气，而大气的温度会因为季节的变化而产生相应的变化，这在很大程度上影响了燃气轮机的效率。
在气温高的夏天，日常、生产设备等都需要大量用电，这就要求设备必须具备在极端条件下高效运作的能力，但由于设备受到固有模式的影响，随着气温的升高，其效率就会出现某种程度的降低，并在一定程度上增加了热损耗，因而夏天供电特别容易出现低效能的现象。
为了有效地处理好该现象，工作人员对产生该问题的原因进行了深入的剖析，并成功地找到了解决办法。
燃气轮机在工作的过程中极易受到大气气温的影响，一旦大气气温上升，就会在一定程度上提高燃气轮机的热耗率，从而导致其输出效率的下降，燃机性能随之也会出现一定的变化。
据研究表明，当燃气轮机的气温度从15℃上升为25℃时，它的输出功率将降低7%左右，而当进气温度上升到36℃时，它的输出功率将会出现较为显著的下降，降幅可能达到15%左右，甚至更多。
通过对燃机的工作原理、影响因素深入地分析之后，研究人员找到了解决方法，即通过进气冷却系统冷却燃机能够显著地提升燃机的效率。
2两种常见的进气冷却方式分析2.1制冷式2.1.1压缩式制冷冷却装置压缩式制冷冷却以压缩式制冷循环为主，其冷源主要源于电力消耗。
蒸发冷却技术的应用与发展
蒸发冷却技术的应用与发展蒸发冷却技术是一种绿色环保的节能技术，它在工业生产、建筑空调等领域得到越来越广泛的应用。
本文从蒸发冷却技术的基本原理、应用领域、发展趋势等方面进行探讨。
一、蒸发冷却技术的基本原理蒸发冷却是利用液体（通常是水）蒸发时吸收热量的原理，通过将热源与蒸发器接触，使得液体蒸发时吸收热量，从而起到降温的效果。
因此，蒸发冷却技术的核心就是设计和建造高效的蒸发器。
二、蒸发冷却技术的应用领域1. 工业生产在工业生产中，许多生产工艺需要消耗大量的电力和水资源，而随着环保意识的日益增强和国家对环保标准的要求越来越高，许多企业开始选择使用蒸发冷却技术来降低生产成本、提高生产效率和保护环境。
例如，在焦化、钢铁、石油、化工等领域，蒸发冷却技术已成为一个节能环保的首选方案。
2. 建筑空调蒸发冷却技术也可以应用于建筑空调领域。
与传统的压缩式空调相比，蒸发冷却技术不需要使用制冷剂和压缩机，而是利用水的蒸发及自然对流，具有能耗低、环保、静音等优点，特别适用于干燥和炎热的气候区域。
3. 农业在农业领域，蒸发冷却技术也常被应用于大棚栽培中。
农业生产中需要保持稳定的温度、湿度和 CO2 含量等因素，传统的空调系统能耗高，成本大，而蒸发冷却技术具有成本低、能耗低、环保等优点。
三、蒸发冷却技术的发展趋势1. 技术的不断升级随着科技的不断进步，蒸发冷却技术也在不断地升级和完善。
例如，新型蒸发器采用吸附材料进行表面处理，能够增加表面积，从而提高蒸发效率；另外，采用纳米材料的蒸发器具有更高的反射率和抗污性能。
2. 应用的更加广泛随着社会的发展和资源环保意识的不断增强，蒸发冷却技术的应用范围也将越来越广泛。
例如，在咖啡厅、超市、家庭等地，蒸发冷却技术也能够为人们提供舒适的室内环境。
3. 与人工智能的结合未来，人工智能将会与蒸发冷却技术的结合更加密切。
利用人工智能，能够实现对蒸发器的优化控制，从而提高蒸发效率，运用人工智能设备进行灵活控制，并对系统的性能进行实时监测。
燃气轮机进气冷却技术分析(最新整理)
燃气轮机进气冷却技术分析1引言：燃气轮机电站由于具有热效率高、环境性能好、启停快、运行灵活等优点,得到了广泛的应用。
燃气轮机的性能与其所处的环境温度密切相关。
当环境温度上升时，空气密度较小，由于燃气轮机是定容式动力机械，从而导致流过压气机和透平的质量流量减少，引起燃气轮机的出力下降。
透平的出力降低可通过冷却压气机的进气而避免。
燃汽轮机的进气冷却时增加其出力的最有效的办法。
Alstom公司某燃气轮机发电机组性能与环境空气温度之间的变化关系见下图。
从图中可以得出燃气轮机进气流量及出力与环境空气温度之间的关系式如下:P（%）=111.172-0.7448T（1）m（%）=105.466-0.3644T（2）其中,m为空气的质量流量与额定工况下的百分比,P为输出功率和额定工况下的百分比,T为环境温度(∀)。
从式(1)、(2)可以看出燃气轮机输出功率及进气流量与环境温度之间的变化关系。
在环境空气温度为5℃时,燃气轮机输出功率为额定出力的107%,而在35℃时只有额定值的85%。
燃气轮机性能受环境温度影响较大,而我国燃气轮机电站装机容量的30%集中在常年温度较高的长江三角洲和珠江三角洲地区,高温时段难以发挥燃气轮机及其联合循环电站的调峰性能。
燃气轮机出力随进气温度升高而降低的问题可以通过冷却燃气轮机压气机进气来解决。
2.燃气轮机冷却技术按燃气轮机进气冷却器的结构型式，燃气轮机进气冷却技术分为直接接触式和间接接触式。
2.1直接接触式直接接触式有水膜式蒸发冷却和喷雾冷却。
直接接触式制冷的原理是利用水在空气中蒸发时所吸收的潜热来降低空气温度。
当未饱和空气与水接触时,两者之间便会发生传热、传质过程。
结果是空气的显热变为水蒸发时所吸收的潜热,从而使其温度降低。
理论上可将这一过程近似看做对空气的绝热加湿过程。
水膜式蒸发冷却与带填料层的喷水室结构相似,冷却后的相对湿度可达95%,对进气阻力较大。
美国唐纳森公司生产的进气蒸发冷却装置,在大气湿度为70%~80%时,可降低空气温度4℃~6℃,在大气湿度较小时,甚至可以降低进气温度8℃以上。
喷雾蒸发冷却技术在燃气轮机上的应用
喷雾蒸发冷却技术在燃气轮机上的应用陈仁贵1，赵现如1，赵东海1，蔺志兴1张大中2，闻雪友2，顾简2，许盛凯2 [（1. 塔里木石油指挥部，新疆库尔勒841000； 2. 七O三研究所, 黑龙江哈尔滨150036）]0 前言众所周知，大气温度对于燃气轮机的工作性能有很大的影响。
以MARS-100 燃气轮机发电机组为例，15 ℃时机组在塔里木油田轮南现场的出力为9040kW，热耗率为11727 kJ/kW·h，排气温度为485 ℃；当气温升到40 ℃时，机组的出力为7630 kW，热耗率为12314 kJ/kW·h，排气温度为507 ℃。
这就是说，燃机的进气温度升高了25 ℃，机组的出力下降了15.37%，热耗上升了 5%，排气温度升高了22 ℃。
表1 和图1 是MARS-100 燃气轮机发电机组在轮南现场的温度特性。
燃机的这种温度特性常常与人们的需要相违背：大气温度越高，电网的电量需求越大，而燃机的实际出力又越小。
为了提高燃机在高温季节的实际出力，比较有效的办法是降低燃机的进气温度。
这对降低燃机的热耗，延长机组的使用寿命，也是十分有益的。
降低燃机进气温度的方法主要有以下两类：⑴制冷（压缩式、吸收式）降温法（如无锡华达电厂的AMS 系统）⑵蒸发冷却法（湿膜、喷水雾化等）（美国Donaldson 公司、AAF 公司产品）以上几种方法都能够有效地降低燃机的进气温度。
但是，对于某些特定的地区、特定的用户，究竟采用哪种进气降温方法最合适，仍有待于进一步研究。
1 两种进气冷却方法比较1.1 进气冷却的基本原理及设计依据空气冷却降温的热力计算基础是湿空气的焓-湿图（h-ω图）。
图2 是湿空气在某大气压下的实际焓-湿图。
根据湿空气在降温过程中焓-湿的变化过程，降温方法基本可以分成两大类：一种是依靠冷冻热交换来降温的“等湿冷却法”和“去湿冷却法”。
冷却过程中湿空气从“A”点先沿等湿线垂直向下移动，进行等湿冷却；当达到露点温度t DP 后，若温度继续降低，则工作点沿露点温度线向偏左方向移动，进行去湿冷却，直到设计的温度点，整个过程中焓值都在变化，这类降温方法可以统称为“冷冻换热法”。
燃气轮机进气采用喷雾蒸发冷却方式的温度分析
雾在蒸发时所吸收的显热来降低进气温度。喷雾蒸发冷却进气系统不仅降温显著 ． 能够明显地提高燃 气轮机 出力 、 降低综合能耗 ， 而且投资省、 运行维护简单 。塔 里木油田轮南燃气轮机 电站采用该系统 Ｊ 对燃气轮机进 口空气进行冷却 ， 在提高 电站运行的经济性方面有显著作用 。本文基于传热学 的基本
当大的影响。文献［ ］ ３ 介绍了 Ｍ Ｒ Ａ Ｓ一１ ０ ０燃气轮机组 的排气温度 、 出功率和热耗 随进气温度 的变 输
化。随着进气温度的升高 ， 其输出功率下降 ， 热耗率增加。根据不同类型的燃机 ， 压气机进气温度每升 高ｌ Ｏ℃， 燃机出力下降 ６ 一 ０ ％ １％或者更高 。因此 。 Ｊ 采用进气冷却技术 以降低燃气轮机进气温度 ， 对 提高机组出力、 降低燃料消耗都有非常重要的意义。新疆塔里木油田分公司与第七零三研究所合作研 制开发了国内首例喷雾蒸发冷却装置， 该系统通过在燃气轮机进气道内逆进气方向喷人纯净水 ， 利用水
维普资讯
第６期
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喷雾蒸发冷却技术在燃气轮机上的应用陈仁贵1，赵现如1，赵东海1，蔺志兴1张大中2，闻雪友2，顾简2，许盛凯2 [（1. 塔里木石油指挥部，新疆库尔勒841000； 2. 七O三研究所, 黑龙江哈尔滨150036）]0 前言众所周知，大气温度对于燃气轮机的工作性能有很大的影响。
以MARS-100 燃气轮机发电机组为例，15 ℃时机组在塔里木油田轮南现场的出力为9040kW，热耗率为11727 kJ/kW·h，排气温度为485 ℃；当气温升到40 ℃时，机组的出力为7630 kW，热耗率为12314 kJ/kW·h，排气温度为507 ℃。
这就是说，燃机的进气温度升高了25 ℃，机组的出力下降了15.37%，热耗上升了 5%，排气温度升高了22 ℃。
表1 和图1 是MARS-100 燃气轮机发电机组在轮南现场的温度特性。
燃机的这种温度特性常常与人们的需要相违背：大气温度越高，电网的电量需求越大，而燃机的实际出力又越小。
为了提高燃机在高温季节的实际出力，比较有效的办法是降低燃机的进气温度。
这对降低燃机的热耗，延长机组的使用寿命，也是十分有益的。
降低燃机进气温度的方法主要有以下两类：⑴制冷（压缩式、吸收式）降温法（如无锡华达电厂的AMS 系统）⑵蒸发冷却法（湿膜、喷水雾化等）（美国Donaldson 公司、AAF 公司产品）以上几种方法都能够有效地降低燃机的进气温度。
但是，对于某些特定的地区、特定的用户，究竟采用哪种进气降温方法最合适，仍有待于进一步研究。
1 两种进气冷却方法比较1.1 进气冷却的基本原理及设计依据空气冷却降温的热力计算基础是湿空气的焓-湿图（h-ω图）。
图2 是湿空气在某大气压下的实际焓-湿图。
根据湿空气在降温过程中焓-湿的变化过程，降温方法基本可以分成两大类：一种是依靠冷冻热交换来降温的“等湿冷却法”和“去湿冷却法”。
冷却过程中湿空气从“A”点先沿等湿线垂直向下移动，进行等湿冷却；当达到露点温度t DP 后，若温度继续降低，则工作点沿露点温度线向偏左方向移动，进行去湿冷却，直到设计的温度点，整个过程中焓值都在变化，这类降温方法可以统称为“冷冻换热法”。
无锡华达电厂的AMS 空气系统即属于这一类。
另一种是利用水的自然蒸发来实现空气降温的“蒸发冷却法”。
它是利用水在蒸发过程中吸收空气中的显热来达到空气降温的目的：向空气中不断喷水加湿，水雾会自然蒸发。
随着湿空气相对湿度的提高，湿空气的干球温度会自然下降，当相对湿度达到100%时，这种蒸发降温的过程即自然停止，这时湿空气的干球温度达到或接近湿空气在新的水蒸气压力条件下的露点温度t′DP。
由于整个降温过程是沿湿空气的“等焓线”向下偏右方向移动，所以这种方法被称之为“等焓蒸发冷却法”，简称“蒸发冷却法”。
美国Donalson 公司的Kool 系列湿膜蒸发冷却器就是利用这种原理制成的燃机空气蒸发冷却器。
分析图2，我们不难发现：冷冻换热降温法要消耗一定的外功，但降温幅度较大；蒸发冷却法几乎不消耗外功，但降温幅度小，且降温效果受空气相对湿度的影响较大。
我国西部地区夏季干燥炎热，严重缺水。
以塔里木油田轮南地区为例，夏季气温常常高于40 ℃，相对湿度在10%左右。
塔中、吐鲁番等地的夏季最高气温在50 ℃以上，相对湿度接近0%。
在这种大气条件下采用哪种燃机进气冷却方式最合适？只有通过定量的计算分析，才会有比较准确的认识。
针对轮南燃机电站的具体条件，我们的设计依据是：⑴3×10.6 MW MARS-100 机组，在t1=20℃时燃机的空气质量流速Gy=130 200 kg（干）/h⑵设计点A，空气干球温度t a=40 ℃，φ1=10%~60%⑶降温幅度△t= t a－t1=20 ℃（t1 为燃机入口温度）⑷当地大气压P b=902×102 Pa⑸燃机允许携水率：厂商规定1.7gpm（368 kg/h）1.2 冷冻换热法基本设计参数当t a =40 ℃，相对湿度分别为10%、30%、60%，t1 分别为40 ℃、30 ℃、20 ℃时各种状态下冷冻换热时湿空气主要热力参数的计算结果如表2 所示。
表2 表明：当P b=902×102 Pa、t a=40 ℃、相对湿度小于30%，t a－t1=20 ℃时，冷冻换热法消耗的总焓H=Gy×△h=130 200 kg/h×（53.5 kJ/kg－33.5 kJ/kg）=130 200 kg/h×（80 kJ/kg－60 kJ/kg） =260.4×104 kJ/h=733 kW，此时燃机进气不含水。
当t a=40℃、φ1=60%，降温幅度仍为20℃时，冷冻换热法进入去湿冷却过程，冷冻换热消耗的总焓H=130 200 kg/h×（123 kJ/kg－62 kJ/kg）=794.2×104 kJ/h=2 200 kW，此时冷冻换热不仅能耗急剧增加，而且燃机进气携带冷凝水量为2 025 kg/h，是机组允许值的6倍，这是不允许的。
考虑一定的设计余度，每台机组可选取314×104 kJ/h 溴化锂制冷机一台，或两台机组选择628 ×104 kJ/h 溴化锂制冷机一台。
这时需冷却水250～500 m3/h，燃机进气压力损失增加值约250 Pa，功率损失40～45 kW。
但当φ1=60%时，降温幅度只能为10℃左右。
1.3 蒸发冷却法基本设计参数当P b=902×102 Pa、t a=40℃、相对湿度φ1=10%～40%条件下，蒸发冷却时湿空气主要热力参数的计算结果如表3 所示。
表3表明：当P b=902×102 Pa、t a=40 ℃、φ1=10%，采用蒸发冷却技术，进气湿度φ2 提高至90%～95%时，燃机进气温度可降低21.2～22 ℃，此时耗水1 107～1 146 kg/h，若其他条件不变，φ1=40%时，燃机进气温度可降低11.1～11.6 ℃，此时耗水586～612 kg/h。
安装湿膜式蒸发冷却器后，燃机的进气压力损失增加值约250 Pa，功率损失40～45 kW。
整个进气冷却过程几乎不消耗外功。
2 喷雾蒸发冷却的特点2.1 喷雾蒸发冷却系统通过以上计算分析，我们不难发现：在干旱炎热的地区为燃机进气系统选配蒸发冷却器，不仅降温显著，能够明显地提高燃机出力、降低综合能耗，而且投资省、运行维护简单。
但是，目前传统的湿膜式蒸发冷却器体积大，安装空间常常受到限制；进气损失较大，常年影响燃机的部分出力；同时蒸发效率也较低。
因此我们根据蒸发冷却的基本原理，设计了如图3 所示的喷雾蒸发冷却器。
水以水雾状直接喷入燃机进气道。
在气流的搅动下，一部分水雾直接蒸发，使进气的相对湿度大幅度提高，湿空气的温度随之降低。
同时，有部分水雾由于相互碰撞等原因，又形成较大的水滴。
为避免这部分水滴进入燃机，在水雾进气方向设置一个结构特殊的湿膜式水雾分离器。
水滴经水雾分离器滤除，直接回流到给水系统。
这时，湿空气又经过湿膜的二次蒸发，进气的湿度进一步提高，其干球温度接近露点温度，从而达到蒸发冷却的目的。
2.2 喷雾蒸发冷却技术要解决的技术难题要达到工程实用的要求，该项技术需解决以下几项技术关键：⑴、在很短的时间内（小于1 秒）实现水的绝热蒸发，并使进气的相对湿度达到90%以上。
为此，需设计性能优异的喷雾器（喷嘴）。
⑵、根据燃机的功率、进气的温度、湿度和大气压力适时调节喷水量。
要既能最大限度提高进气的相对湿度，又要严格控制进入燃机的含水量。
⑶、严格控制给水的水质，防止燃机叶片结垢。
⑷、喷雾蒸发冷却器的测量、控制、保护系统必须可靠,结构必须合理,以确保燃机的安全。
2.3 喷雾蒸发冷却器的技术特点⑴、与北京航空航天大学合作，研制成功2.0～2.5 MPa 的中压喷嘴，当供水压力为2.0 MPa时，单个喷嘴的额定流量是45 kg/h。
⑵、控制系统采用SIMENS S7-200 可编程控制器，可实现由一台可编程控制器分别或同时控制三台机组，画面显示的操作平台使用GP570 触摸屏，重要参数如温度、湿度、给水量等用仪表显示。
整个控制系统具有相当的先进性。
⑶、采用8 t/h 反渗透水处理装置使给水达到或超过燃机厂商规定的给水标准，再经过一台2 t/h 混床水处理装置可以同时提供燃机叶片清洗的用水。
为了取得一系列工程数据，并确保燃机安全，我们首先针对塔中燃机电站TAURUS-60（ISO：4 750 kW）燃气轮机发电机组，按照进气量1/11.7 的比例，等风速、等进气道长度设计了一套模拟试验装置。
该装置于1999 年5月试验，试验结果如表4 所示。
从表中数据可以看到，试验结果与理论计算结果十分接近。
装于MARS-100 机组的喷雾蒸发冷却器本体及控制屏实物图片见图4、图5。
整套装置于2000 年7月安装完毕。
3 喷雾蒸发冷却器的试验及运行结果3.1 典型的试验结果2000 年8 月，我国首台喷雾蒸发冷却器在轮南燃机电站MARS-100 燃气轮机发电机组上进行联试验和商业试运行，典型的试验结果如下：⑴、在温控线运行时测试结果使MARS-100 燃气轮机发电机组维持在最大输出功率条件下运行（即机组在温控线下运行），测量机组最大输出功率提高值及热效率提高值，结果见表5。
⑵、在等温运行时测试结果在蒸发冷却器投运前使MARS-100 机组的输出功率固定在6000 kW 左右，这时测量到t5 温度为683 ℃，然后使蒸发冷却器投运并维持t5 温度在683 ℃左右不变，测量机组输出功率提高值和热效率提高值，结果见表6。
3.2 相对湿度及携水率有关分析典型的一组试验结果如表7 所示。
比较表1 及表7，我们发现：在t a=t1=40 ℃时，合同规定燃机出力7630 kW，现场实测结果（机组自动计算并显示）为7366 kW，小于合同规定值264 kW；在t1=20 ℃时，合同规定值为8803kW，现场实测结果为8985 kW，高于合同规定值182 kW。
据此：合同规定值大气温度从40 ℃时降到 20 ℃时，机组功率增加15.37%，而实际试验结果是燃机t1 温度从39.7 ℃时降到20.1 ℃时，机组功率增加毛值22.91%，远高于合同规定值。
我们分析产生这种现象的主要原因是：Solar 公司在理论计算燃机现场出力时，空气相对湿度φ1 是按50%，而实际为11.4%，因此进气质量流速相差2 550 kg/h，输出功率由此而降低；同理，当t1 温度降至20.1 ℃，进气的相对湿度升至91.84%，进气质量流速比预计高1300 kg/h 左右，同时，又有226.5 kg/h 的携水进入压气机，在压气机内进一步气化降温。