付麗莉

摘 要：燃?xì)廨啓C(jī)裝置是大型聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，具有啟動(dòng)快、調(diào)節(jié)峰值性能強(qiáng)等諸多優(yōu)勢(shì)，使用的范圍比較廣泛。但是在高溫等條件的影響下，燃汽輪機(jī)的輸出功率會(huì)大幅度降低，不利于生產(chǎn)。文章分析了影響燃?xì)廨啓C(jī)熱效率的因素，提出了提高燃?xì)廨啓C(jī)熱效率的方法措施，希望對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)更高效的運(yùn)轉(zhuǎn)提供參考。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī)；工作原理；影響因素；措施

前言

隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)環(huán)境的破壞日益嚴(yán)重，人們也越來越重視環(huán)保。燃?xì)廨啓C(jī)以其同等單位體積出能大、體積小的優(yōu)勢(shì)被廣泛用在航空和輪船艦艇動(dòng)力等。帶壓縮機(jī)或帶發(fā)電機(jī)是地面主要的應(yīng)用領(lǐng)域。對(duì)于沿海發(fā)達(dá)的缺電地區(qū)，調(diào)峰電廠應(yīng)用的比較多，還應(yīng)用在內(nèi)地輸送電困難地方的自備電廠?？偠灾絹碓蕉嗟钠髽I(yè)紛紛意識(shí)到節(jié)能減排，提高效率的重要性，研究人員也將研究的重點(diǎn)放在了如何在自然條件下提高燃?xì)廨啓C(jī)裝置的熱效率上。燃?xì)廨啓C(jī)是大型聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，有很多因素可以影響其熱效率的充分發(fā)揮，從它的影響因素出發(fā)來控制其對(duì)聯(lián)合機(jī)組的影響，是達(dá)到節(jié)能減排效果的良好方式，這和醫(yī)學(xué)上的對(duì)癥下藥有著異曲同工之妙。文章將重點(diǎn)對(duì)影響燃?xì)廨啓C(jī)熱效率的因素進(jìn)行分析。

1 燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理

其實(shí)燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理是比較簡(jiǎn)單的，類似于噴氣式飛機(jī)的噴氣引擎。自然空氣從燃?xì)廨啓C(jī)組的進(jìn)氣口進(jìn)入，通過壓氣的葉片將空氣壓力升高后，空氣進(jìn)入燃燒室。在與燃燒室內(nèi)噴入的天然氣混合后，點(diǎn)火燃燒。氣體燃燒受熱后急劇膨脹。然后進(jìn)入渦輪區(qū)，經(jīng)過一級(jí)一級(jí)的葉片，逐級(jí)推動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)。直到從出氣口排出。葉片轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣也就轉(zhuǎn)動(dòng)了軸上帶著的機(jī)械，從而實(shí)現(xiàn)了燃?xì)廨啓C(jī)組聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)。至于燃?xì)廨啓C(jī)的工作過程如下：自然空氣源源不斷的被壓氣機(jī)裝置吸入，經(jīng)過有效壓縮，將壓縮后的空氣再進(jìn)入燃燒室，進(jìn)而和天然氣完全融合后燃燒，形成了高溫燃?xì)?，這時(shí)氣體急劇膨脹，流入燃?xì)鉁u輪中運(yùn)用膨脹原理作功，促進(jìn)渦輪葉輪旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)將壓氣機(jī)葉輪帶動(dòng)起來一起旋轉(zhuǎn)。加熱后的高溫燃?xì)庾鞴Φ哪芰μ岣叩氖潜容^明顯的，所以燃?xì)鉁u輪在其帶動(dòng)壓氣機(jī)的同時(shí)，還是有一些剩余的功作為燃?xì)廨啓C(jī)的輸出。作為機(jī)械功，來帶動(dòng)起動(dòng)機(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)時(shí)，不可缺少的是起動(dòng)機(jī)來帶著旋轉(zhuǎn)。當(dāng)速度上去后能夠獨(dú)立運(yùn)行，起動(dòng)機(jī)才算完成歷史使命。

2 影響燃?xì)廨啓C(jī)熱效率的因素

從總體上來說，影響燃?xì)廨啓C(jī)熱效率的因素是多方面的，大氣的溫度、壓力、空氣的相對(duì)濕度、海拔的高度、燃料的類型、蒸汽的循環(huán)方式、循環(huán)水的溫度、入口空氣的冷卻都在不同程度上對(duì)其進(jìn)行著影響和制約。（1）大氣溫度的影響。在眾多的影響因素中，大氣溫度對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)和其聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)性能影響力是比較大的。在大氣溫度升高的作用下，空氣的比容不斷增大，吸入壓縮機(jī)的空氣同等質(zhì)量的流量就將減少，這樣就造成了燃?xì)廨啓C(jī)和聯(lián)合循環(huán)的出力大幅度降低，換句比較通俗的講法就是燃?xì)廨啓C(jī)的動(dòng)力不足。就算是機(jī)組的轉(zhuǎn)速以及燃?xì)馔钙街暗娜細(xì)獬跏紲囟仍谝粋€(gè)相對(duì)恒定范圍內(nèi)，還是無法阻止壓氣機(jī)的壓縮比的進(jìn)一步下降，燃?xì)馔钙阶鞴α恳搽S之減少。但是排氣溫度還在持續(xù)加大，這樣燃?xì)廨啓C(jī)和其聯(lián)合循環(huán)的出力和熱量消耗自然的會(huì)發(fā)生變化，這一影響不可謂說不大?；谶@種情況，很多的研究者把研究的重點(diǎn)放在了最大限度的減少大氣溫度對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)熱效率的影響上。（2）大氣壓力的影響。在大氣壓力低的高海拔地區(qū)，同等質(zhì)量的空氣進(jìn)入壓縮機(jī)流量會(huì)增大，進(jìn)而影響了燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率。但這種影響程度不會(huì)很多。（3）空氣濕度的影響。由于同等空氣的濕度有所不同，使空氣的比容隨之不同，燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率也會(huì)因此受到影響。

3 提高燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率的有效措施

通過上文的分析我們已經(jīng)可以了解到大氣的溫度是影響燃?xì)廨啓C(jī)熱效率最為重要的因素，文章重點(diǎn)分析從調(diào)節(jié)大氣溫度方面來改善燃?xì)廨啓C(jī)的吸入大氣溫度，達(dá)到降低其對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)熱效率的影響程度的目的。主要的思路是把在壓縮裝置下游、第一渦輪控制面積上游、發(fā)動(dòng)機(jī)第一個(gè)位置從旁路引走一部分的發(fā)動(dòng)機(jī)的工作氣流，使氣流重新噴射到第一渦輪的控制面積的下游，這樣做是為了提高其熱效率和輸出功率。高壓的蒸汽在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)來起到從旁路引氣位置和將旁路引氣流噴進(jìn)人工作氣流位置之間噴入的作用，要保持噴射的蒸汽質(zhì)量和流量和從旁路引走的氣流的質(zhì)量與流量基本持平的狀態(tài)為最佳，做到了以上這些，大氣溫度對(duì)燃?xì)鉄嵝实挠绊懢蜁?huì)得到大幅度的降低，達(dá)到提高燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率的預(yù)期效果。將燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻的措施不少，很多企業(yè)把提高燃?xì)廨啓C(jī)熱效率作為了研究的重點(diǎn)。經(jīng)實(shí)踐證明，冷卻進(jìn)口空氣，降低進(jìn)口空氣的溫度是提高燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率的最佳方式，具體操作上方法也比較多，工藝也偏于復(fù)雜，以下是幾種冷卻進(jìn)氣的方法：

（1）蒸發(fā)冷卻：大體上有兩種方式：一種是在燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)口空氣過濾器的下游側(cè)的空氣通道中，安裝濕膜蒸發(fā)冷卻器，使冷水能夠噴灑其上，利用水分蒸發(fā)來實(shí)現(xiàn)冷卻進(jìn)氣。另一種是在進(jìn)行了水霧化后直接噴入進(jìn)氣道中以便達(dá)到對(duì)進(jìn)氣冷卻的目的。值得注意的是這種方法必須要保證要噴入的水是干凈的，并具有相當(dāng)?shù)募儍舳?，如若不然燃?xì)廨啓C(jī)葉片會(huì)受到水雜質(zhì)的影響，出現(xiàn)腐蝕的情況。

（2）表面式冷卻：這種冷卻方法是利用換熱器來直接作用于燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣實(shí)現(xiàn)冷卻。其主要原理是在燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣道中安裝上鰭片管式的換熱器，在管內(nèi)接入5℃左右的冷水，燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣在經(jīng)過鰭片管的外側(cè)時(shí)被冷卻。水的汽化潛熱比較大，空氣中水分的凝結(jié)消耗了多數(shù)制冷的能量，進(jìn)而降低了空氣的溫度。

（3）電制冷：此種方法是利用燃?xì)廨啓C(jī)或聯(lián)合循環(huán)電廠自身所發(fā)出的電能來驅(qū)動(dòng)氨基壓縮式的制冷機(jī)，進(jìn)而產(chǎn)生低溫冷水，再通過閉式循環(huán)回路而送到燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣道的鰭片管換熱器中，達(dá)到表面制冷的冷卻效果，使燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣溫度得到降低。

（4）冰蓄冷制冷：此種方法主要是通過夜間用電量少、并且比較經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用水冷式的低溫冷水機(jī)組制冷，將冷凍液灌入到容量較大的蓄冷槽盤管中，使其產(chǎn)生比較多的冰水混和物，以便能夠良好的供應(yīng)燃?xì)廨啓C(jī)白天作業(yè)時(shí)的冷卻進(jìn)氣。

（5）蒸汽或熱水制冷：主要是利用聯(lián)合循環(huán)電廠中的余熱鍋爐尾部的余熱所產(chǎn)生的低壓蒸汽或高溫?zé)崴?，送入溴化鋰吸收式制冷機(jī)中使其能夠產(chǎn)生5℃的冷水，然后和表面冷卻工序相同，使進(jìn)氣溫度降低。

4 結(jié)束語

通過文章的分析，可以了解到現(xiàn)階段提高燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率并非是一件容易的事，其過程和工藝都極為復(fù)雜，并且要求比較高，但這沒什么可怕。相信只要有關(guān)人員不斷鉆研、不斷探索、不斷創(chuàng)新，會(huì)有更多更好的提高燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率的方法脫穎而出，并且得到大家的認(rèn)可，廣泛的應(yīng)用的實(shí)踐中，為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]李雙江.劉亞燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣噴霧式蒸發(fā)冷卻裝置的經(jīng)濟(jì)性分析[J].電力建設(shè)，2012.

[2]胡舜鋒.余熱制冷進(jìn)氣冷卻的回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)熱力系統(tǒng)的研究[D].中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所），2007.

[3]姜周曙，黃國輝，王劍，等.PG6551（B）燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)的研制[J].動(dòng)力工程，2006.

[4]高鵬.燃?xì)廨啓C(jī)間冷系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)與換熱性能分析上海交通大學(xué)[D].2011.

[5]徐明.燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置的熱力特性及燃?xì)廨啓C(jī)熱經(jīng)濟(jì)性分析[J].能源技術(shù)，2003.