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案例分析
空氣進氣噴霧蒸發冷卻器
項目背景：
燃氣輪機是一種先進成套動力機械裝備，是典型的高新技術密集型產品。代表了多理論學科和多工程領域發展的綜合水平，是21世紀的先導技術，發展集新技術、新材料、新工藝于一身的燃氣輪機產業，已廣泛應用于航天、艦船、石油、化工等行業，是國家高技術水平和科技實力的重要標志之一，具有十分突出的戰略地位。
燃氣輪機電站由于具有熱效率高、環境性能好、啟停快、運行靈活等優點，得到了廣泛的應用。目前就中國乃至世界范圍而言，燃氣輪機發電已成為電力結構中的重要組成部分。
燃氣輪機是定容設備，其性能受其所處的環境溫度影響較大，具體表現為以下三個方面：一是環境溫度升高時，空氣密度減小，進入壓氣機和燃氣透平的空氣質量減少，使得燃氣輪機的出力下降；二是環境溫度升高還會使壓氣機的壓縮比降低，致使燃氣透平的作功量減少；三是環境溫度升高的同時壓氣機的耗功也在增大，從而導致燃氣輪機的出力進一步下降。通常環境空氣溫度每升高1℃，單軸燃氣輪機的出力將下降0.5～0.9%，效率下降0.2～0.3%。
燃機的這種溫度特性常常與人們的需要相違背：大氣溫度越高，電網的電量需求越大，而燃機的實際出力又越小。為了提高燃機在高溫季節的實際出力，比較有效的辦法是降低燃機的進氣溫度。這對降低燃機的熱耗，延長機組的使用壽命，也是十分有益的。
針對燃氣輪機出力隨進氣溫度升高而降低的問題，可以通過降低燃氣輪機壓氣機進氣溫度的方法來解決，我司采用噴霧式蒸發。優點是投入小，設備簡單，運行維護成本低，其中尤以噴霧式蒸發冷卻還同時具有進氣阻力小，可吸收空氣中鹽分和灰塵，輔助凈化空氣功能而得到越來越廣泛的應用。
2.32噴霧式蒸發冷卻系統組成
噴霧式蒸發冷卻系統利用了等焓加濕原理，是通過在燃氣輪機進氣道內噴入除鹽水，利用水霧在蒸發時吸收空氣中的顯熱轉化為水蒸氣的潛熱來降低進氣溫度。噴霧蒸發冷卻進氣系統不僅可以對進氣降溫，而且能夠起到輔助凈化空氣的作用，特別是除鹽效果較好，對空氣中含鹽量較高的環境有顯著效果。
噴霧式蒸發冷卻系統結構由蒸發室、噴嘴組件、水霧分離器、溫濕度傳感器、儀器儀表以及供水系統等主要部件組成。中壓高效噴嘴能使水霧在0.5秒左右的時間內充分蒸發，而水霧分離器又能有效地分離出未被蒸發的水，使空氣中液態水的含量小于0.5%，滿足燃氣輪機對“攜水率”的要求。
增加蒸發冷卻系統后，預期空氣相對濕度能增加到80%以上，預期溫度降見表4，燃機發電功率可提高5%以上。目前噴霧蒸發冷卻器已成功應用于國內多套燃氣輪機發電機組，夏季降溫效果良好，投入小，運維成本低，發電功率有明顯提升。該裝置應用已經不止在燃氣輪機空氣進氣領域，在其它存在夏季高溫空氣進氣不足的場合，也有成功案例。
表4 在環境溫度高于30℃時，空氣降溫效果見下表：
環境相對濕度 | 低于25% | 低于30% | 低于40% | 低于50% | 低于60% |
改造后進氣溫度降低(℃) | 11-15.9 | 9.8-14.4 | 7.5-10.6 | 5.4-9.1 | 3.5-6.7 |
