Исследование методов охлаждения воздуха, поступающего в компрессор газовой турбины

Аннотация

Актуальность: непрерывный рост численности населения приводит к последовательному увеличению
спроса на электрическую и тепловую энергию. В Республике основные генерирующие мощности по про
изводству электрической энергии сформированы преимущественно на базе тепловых электростанций, па
рогазовых установок и когенерaционных технологий. Одним из ключевых факторов, ограничивающих про
изводственную мощность современных газотурбинных тепловых электростанций, является обратная функ
циональная зависимость между температурой окружающей среды и мощностью газовой турбины. Повы
шение температуры атмосферного воздуха, прежде всего, вызывает снижение его плотности, что, в свою
очередь, приводит к уменьшению массового расхода воздуха, поступающего в компрессор газовой тур
бины. В результате электрическая мощность, вырабатываемая газовой турбиной, снижается на определён
ную величину. Параметры окружающей среды-влажность, давление и температура-могут изменяться в ши
роком диапазоне в зависимости от географического расположения и сезонных факторов. Указанные фак
торы оказывают прямое влияние на плотность воздуха и косвенное-на выработку мощности газотурбин
ного агрегата. В летний период повышение температуры до +45 0С приводит к увеличению удельной ра
боты компрессора, что обусловливает снижение коэффициента полезного действия турбины и уменьшение
вырабатываемой мощности до 30 %. В данном исследовании показано, что в филиале «Toshkent IEM» за
счёт интеграции насадочного (испарительного) охлаждения воздуха на входе компрессора газовой турбины
Hitachi H25 средняя вырабатываемая мощность увеличена на 11–12%.
Цель: планируется оценить возможности стабилизaции генерирующих мощностей, повышения эффектив
ности, снижения относительного расхода топлива и уменьшения количества вредных веществ, выбрасыва
емых в атмосферу в различных климатических условиях, в частности, за счет использования технологии
предварительного охлаждения наружного воздуха, поступающего в компрессор.
Методы: для оценки потерь мощности, возникающих в результате изменений температуры окружающей
среды на тепловых электростанциях с газовыми турбинами, и выявления возможностей их снижения были использованы научные исследования, проведенные зарубежными и отечественными учеными, теоретиче
ский анализ, сравнительный анализ, подходы, направленные на повышение эффективности, а также методы
технико-экономической оценки.
Результаты: представлены результаты анализа экспериментально-испытательных исследований,
проведённых на основе обеспечения параметров температуры и относительной влажности воздуха,
поступающего в компрессор газовой турбины Hitachi H25 номинальной мощностью 28,6 МВт,
установленной на филиале «Ташкентская теплоэлектроцентраль».