Современные методы охлаждения воздуха на входе в ГТУ

Аннотация

Актуальность: повышение температуры окружающей среды снижает плотность воздуха на входе компрессора газотурбинных установок (ГТУ), что приводит к уменьшению их мощности и энергоэффективности. В условиях растущего спроса на электроэнергию и необходимости повышения эффективности энергетических систем актуальным становится применение технологий охлаждения воздуха на входе ГТУ, особенно для установок комбинированного цикла.

Цель: провести сравнительный анализ современных методов охлаждения воздуха на входе газотурбинных установок и определить их влияние на производительность, энергоэффективность, водопотребление и экономические показатели работы энергетических установок.

Методы: использован термодинамический и технико-экономический анализ различных технологий охлаждения приточного воздуха. Рассмотрены три метода: испарительное охлаждение, туманообразование (впрыск воды под высоким давлением) и абсорбционное охлаждение. Для оценки водопотребления применены уравнения сохранения массы и расчёты расхода воды для систем охлаждения и градирен.

Результаты: установлено, что применение систем охлаждения воздуха повышает производительность и энергоэффективность ГТУ. Испарительное охлаждение увеличивает мощность на 5–10% и характеризуется низкими капитальными затратами, но зависит от влажности воздуха. Туманообразование обеспечивает прирост мощности до 15–20%, однако требует большего водопотребления и качественной водоподготовки. Абсорбционный чиллер демонстрирует наибольший прирост мощности (до 20–25%) и эффективен в различных климатических условиях, но требует значительных капитальных затрат и сложной инфраструктуры.