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案例分析
空气进气喷雾蒸发冷却器
项目背景：
燃气轮机是一种先进成套动力机械装备，是典型的高新技术密集型产品。代表了多理论学科和多工程领域发展的综合水平，是21世纪的先导技术，发展集新技术、新材料、新工艺于一身的燃气轮机产业，已广泛应用于航天、舰船、石油、化工等行业，是国家高技术水平和科技实力的重要标志之一，具有十分突出的战略地位。
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。目前就中国乃至世界范围而言，燃气轮机发电已成为电力结构中的重要组成部分。
燃气轮机是定容设备，其性能受其所处的环境温度影响较大，具体表现为以下三个方面：一是环境温度升高时，空气密度减小，进入压气机和燃气透平的空气质量减少，使得燃气轮机的出力下降；二是环境温度升高还会使压气机的压缩比降低，致使燃气透平的作功量减少；三是环境温度升高的同时压气机的耗功也在增大，从而导致燃气轮机的出力进一步下降。通常环境空气温度每升高1℃，单轴燃气轮机的出力将下降0.5～0.9%，效率下降0.2～0.3%。
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。
针对燃气轮机出力随进气温度升高而降低的问题，可以通过降低燃气轮机压气机进气温度的方法来解决，我司采用喷雾式蒸发。优点是投入小，设备简单，运行维护成本低，其中尤以喷雾式蒸发冷却还同时具有进气阻力小，可吸收空气中盐分和灰尘，辅助净化空气功能而得到越来越广泛的应用。
2.32喷雾式蒸发冷却系统组成
喷雾式蒸发冷却系统利用了等焓加湿原理，是通过在燃气轮机进气道内喷入除盐水，利用水雾在蒸发时吸收空气中的显热转化为水蒸气的潜热来降低进气温度。喷雾蒸发冷却进气系统不仅可以对进气降温，而且能够起到辅助净化空气的作用，特别是除盐效果较好，对空气中含盐量较高的环境有显著效果。
喷雾式蒸发冷却系统结构由蒸发室、喷嘴组件、水雾分离器、温湿度传感器、仪器仪表以及供水系统等主要部件组成。中压高效喷嘴能使水雾在0.5秒左右的时间内充分蒸发，而水雾分离器又能有效地分离出未被蒸发的水，使空气中液态水的含量小于0.5%，满足燃气轮机对“携水率”的要求。
增加蒸发冷却系统后，预期空气相对湿度能增加到80%以上，预期温度降见表4，燃机发电功率可提高5%以上。目前喷雾蒸发冷却器已成功应用于国内多套燃气轮机发电机组，夏季降温效果良好，投入小，运维成本低，发电功率有明显提升。该装置应用已经不止在燃气轮机空气进气领域，在其它存在夏季高温空气进气不足的场合，也有成功案例。
表4 在环境温度高于30℃时，空气降温效果见下表：
环境相对湿度 | 低于25% | 低于30% | 低于40% | 低于50% | 低于60% |
改造后进气温度降低(℃) | 11-15.9 | 9.8-14.4 | 7.5-10.6 | 5.4-9.1 | 3.5-6.7 |
