燃气轮机排气废热驱动的吸收式制冷循环特性研究

摘要

目前世界上的天然气运输基本上是由管道承担的，燃气轮机以其优越的性能被广泛应用在天然气加压站。而燃气轮机的性能受到环境温度的影响，其出力和效率随进入燃机的空气温度升高而降低，在不改变燃气轮机本体情况下，通过降低压气机入口温度，可以解决这一问题。本文根据天然气长输管线加压站燃气轮机排气废热及其使用场合的特点，给出一种满足燃气轮机进气冷却要求的废热驱动，采用R124-DMAC工质的，全空冷型吸收式制冷系统的燃气轮机进气冷却方案。
　　本文计算了在环境温度35℃时，燃气轮机进气温度达到15℃的冷量需求为1980.3kW。选用R124-DMAC为制冷工质对，在设计工况（冷凝温度50℃，蒸发温度3℃，制冷负荷1980.3kW）下，对燃气轮机排气废热驱动的吸收式制冷循环进行了热力计算及性能影响因素的分析。并根据各换热设备的设计负荷及进出口参数，完成了各设备结构设计。并对用稳态分布参数法或稳态集中参数法对该制冷系统的各个换热设备建立了数学模型，将其转换为Fortran程序语言实现了不同环境温度为界面入口，输出循环系统各参数的系统仿真模拟。
　　数值分析结果表明:在环境空气温度35℃时，该燃气轮机进气冷却系统仿真模拟稳定后，废热制冷蒸发温度为3.3℃，冷凝温度为50.2℃，冷却后燃气轮机进气温度为13.1℃，全空冷制冷性能系数即COP值为0.475，基本满足了设计要求;而在环境温度高达40℃时，该系统仍能保证稳定运行和较高性能系数（COP值为0.452），充分说明该燃气轮机排气废热驱动的吸收式制冷系统切实可行;为天然气加压站的燃气轮机加装进气冷却系统提供参考。