Охлаждение воздуха на входе в газотурбинную установку

С приходом весны, а затем и лета температура наружного воздуха растет. Когда она превышает 12 – 15 °С, выходная электрическая мощность газовой турбины начинает ускоренно понижаться. Потери мощности могут достигать 17% от номинала при достижении t_н ≈ 35 °С, (рис. 1).

Падение мощности происходит в теплый период года, когда возрастает спрос на электроэнергию для систем комфортного кондиционирования (как в жилой застройке, так и в бизнес-центрах, торговых комплексах и пр.). В теплый период года существенно снижена потребность в вырабатываемой ТЭС теплоте, и ее рассеивают в атмосфере. Представляется рациональным и эффективным направить часть рассеиваемой теплоты в абсорбционные холодильные машины и выработать холод на отметке +6 - +7 °С. Полученный холод направить на термостатирование потока воздуха, идущего на всасывание в газовую турбину на уровне 14 ± 2 °С. Инновационные решения, показанные на рис. 2 и рис. 3, позволяют увеличить на 10 – 17% выработку электроэнергии ТЭС. Для климатических условий средней полосы России период востребованного охлаждения воздуха на входе в турбину составит: 

• конец апреля – сентябрь; ~150 суток.
• для южных районов страны – апрель – октябрь, ~200 суток.

Видно, что инновация будет эффективна большую часть года. Для условной «средней» ТЭС этот период составит 170 суток, а энергетический эффект – 8,5% от номинальной мощности электрогенератора турбины. Дополнительная мощность составит:

ΔP = P_ном*0,085*170*24 = 345 Р_ном МВ* ч

Пусть, например, P_ном = 30 МВт, тогда дополнительно за год ТЭС будет выработано:

ΔP_год= 30*0,085*170*24 = 10 400 МВт*ч

При этом понятно, что за 30-летний период – а это средний срок службы АБХМ, ТЭС дополнительно выработает порядка 320 000 МВт*час электрической мощности.

Ценность предлагаемого решения в том, что выработка дополнительных 310 миллионов кВт*ч электрической мощности идёт без дополнительного расхода газа, то есть как бы бесплатно. Решение в теплый период года перераспределяет тепловую мощность в электрическую, без допрасходов газа.