Цель - исследование схемы подключения и анализ работы абсорбционных холодильных машин в газотурбинных и парогазовых циклах для охлаждения воздуха, поступающего в компрессор газовой турбины в период летних ограничений мощности. Для разработки моделей парогазового энергоблока с внедрением в схему абсорбционной машины и без нее использовались методы математического моделирования в программном пакете Microsoft Visual Studio. Установлено, что абсорбционную холодильную машину эффективно использовать при повышении температуры окружающего воздуха выше +15ºС, при этом не требуется дорогостоящей модернизации проточной части газотурбинной установки. Выведены зависимости мощности исследуемых моделей от температуры воздуха, поступающего в комплексное воздухоочистительное устройство. Показано, что при использовании абсорбционных холодильных машин парогазовый энергоблок может работать без отклонений от аттестованной мощности 110 МВт в условиях летних технологических ограничений выработки электроэнергии. Работа газовой турбины на номинальной нагрузке минимизирует изменение разницы температур проточной части, что, в свою очередь, способствует увеличению срока службы оборудования и повышению надежности эксплуатации. Установлено, что работа абсорбционных холодильных машин в составе парогазового блока дает прирост мощности при температуре окружающего воздуха 30ºС до 9,5 МВт для парогазового энергоблока с проектной мощностью 110 МВт. Выявлено, что уменьшение зависимости мощности газовой турбины от температуры окружающего воздуха оказывает положительное влияние на маневренные характеристики в диапазоне от 40 до 100% ее номинальной нагрузки. Показано, что внедрение абсорбционных холодильных машин в парогазовый цикл позволит минимизировать влияние летних ограничений мощности как на парогазовый энергоблок, так и на энергосистему в целом. Установка абсорбционных холодильных машин возможна без существенных изменений конструкции основного и вспомогательного оборудования. В перспективе можно использовать контур охлаждения воздуха предлагаемых абсорбционных холодильных машин в качестве контура антиобледенительной системы газотурбинной установки.
The study is aimed at analysing the operation of the absorption refrigerating system in gas-turbine and combined-cycle plants for cooling the air entering a gas turbine compressor during summer power limitations. In order to develop models of a combined-cycle power unit with and without the introduction of an absorption system into the circuit, mathematical modelling methods were applied using the Microsoft Visual Studio software package. An absorption refrigerating system was determined to be effective at ambient temperatures above + 15°C. At the same time, no costly modernisation of the gas turbine unit flow path is required. The dependences of the power on the temperature of the air entering the complex air-cleaning device were derived for the investigated models. It was shown that, when absorption refrigerating systems are used, the combined-cycle power unit can operate without deviations from the certified power of 110 MW under the conditions of summer technological limitations in electricity generation. The operation of the gas turbine at rated load minimises the alternation of temperature difference in the flow path, though contributing to an increase in the service life of the equipment and its operational reliability. For a combined-cycle power unit with a design capacity of 110 MW, the operation of absorption refrigerating systems as part of a combined-cycle unit demonstrated an increase in power of up to 9.5 MW at an ambient temperature of 30°C. A decrease in the dependence of the gas turbine power on the ambient temperature was revealed to have a positive effect on the manoeuvring characteristics in the range from 40 to 100% of its rated load. Absorption refrigerating systems introduced into the combined cycle can be used to minimise the effect of summer power limitations both on the combined-cycle power unit and on the power system as a whole. The installation of absorption refrigerating systems is possible without significant changes in the design of the main and auxiliary equipment. In future, it will be possible to apply the air-cooling circuit of the proposed absorption refrigerating systems as a circuit for the anti-icing system of a gas-turbine plant.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.