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应用能源技术
2010年第10期（总第154期）
LNG冷能在燃气轮机进气冷却系统中的应用
薛进"，张明智，张晓美，张汀
（1.华北电力大学动力工程系，河北保定071003;2.燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛066004）
摘要：进气温度对燃机效率的影响非常大，如果利用LNG作为低温冷源，实现对燃气轮机进气的冷却，可提高燃机功率和LNG的利用效率。文中建立了翅片管式换热器的传热模型，计算换热器传热参数，为LNG在燃机进气冷却中的应用做铺垫。
关键词：LNG；燃气轮机；进气冷却；翅片管换热器
中图分类号：TK474.7文献标志码：B文章编号：1009-3230(2010)10-0032-04 LNGColdEnergyInTheGas-TurbineInletAirCoolingSystem
XUE Jin'ZHANGMing-zhi',ZHANG Xiao-mei',ZHANGTing
(1. College of Energy and Power Engineering,North China Electric Power University, Baoding 071003, China ;2.Mechanical Engineering,Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China)
Abstract: Inlet air temperature of the gas turbine efficiency is very large, if the use of LNC as a cryogenic cooling source, to realize the gas-turbine inlet air cooling, can increase the gas-turbine power, and the LNG use eficiency. Paper establishes the fin-tube heat exchanger heat transfer model to calculate heat transfer parameters for LNG in the gas-turbine inlet air cooling of laying the groundwork.
Key words: LNG; Gas-turbine; Inlet air cooling; Fin-tube heat exchanger
1概述
1.1问题的提出
燃气轮机以其体积小、启动速度快等优点，是最适合用于电厂调峰的机组，但在夏季用电高峰时，因温度较高导致机组出力下降，调峰能力大大削弱。据研究，环境温度升高1℃最大可导致燃气轮机额定发电能力下降1%1]。燃气轮机功率随环境温度升高而下降，主要是因为环境温度升高，空气的密度变小，致使吸人压气机的空气质量流量下降，机组的作功能力随之变小；压气机耗功与吸入空气温度成正比，即环境温度升高，燃气轮机净功减少。
LNG的存储压力低，温度约-162℃，此状态下LNG约有850kJ/kg的冷能，如不加以利用将
收稿日期：2010-0818
8修订日期：2010-09-15
作者简介：薛进（1985-），男，硕士研究生，研究方向为火用
传递理论、燃气轮机节能。
万方数据
白白浪费。LNG的冷能可以用来海水淡化、空气分离、冷冻冷藏等，如果用于空气分离，仍有50℃ 左右的温差可以利用，将此部分冷量冷却燃气轮机进气温度，提高了LNG冷能的利用率，也提高了燃气轮机的功率。同时给出了LNG冷却空气在翅片管中的传热模型。
翅片管换热器，在原有的管子表面上（不论外表面还是内表面）加工上了很多翅片，使原有的表面得到扩展，而形成一种独特的传热元件。同时翅片管的传热面结构也得到了改进，通过增大单位体积内的传热面积，从而使得翅片管换热
器高效而紧漆，达到了强化传热的目的。 1.2各种冷却方式的比较
进气冷却技术，即除去燃气轮机进口空气的热值，包括显热和潜热。目前的进气冷却技术各有千秋，各自技术特点如表1所示：