如何通过精确的湿度测量优化燃气轮机性能？
确保燃气轮机以高效率运行是运营商的首要目标。在当前经济形势下，任何能够提高生产率、进而提升利润的措施显然都是受欢迎的。从环境角度来看，使汽轮机尽可能高效地运行且产生的排放物尽可能少也很重要。幸运的是，有多种方法可提高燃气轮机的输出功率。控制进入燃烧入口的空气的湿度和温度是重要措施之一，因为它直接影响汽轮机的效率、排放和运行可靠性。
更冷、更浓的空气可提高输出和效率：
就燃气轮机效率而言，空气密度的影响是大家都知道的：更密集的进气增加了质量流速，因此提高了汽轮机的输出和效率。空气密度与温度成反比，这意味着温度升高会降低空气密度，因此降低燃气轮机的效率和功率。
进气冷却(特别是在温暖和炎热的环境中)通常用于补偿由于空气温度高而造成的效率损失。即使空气温度有些许降低，也会导致功率输出显著提高。
空气温度每降低1°c，输出功率可提高多达0.5％：
有几种技术可用于冷却进气。一种常见的解决方案是喷雾器，该系统通过喷嘴将水喷到气流中，从而随着水滴的蒸发使空气冷却。雾化的第二个好处是，空气湿度的增加减少了燃烧过程中产生的nox排放。除了在温暖或炎热的条件下冷却进气外，湿度也是避免在寒冷气候下结冰的一个关键因素。如果湿空气接近结冰，则需要防冰系统以保护压缩机免受快速移动的冰粒所造成的损害。
要实现理想的控制，需要准确的湿度信息：
鉴于进气系统内空气的高速流动，必须防止水滴和冰粒进入压缩机和汽轮机，以免造成代价高昂的损坏和腐蚀。实际上，这意味着空气湿度需要保持在饱和水平以下。换句话说，为了避免冷凝，进入系统的空气的露点温度必须低于系统中的空气和表面温度。控制系统必须具有安全裕度，以考虑测量不确定性以及所测量空气特性的波动和不规则性。但是，由于测量不确定性而需要的裕量越宽，损失的效率潜能就越大。这是高水平的测量可靠性真正发挥作用的地方。准确地测量露点可以使冷却和起雾(或甚至加热)尽可能地接近系统内的冷凝或结冰极限。
表示湿度的不同方法：
湿度根据应用场合使用不同的术语来表示，包括但不限于相对湿度、露点温度和湿球温度。
相对湿度(rh)：
是水蒸气在特定温度下的分压与其饱和压力之比。rh以百分比表示，通常用于描述环境空气湿度。使用rh的缺点是它在很大程度上取决于温度。例如，如果rh为85%，温度为20°c，则空气温度仅降低2°c，rh就变为96%。如果使用rh来测量汽轮机进气口中的空气湿度，则必须牢记这种相关性，因为即使没有冷却或加热，进气口系统中的空气温度也会发生变化。主要效果是由于压缩机钟形口处空气的加速而导致冷却，这可能导致温度下降若干摄氏度。由于这种冷却效果，即使环境温度高于0°c，仍然存在结冰的风险。
露点温度(td)：
是指空气在恒定压力下冷却时，空气由于水蒸汽变得饱和而导致形成液态水(称为冷凝)的温度。在rh为100%时，环境温度与露点温度相同，但当露点温度低于环境温度时，空气变得更干燥，因此形成冷凝的风险较小。使用td的两个主要好处是，它与温度无关，并且它直接为冷凝条件提供余量。
湿球温度(tw)：
是用包裹在湿护套中的温度计指示的温度。湿球温度和环境温度可用于计算相对湿度或露点。tw是用于确定湿度的传统方法，但由于准确度有限且该方法需要一定的使用和维护技能，因此在很大程度上已被直接测量所取代。以上所有湿度参数均与压力有关，但对于进气应用，典型的压力降非常小，以至于不会产生明显的影响。例如，在20°c和1013 mbar下，压力降低20 mbar导致rh降低1.7%或td降低0.3°c。
影响准确度的因素：
影响湿度测量准确度的因素有很多，其中明显的一个因素是基本传感技术。然而，薄膜聚合物传感器已被证明可以满足进气监测中关键的需求：准确度、坚固性、长期稳定性和低维护要求。由于进气口中的空气可能非常接近饱和，甚至可能形成冷凝，因此即使在这些条件下，传感器也必须保持准确度。湿度传感器在冷凝空气中的一个挑战是，如果传感器变湿，则测量将持续显示饱和状态，直到传感器变干-即使空气本身不再饱和也是如此。为了解决这个问题，维萨拉开发了加热探头技术。这可确保探头的温度保持在周围空气温度以上，以避免在传感器本身上出现冷凝。根据系统和确切的安装位置，直接的溅水也可能会弄湿湿度传感器。可使用专用安装附件来防止发生这种情况发生。
在发电厂和受污染的环境中，进气中可能包含污染物，这会影响传感器的长期准确度。为了应对这一挑战，可以为传感器配置化学清除功能，该功能通过蒸发可能的污染物来自动清洁传感器元件。
关键词：喷雾器 压缩机 温度计 传感器
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相对湿度(rh)：
是水蒸气在特定温度下的分压与其饱和压力之比。rh以百分比表示，通常用于描述环境空气湿度。使用rh的缺点是它在很大程度上取决于温度。例如，如果rh为85%，温度为20°c，则空气温度仅降低2°c，rh就变为96%。如果使用rh来测量汽轮机进气口中的空气湿度，则必须牢记这种相关性，因为即使没有冷却或加热，进气口系统中的空气温度也会发生变化。主要效果是由于压缩机钟形口处空气的加速而导致冷却，这可能导致温度下降若干摄氏度。由于这种冷却效果，即使环境温度高于0°c，仍然存在结冰的风险。
露点温度(td)：
是指空气在恒定压力下冷却时，空气由于水蒸汽变得饱和而导致形成液态水(称为冷凝)的温度。在rh为100%时，环境温度与露点温度相同，但当露点温度低于环境温度时，空气变得更干燥，因此形成冷凝的风险较小。使用td的两个主要好处是，它与温度无关，并且它直接为冷凝条件提供余量。
湿球温度(tw)：
是用包裹在湿护套中的温度计指示的温度。湿球温度和环境温度可用于计算相对湿度或露点。tw是用于确定湿度的传统方法，但由于准确度有限且该方法需要一定的使用和维护技能，因此在很大程度上已被直接测量所取代。以上所有湿度参数均与压力有关，但对于进气应用，典型的压力降非常小，以至于不会产生明显的影响。例如，在20°c和1013 mbar下，压力降低20 mbar导致rh降低1.7%或td降低0.3°c。
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