Considerando que o controle de operação da turbina a gás (TG) sob pressão de escape variável possui alta eficiência em condições de operação variáveis, foi proposta uma solução de sistema de geração de ciclo combinado para turbina a gás de alta contrapressão, elevando ativamente a contrapressão da turbina na condição de projeto durante a construção do ciclo combinado. Compressores preliminares e expansores são instalados antes e depois do ciclo principal, respectivamente, para manter e ajustar a pressão de escape da turbina. Com base nos parâmetros iniciais do design da turbina classe F, foram projetados os parâmetros-chave deste ciclo combinado, e foram realizadas análises de casos e de regularidades para a temperatura dos gases de recirculação (divididos em resfriamento à temperatura ambiente e sem resfriamento), a relação de compressão do ciclo principal e a contrapressão da turbina. Os resultados mostram que a eficiência do ciclo combinado com resfriamento dos gases de recirculação é inferior à da condição sem resfriamento; a 0,30 MPa de contrapressão da turbina, as eficiências foram 58,07% e 58,94%, respectivamente, devido principalmente à alta temperatura de saída do compressor principal com alta temperatura dos gases de recirculação e à menor perda na câmara de combustão. A uma contrapressão da turbina de 0,30 MPa, a relação de compressão ótima do sistema de ciclo combinado é 17,0, com eficiência correspondente de 58,97% e trabalho específico de 563,87 kJ/kg. Considerando o trabalho específico, recomenda-se a relação de compressão principal de 15,4; para uma contrapressão da turbina entre 0,03 a 0,35 MPa, a faixa de variação da eficiência do ciclo combinado nas condições de resfriamento à temperatura ambiente e sem resfriamento está entre 56,00% a 58,57% e 55,81% a 59,12%, respectivamente, primeiro aumentando e depois diminuindo, com pequena variação da eficiência sob alta contrapressão. Além disso, com base na aplicação prática de engenharia, considerou-se o projeto de uma caldeira de recuperação de calor única, analisando suas características térmicas e possíveis formas eficientes, flexíveis e de baixo custo de aproveitamento de energias renováveis, podendo fornecer uma nova referência para sistemas modernos de ciclo combinado multienergia flexíveis e eficientes.

Alta contrapressão;Turbina a gás;Ciclo combinado;Eficiência do ciclo;Compressor;Integração e otimização do sistema