【Цель】В условиях углубления глобальной тенденции сокращения выбросов углерода и распространения масштабного применения водородной энергии, техническая модернизация существующих газотурбинных установок с использованием технологии сжигания с добавлением водорода является важным путем для низкоуглеродного перехода в отрасли производства электроэнергии и отопления. 【Метод】На основе платформы моделирования тепловой системы Ebsilon был построен модель тепловой системы энергоблока с газовой турбиной SGT800 с двухступенчатым давлением и без повторного нагрева в составе комбинированного цикла. При неизменном общем тепловом потоке топлива и температуре на входе в турбину исследовалось влияние двух факторов — доли смешивания водорода (0-50%, по массе) и нагрузки газовой турбины — на параметры работы комбинированной схемы и тепловые характеристики. 【Результаты】Результаты моделирования показали: с увеличением доли водорода массовый расход топлива постепенно снижается, при этом, чтобы поддерживать постоянную температуру на входе в турбину, коэффициент избытка воздуха на входе в газовую турбину также должен уменьшаться. Однако температура газов на выходе из турбины, их поток и тепловая мощность не меняются монотонно с ростом доли водорода из-за динамической регулировки объема охлаждающего воздуха для поддержания постоянной температуры на входе. При 100% нагрузке газовой турбины и максимальном режиме отбора конденсата эффективность генерации электроэнергии газовой турбины и эффективность комбинированной системы достигают максимума примерно при 20% доли водорода и составляют 41,05% и 80,79% соответственно, что выше на 1,38% и 1,16% по сравнению с режимом чистого природного газа. При дальнейшем исследовании влияния смешанного сгорания водорода в условиях изменяющейся нагрузки показано, что при увеличении доли водорода с 0 до 50% эффективность газовой турбины при нагрузках 100%, 80% и 60% повышается на 1,38%, 1,28% и 1,12% соответственно, а эффективность комбинированной системы повышается на 1,16%, 1,08% и 0,92%. 【Заключение】Влияние добавления водорода на характеристики установки имеет сложный и двухмерный характер зависимости от нагрузки: в зоне высокой нагрузки водород оптимизирует процесс сгорания, максимально повышая абсолютную эффективность, а в зоне низкой нагрузки водород поднимает нижнюю границу производительности установки, обеспечивая экономическую целесообразность при глубоком регулировании нагрузки.

Комбинированный цикл;сгорание с добавлением водорода;EBSILON;тепловые характеристики