Dado que la regulación del funcionamiento de la turbina de gas (TG) con contrapresión variable tiene una alta eficiencia en condiciones variables de trabajo, se propuso un esquema de sistema de generación de ciclo combinado para turbinas de gas de alta contrapresión, aumentando activamente la contrapresión de la TG en las condiciones de diseño durante la construcción del ciclo combinado. Se instalan un compresor previo y una turbina de expansión antes y después del ciclo principal respectivamente para mantener y ajustar la presión de escape de la TG. Basándose en los parámetros iniciales de diseño de una turbina de gas de clase F, se diseñaron los parámetros clave de este ciclo combinado y se realizaron análisis de casos y de características para la temperatura de los gases de recirculación (divididos en dos casos: enfriados a temperatura ambiente y sin enfriar), la relación de presión del ciclo principal y la contrapresión de la TG. Los resultados del análisis muestran que la eficiencia del ciclo combinado cuando los gases de recirculación están enfriados es menor que cuando no están enfriados; a una contrapresión de la turbina de 0,30 MPa, la eficiencia es del 58,07 % y 58,94 %, respectivamente, principalmente porque la temperatura de salida del compresor principal es más alta con una temperatura de gases de recirculación elevada, lo que reduce las pérdidas en la cámara de combustión. A una contrapresión de la turbina de 0,30 MPa, la relación de presión óptima del sistema de ciclo combinado es 17,0, con una eficiencia del ciclo combinado correspondiente de 58,97 % y un trabajo específico de 563,87 kJ/kg. Considerando el trabajo específico, se recomienda una relación de presión principal de 15,4; con una contrapresión de turbina en el rango de 0,03 a 0,35 MPa, la eficiencia del ciclo combinado en las condiciones de enfriamiento a temperatura ambiente y sin enfriamiento varía entre 56,00 % y 58,57 % y entre 55,81 % y 59,12 %, respectivamente, aumentando primero y luego disminuyendo, con una pequeña variación en la eficiencia en alta contrapresión. Además, basándose en la aplicación práctica, se consideró el diseño de una caldera de recuperación de calor única, se analizaron sus características térmicas y posibles métodos rentables y flexibles para aprovechar las energías renovables de manera eficiente, lo que puede ofrecer una nueva referencia para sistemas modernos de ciclo combinado eficientes y flexibles con múltiples fuentes de energía.

Alta contrapresión;Turbina de gas;Ciclo combinado;Eficiencia del ciclo;Compresor;Integración y optimización del sistema