当前我国电力消费迅速增长,为减少环境污染,以新兴清洁能源天然气为燃料的燃气轮机迅速发展,提高了燃气发电在电力系统中的地位。但是,燃气轮机的性能在较大程度上受进口空气温度的影响,且当进气温度下降时,燃机发电量及热效率都将提高,即在压气机前端加装进气冷却系统可以提高燃气轮机的性能。在众多进气冷却方式中,直接蒸发冷却只需以水为冷源,有着投资需求少、环境友好且耗能低等优点。从而确定燃气轮机进气蒸发冷却系统为本文的研究对象,其主要工作及结论如下:首先,通过分析燃机循环在工作时各部分能量的变化,从理论上说明了降低压气机进气温度对提高燃机性能的必要性。在分析直接蒸发冷却设备工作原理的基础上,通过对直接蒸发冷却过程建立计算模型,研究了直接蒸发冷却性能的主要影响因素。其次,对燃气轮机进气蒸发冷却系统的直接蒸发冷却段进行了实验研究,同时采用Fluent软件对简化后填料表面的温度场变化情况进行了仿真模拟。通过对比发现,模拟和实验所得结果基本一致:(1)当其它参数为定值,水流速由0.01 m/s上升至0.4 m/s时,空气出口温度随水流速的提高而降低,但是水流速的改变对出口空气温度的影响较小,且水流速提高的同时也会造成水流分布不均匀的情况,致使冷却效果变差。因此水流速只能适当提高,宜控制在0.1 m/s～0.2 m/s;(2)当其它参数为定值,进气风速在1.6 m/s～3.2 m/s间变化时,风速增大会提高传质系数,使得冷却效果变好,但是风速变大还会造成空气与水的接触时间变短,从而降低冷却性能。根据模拟以及实验得知,风速对空气与水接触时间的影响大于对传质系数的影响,且风速宜控制在2.2 m/s～2.6 m/s;(3)当其它参数为定值,进气温度由30°C上升至39°C时,相对湿度降低,出口平均温度和进出口空气的温降均随空气进气温度的升高而提高,但是蒸发冷却效率的变化幅度较小,可推断空气在高温低相对湿度的环境下有更高的冷却潜能。最后,以泉州地区为例,根据燃机在加装直接蒸发冷却进气系统前后参数的变化分析了该系统的有效性。数据表明:案例中的发电厂在加装直接蒸发冷却进气系统的一年里,有7236小时满足运行进气冷却系统的要求,占全年总时长的87.1%。另外,与原燃气轮机相比,改进后燃气轮机的月进气温度降低了3.6°C～9.7°C,年发电量上升了37380 MW·h,收益达86.2万,具有较高的经济性。