Специалисты ООО «Газпром СПГ Портовая» разработали инновационный метод охлаждения воздуха для газовых турбин, который будет применяться непосредственно перед фильтрами. Вода распыляется в воздушном потоке на расстоянии всего 1–2 метра от фильтрующих элементов.
Решение направлено на компенсацию снижения мощности газовой турбины в условиях высокой температуры за счёт увеличения плотности воздуха перед компрессором.
Ключевой парадокс разработки в том, что воду предлагают подавать не после воздухоочистки и не в отдельный охлаждающий модуль, а фактически в зону забора воздуха перед КВОУ. Мелкодисперсный аэрозоль увлекается потоком, испаряется и отбирает тепло у воздуха ещё до его прохождения через фильтры. Форсунки размещают непосредственно внутри осадкосдерживающего козырька КВОУ, причём расстояние до фильтрующих элементов составляет 1–2 м.
В патенте приведён расчёт для газотурбинной установки электрической мощностью 25 МВт, работающей в течение года при изменении температуры наружного воздуха от −35 до +35 °C. При +35 °C моделирование показало снижение температуры входного воздуха на 10–14 °C и рост его плотности на 4–6%. В результате ГТУ при температуре выше +25 °C могла сохранять 95–98% номинальной мощности, тогда как без предварительного охлаждения показатель снижался до 75–80% от зимнего номинала.
Технический расчёт здесь строится на простом физическом эффекте: при испарении воды тепло забирается из воздушного потока, снижая его температуру и повышая плотность. Для формирования аэрозоля патент предусматривает форсунки с отверстиями не более 0,5 мм, а в отдельных вариантах — 0,25 и 0,01 мм. Несколько насосов и групп форсунок позволяют менять подачу воды в зависимости от условий, а сама установка дополнительно оснащается фильтром для подготовки охлаждающей жидкости.
Разработчики отдельно указывают на проблему крупнокапельного распыления: вода должна успевать испариться до контакта с фильтрующими элементами, иначе возрастает риск их увлажнения и ухудшения работы воздухозаборного тракта.