高温进气是燃气轮机电站在夏季运行时不可避免的问题,进气温度升高,导致燃气轮机功率下降。而夏季是用电高峰期,亟需燃气轮机达到和提高发电功率。因此降低燃气轮机进气温度,可以有效提高燃气轮机的输出功率。进气加湿冷却由于具有布置简单,成本有效性高等优点,使其成为非常有前景的燃气轮机进气冷却技术之一。本文研究如何实现更有效的燃气轮机进气加湿冷却效果,该研究具有较高的工程和科学意义。本文基于进气加湿过程中水滴蒸发的基本热力学过程,计算分析了不同环境条件下能达到最佳加湿冷却效果的加湿量以及所能取得的温降。并从单水滴蒸发理论出发,编制了进气加湿冷却程序。以此计算不同环境条件和不同水滴参数下的理想加湿效果和蒸发时间,以及蒸发过程水滴的变化。采用响应面法分析不同参数对蒸发时间的交互影响。结果表明,整个蒸发过程可以分为非稳态阶段和稳态阶段。随着环境温度由297.2K增加到357.2K,蒸发时间由6.78s降低至1.54s,且低温时的温度波动对蒸发耗时的影响更大。蒸发时间随水滴直径从30μm增加到100μm,由0.25s增加到2.74s。大颗粒的粒径波动对蒸发耗时的影响更大。三个因素对蒸发时间影响程度排序为:水滴直径>环境温度>水滴温度。其中水滴直径和水滴温度存在一定交互作用,贡献率可达8.53%。本文基于欧拉-拉格朗日方法对进气加湿冷却的气/液两相热量、质量传输进行数值仿真。综合考虑了水滴运动、破碎、蒸发、撞壁等过程对进气加湿的影响,通过气液耦合和变比热计算相结合的方法,分析了进气加湿冷却沿程的温度分布、流动损失及水滴运动规律。利用所编写进气加湿冷却程序优化了进气加湿方案,对比了优化前后的冷却性能。以此为基础分析了水滴直径、水滴温度、喷射方向以及大气温度对进气加湿冷却性能的影响。并采用响应面法分析不同加湿参数对降温幅度的交互影响以及得到了最终加湿方案,对比分析了最终加湿方案与最初加湿方案的冷却性能。结果表明,采用进气加湿冷却能有效地降低压气机进气温度,对于某型燃机电站,进气温度由干工况的323.2K降低到设计湿工况的300.3K,并且加湿对总压损失无明显影响。水滴粒径和水滴温度存在交互影响。当水滴粒径一定时,随着水滴温度的升高,出口总温先下降后升高,但极值位置却随着水滴粒径的增大而往高温水滴移动。当加湿量为1.83kg/s,水滴粒径为30μm,水滴温度为288.45K时,加湿效果最好,出口温度最低能降至292.0K。