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联合循环极限热效率的分析
本文回顾了已有联合循环热效率的水平，分析了美、日专家对HYPERLINK"http://www.sztwt.cn/gas_turbine.html"\t"_blank"联合循环热效率预测不准的原因，并预言十年后联合循环热效率可达62%，二十年后可达65％，其最高热效率为70%。
前言早在七十年代初，美国电力研究院（EPRI）发表文章，预测联合循环的热效率可达53％。八十年代中期，日本HYPERLINK"http://www.sztwt.cn/gas_turbine.html"\t"_blank"联合循环专栏评论家玉贯滋提出联合循环的热效率可达55％。七十年代未，日本曾拨款260亿日元实施月亮计划中的一项重要科研项目“高效燃气轮机的研究开发”，该燃气轮机是双轴。中间冷却再热循环，透平进气温度1300℃（高压）/1200℃（低压）压比55，功率10万千瓦。用于联合循环，其热效率设计值为55％，所有这些都表明，人们对联合循环的祈望值都不很高，对其发展潜力都严重估计不足。近年，HYPERLINK"http://www.sztwt.cn/ge.html"\t"_blank"美国GE与法国HYPERLINK"http://www.sztwt.cn/alsthom.html"\t"_blank"ALSTHOM公司联合推出的“MS9001FA”HYPERLINK"http://www.sztwt.cn/gas_turbine.html"\t"_blank"燃气轮机为基础的三压再热式蒸汽系统的联合循环，在透平前温1288℃下，竟获得56％的热效率（供电效率55.1％），使人们无不惊讶。目前世界普遍认为联合循环的热效率可以达到并超过60％。究竟联合循环热效率有无极限’如有，其极限应是多少？在什么条件下联合循环可以获得更高的热效率？本文拟就这些问题，进行深入的分析。一、84％的热效率是极限
卡诺循环是热力学的理想循环，其热效率仅与环境温度和加热温度有关。即：

从上述公式可以看出，环境温度越低越有利。在地球上，人类测出的最低温度在南极，为一88℃，即185°K。
Th为等温加热温度，在实际上，不存在可以完全等温加热的物质。故此，在工程上我们以平均加热温度来代替。以空气为工质，在通常使用的燃料中，用天然气（CH4一甲烷）可以获得最高的温升，这一数值为1923℃。平均加热温度Thcp＝1923＋185＝1146.5°K。故此

从上述计算结果可以看出，地球上热机可获得的热效率不可能超过84％，联合循环当然也不可例外。二、美、日专家对联合循环热效率低估的原因分析
对空气动力学的发展估计不足。HYPERLINK"http://www.sztwt.net/gas_turbine.html"\t"_blank"联合循环的基础是HYPERLINK"http://www.sztwt.net/gas_turbine.html"\t"_blank"燃气轮机，而燃气轮机的基础是空气动力学。HYPERLINK"http://www.sztwt.cn/gas_turbine.html"\t"_blank"燃气轮机中的压气机效率、压比、流量，透平效率。进爿：气压损和燃烧室的压损，都与空气动力学密切相关。燃气轮机发展初期，压气机，透平效率均在85％左右，压比也很低，例如：苏联第一台民用燃气轮机1500千瓦，5000转/分，压比3.6，空气流量50公斤/秒，压气机透平效率均为85％，透平前温600℃，热效率仅13.6％。后来，压气机透平效率相当长的时间稳定在88％的水平上。估计，正是这一原因，使日本人走复杂循环燃气轮机之路（双轴。中间冷却。再热循环），以求通过高压比来求得热效率方面的突破。自八十年代后期至今，燃气轮机的发展，证明日本人上述的发展路子是误入歧途。根据本人对世界几个最先进的燃气轮机的核算（MS9001FA、LM6000、Tren、V94．3、701FA），它们的压气机和透平效率，普遍达到或接近90％和92％。最近BBC公司声言已研制出单台压比为30的压气机。目前，工业型先进燃机效率均在35％以上，轻型则在40ok以上。
上述事实都充分说明空气动力学发展带来的巨大作用。
对冷却技术的发展和透平前温提高的速度估计不足。
原来，专家估计透平前温提高的速率为10℃/年，现实则达15℃/年。例如70年代初，GE公司推出PG5301为900℃，现MS9001FA达1288℃，25年时间，提高了近400℃。原来的透平冷却技术，主要靠对流、吹风冷却，消耗的冷却空气量大，效果差。现在整台机组的冷却系统经严格的反复的试验，精心组织，又引人内冷、薄膜冷却。发散冷却……等新冷却技术，使冷却效果提高，冷却空气量有较大幅