7.3. Сучасні тенденції підвищення коефіцієнта корисної дії теплових електростанцій

Провідні фірми в галузі енергетичного машинобудування (ABB, Siemens, General Electric, консорціум MAN Energy і GEC Alsthom (ME/GA) та ін.) в останні десятиліття нарощують свої зусилля і капіталовкладення в напрямі підвищення термодинамічної ефективності всіх типів енергетич­них установок, що зумовлено не тільки економією паливно-енергетичних ресурсів, але й забезпеченням екологічної безпеки цих установок.

Основною тенденцією поліпшення енерго-екологічної ефективності ГТУ є підвищення початкової температури циклу до 1 200... 1 300 °С (із доведенням цього параметра в майбутньому до 1 600 °С).

Фірма Siemens розробила типорозмірний ряд ГТУ серії «V» потужніс­тю від 70 до 240 МВт з ККД, що досягає 37-38 % (табл. 7.2). У зв'язку з високою температурою вихлопних газів ГТУ (530.. .550 °С) ця фірма про­понує комбінації циклів газотурбінних і паротурбінних установок, загаль­ний ККД яких досягає 56 % і більше, а діапазон типорозмірного ряду ПГУ становить 103...359 МВт.

Таблиця 7.2. Типорозмірний ряд ГТУ і ПГУ фірми Siemens

Модель	V64. ЗА	V84. 2	V84. ЗА	V94. 2	V24. ЗА
ГТУ:
потужність, МВт	70	109	170	159	240
ККД,%	36,8	24	36,8	24,5	38
емісія NOx, ppm	25	25	25	25	25
температура вихлопних газів, °С	-530	-540	-550	-540	-550
ПГУ:
потужність, МВт	103	172	254	249	359
ККД,%	54,8	54,4	57,2	54,7	58,1

Як засіб підвищення економічності ГТУ розглядають можливість засто­сування регенеративних ГТУ, а також ГТУ з проміжним підведеним теплоти.

Великі можливості щодо підвищення енергетичної ефективності ГТУ полягають у використанні нетрадиційних циклів. Зокрема, йдеться про застосування циклів ГТУ з турбіною перерозширення і турбокомпресор­ним утилізатором теплоти (ТКУ).

Сучасні тенденції підвищення економічності ПТУ можна показати на прикладі фірми Siemens і консорціуму ME/GA.

Спільним для них є: підвищення початкових параметрів пари до рівня 280...310 атм і 580...630 °С, застосування подвійного проміжного перегрі­ву пари, реалізація розвиненої системи регенеративного підігріву живиль­ної води (до десятьох нерегульованих відборів пари), підвищення вакуу­му за рахунок зниження тиску в конденсаторі до 0,023 атм. Це дозволяє довести ККД ПТУ нетто до 47 % на вугіллі і до 49 % на природному газі.

Визнаваючи істотний прогрес у підвищенні екологічної безпеки ТЕС, досягнутий передовими енергетичними фірмами за останні десятиліття, слід звернути особливу увагу на те, що за окремими показниками вже до­сягнуто рівень «насичення», коли подальше їх поліпшення потребує істот­них витрат і дає незначний ефект (див. рис. 7.2). Ця обставина зумовлює активізацію пошуку, що намітився у світовій енергетиці, у сфері застосу­вання нетрадиційних напрямів підвищення екологічної безпеки ТЕС. Один з них - пошук подальших шляхів удосконалювання газопарових техноло­гій, зокрема поєднання парогазових технологій із внутрішньоцикловою газифікацією вугілля. Це дає можливість не тільки збільшити потужність і ККД установки, але істотно поліпшити її екологічні показники на твердо­му паливі за рахунок зв'язування SO₂ до 95-99 %, NO_x - до 90 %.

Перспективним є використання нетрадиційних факторів на основі за­стосування відповідних фізико-хімічних процесів. Йдеться про застосу­вання в енергетиці паливних елементів.