Сучасні тенденції підвищення коефіцієнта корисної дії теплових електростанцій
Провідні фірми в галузі енергетичного машинобудування (АВВ, 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 йзабезпеченням екологічної безпеки цихустановок.
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 оС).
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
|
Як засіб підвищення економічності ГТУ розглядають можливість застосування регенеративних ГТУ, а також ГТУ з проміжним підведеням теплоти.
Великі можливості щодо підвищення енергетичної ефективності ГТУ полягають у використанні нетрадиційних циклів. Зокрема, йдеться про застосування циклів ГТУ з турбіною перерозширення і турбокомпресор — ним 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 оС, застосування подвійного проміжного перегріву пари, реалізація розвиненої системи регенеративного підігріву живильної води (до десятьох нерегульованих відборів пари), підвищення вакуу — му 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 застосу — вання 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 %, N0* — до 90 %.
Перспективним є використання нетрадиційних факторів на основі застосування відповідних фізико — хімічних процесів. Йдеться про застосу — вання в енергетиці паливних елементів.