Газотурбинные и парогазовые установки в России. Парогазовая установка с вводом пара в газовую турбину - перспективное направление развития энергетических установок, страница 7

Для инофирм, разрабатывающих современные ГТУ, характерны высокий уровень производства этих агрегатов, экономическая стабильность и богатый опыт. Отечественным изготовителям энергетических ГТУ будет крайне сложно строить свою работу так, чтобы выдержать их конкуренцию.

Сферы применения энергетических ГТУ

Наибольшие термодинамические и экономические выгоды обеспечиваются при объединении газотурбинного и паротурбинного циклов. При характерных для ГТУ высокой температуре подвода тепла и низкой, близкой к температуре окружающей среды, температуре отвода тепла в конденсаторе паротурбинных установок, отношение температур горячего и холодного источников тепла в комбинированном цикле и его КПД увеличиваются.

На практике объединение циклов заключается в использовании тепла отработавших в ГТУ газов, температура которых составляет в настоящее время 500—600 (до 640) °С, для производства пара, расширяющегося затем в паровой турбине, с выработкой дополнительной электроэнергии. При КПД современных ГТУ, равном 35—40 %, доля тепла отработавших в их турбинах газов (которая при автономной работе относилась бы к потерям) составляет 60—65 % тепла топлива, сожженного в ГТУ. При КПД парового цикла 30—35 %, более низком, чем в современных энергоблоках высокого и сверхкритического давления (см. ниже), КПД комбинированной установки равен 55—60 %. Столь высокие КПД достигнуты в бинарных ПГУ, когда все тепло, используемое в паровой части, подводится с отработавшими в ГТУ газами.

Значительное повышение экономичности может быть достигнуто также в комбинированных циклах, где тепло отработавших в ГТУ газов составляет только часть используемого в паровом цикле тепла. Так происходит, например, при надстройке газовыми турбинами обычных паровых энергоблоков. В этих случаях газотурбинная мощность также вырабатывается с КПД, близким к единице (без потерь с уходящими газами, которые утилизируются), только доля ее в общей мощности комбинированной установки меньше.

В принципе, КПД ПГУ тем выше, чем выше КПД ГТУ и паротурбинной части. Он возрастает с увеличением доли мощности ГТУ. Ее, однако, нельзя принимать произвольно.

При газотурбинной надстройке традиционных энергоблоков для охлаждения дымовых газов до экономически целесообразной температуры их тепло приходится передавать в пароводяной тракт и использовать для нагрева части конденсата и питательной воды. Вследствие этого количество пара, отбираемого в систему паровой регенерации, уменьшается, а пропуск пара в конденсатор возрастает. В результате наблюдаются некоторое снижение КПД паротурбинного цикла и (возможно) ограничение расхода свежего пара и мощности паровой турбины.