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

Газотурбинные и парогазовые установки в России

Ольховский Г.Г, доктор техн. наук Всероссийский теплотехнический институт

В России имеется положительный опыт эксплуатации энергетических ГТУ различной мощности и назначения. Для применения на электростанциях организациями авиационного двигателестроения разработано большое число ГТУ мощностью от 1,5 до 30 МВт. Начаты испытания первой энергетической ГТУ мощностью ПО МВт с современными параметрами и показателями. Близко к завершению строительство парогазовой Северо-Западной ТЭЦ в Санкт-Петербурге. Целесообразно быстро и широко использовать электростанции с ПГУ, которые позволяют существенно снизить издержки на производство электроэнергии и тепла.

Тепловые электростанции страны, вырабатывающие 2/3 электроэнергии и около половины тепла, потребляемых в России, оснащены паротурбинными установками. При сверхкритическом (24 МПа, 540/540 °С) давлении пара КПД этих установок достигает 40 %, а их единичная мощность — 800—1200 МВт. На разных видах топлива они работают надежно и эффективно. Комбинированная выработка электроэнергии и тепла на таких электростанциях позволяет экономить значительное количество топлива, однако, при этом существенно снижается электрическая мощность паротурбинных установок.  В настоящее время на электростанциях России и некоторых стран СНГ эксплуатируется ПО ГТУ единичной мощностью более 10 МВт. Некоторые данные об этих ГТУ приведены в табл. 1. Общая мощность газотурбинных электростанций России сравнительно невелика и составляет примерно 2,5 ГВт. Так сложилось, что в течение прошедших 20—30 лет были созданы две группы таких электростанций.

В отдаленных районах и в составе отдельных ответственных объектов эксплуатируются энергетические ГТУ мощностью от 2,5 до 12 МВт, выполненные на базе авиационных и судовых двигателей. Электростанции с двумя-восемью такими ГТУ мощностью 10— 12 МВт, разработанными НПО «Машпроект» (г. Николаев, Украина), освоены и работают на Уренгойской, Майской, Мирненcкои и других электростанциях с удовлетворительными эксплуатационными показателями (см. ниже). К этой же группе можно отнести и Якутскую ГРЭС (ЯГРЭС), укомплектованную газовыми турбинами традиционных энергомашиностроительных предприятий.

К другой группе относятся пиковые ГТУ мощностью 100 и 150 МВт, разработанные и выпущенные ЛМЗ.

Отечественные ГТУ, эксплуатирующиеся на электростанциях России, разработаны много лет назад и по своим параметрам и показателям заметно уступают зарубежным.

Наиболее распространены установки ГТГ-12 . Из их числа 59 работают на природном газе, 30 — на дизельном топливе. Суммарная наработка ГТГ-12 составила 1659 тыс.ч, в том числе эксплуатировавшихся на природном газе — 1209 тыс.ч, на дизельном топливе — 450 тыс.ч. Суммарное число пусков 25 957, в том числе на газе 15 851.

Первоначально гарантированный срок службы (20тыс.ч) отработали 41 ГТУ; 11 ГТУ, эксплуатирующихся на природном газе, наработали более 30 тыс.ч каждая, семь из них без капитального ремонта; наибольшая наработка без капитального ремонта составляет 45 тыс.ч.

В 1994—1996 гг. несмотря на значительное снижение загрузки агрегатов их показатели надежности и экономичности были вполне удовлетворительными (табл. 2).

Таблица 1. Показатели эксплуатирующихся в России ГТУ

**) В скобках указано наибольшее количество работавших ГТУ. уменьшившееся из-за вывода из эксплуатации или замены части из них.

Таблица 2. Эксплуатационные показатели ГТГ-12(ГТГ-газотурбогенератор)