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 фірмиSiemens
| Модель | V64. ЗА | V84. 2 | V84. ЗА | V94. 2 | V24. ЗА |
| ГТУ: | |||||
| потужність, МВт | |||||
| ККД,% | 36,8 | 36,8 | 24,5 | ||
| емісія NOx, ppm | |||||
| температура вихлопних газів, °С | -530 | -540 | -550 | -540 | -550 |
| ПГУ: | |||||
| потужність, МВт | |||||
| 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 %, NOx - до 90 %.
Перспективним є використання нетрадиційних факторів на основі застосування відповідних фізико-хімічних процесів. Йдеться про застосування в енергетиці паливних елементів.