Підвищення параметрів циклів ПТУ

Існуючі у світовій енергетиці тенденції підвищення ефективності ТЕС на основі нетрадиційних енерготехнологій не виключають пошук шляхів підвищення економічності традиційних ПТУ і ГТУ на основі під­вищення початкових параметрів робочого тіла.

Успіх реалізації цього напряму багато в чому визначається розвитком технологій одержання дешевих сплавів, які характеризуються високою термостійкістю і потрібною міцністю. Звичайні низьколеговані сталі, що застосовують для виготовлення роторів і циліндрів сучасних парових тур­бін, мають температурні обмеження 540...565 °С.

Розроблені останнім часом модифіковані феритні сталі разом з вико­ристанням системи внутрішнього охолодження дозволяють підняти почат­кову температуру до 580 °С і вище. Використання аустенітних сталей збільшує початкову температуру до 600...630 °С і тиск - до 31 МПа.

Для підвищення початкових параметрів пари існують також обме­ження термодинамічного характеру на початковий тиск. Застосування проміжного перегріву (за певних умов) також сприяє підвищенню термодинамічної ефективності сумарного циклу.

За наявності відповідних конструктивних матеріалів можливе подаль­ше підвищення початкових параметрів аж до одержання надкритичних параметрів. Однак у цьому разі навіть за наявності проміжного перегріву пари кінець процесу розширення переходить до області вологої пари. Усунути цю перешкоду можна лише застосуванням двоступеневого про­міжного перегріву.

Результати оцінок збільшення ККД з підвищенням початкових пара­метрів пари для різних формул перегріву порівняно з базовим варіантом ПТУ (р₀ = 16 МПа, t_o = 540/540 °С) наведено в табл. 8.1.

Таблиця 8.1. Збільшення ефективності перетворення теплоти з підвищенням початкових параметрів пари

Варіант із надкритичними параметрами пари (ро = 28,5 МПа) і по­двійним проміжним перегрівом пари використовують на данських ТЕС Skaerbaek і Nordjylland відповідно до розробки консорціуму MAN Energy і GECAlsthom.