Парогазовая пауза

Наука и технологии
«Эксперт» №16 (276) 23 апреля 2001
У России остается все меньше времени для того, чтобы окончательно не отстать в мировой парогазовой гонке

Проблемы отечественной энергетики часто связывают с выработкой ресурса оборудования, но не менее важно, что оборудование это устарело морально и простая его замена на новые установки старого образца принципиально ничего не решит.

Коэффициент полезного действия отечественных электростанций в среднем оценивается в 36%. Более десятой части электроэнергии и вовсе вырабатывается на установках, кпд которых равен 25% (эффективность, характерная для 30-х годов прошлого столетия). Между тем в развитых странах этот показатель в среднем не опускается ниже 45%. Рост эффективности энергосистем Запада связан с внедрением новых технологий, прежде всего речь идет об установках парогазового цикла (ПГУ), кпд которых колеблется от 52 до 60%.

Еще в октябре 1995 года на XVI конгрессе Всемирного энергетического совета, прошедшем в Японии, отмечалось, что развитие теплоэнергетики и в ближайшие десятилетия будет базироваться на применении парогазового цикла. По словам члена-корреспондента РАН, директора Всероссийского теплотехнического института Гургена Ольховского, две трети всех вводимых сегодня на планете генерирующих мощностей приходятся на ПГУ.

Парогазовые установки (в англоязычном мире используется название combined-cycle power plant) - сравнительно новый тип генерирующих станций, работающих на газе или на жидком топливе. Принцип работы самой экономичной и распространенной классической схемы таков. Устройство состоит из двух блоков: газотурбинной (ГТУ) и паросиловой (ПС) установок. В ГТУ вращение вала турбины обеспечивается образовавшимися в результате сжигания природного газа, мазута или солярки продуктами горения - газами. Образовавшиеся в камере сгорания газотурбинной установки продукты горения вращают ротор турбины, а та, в свою очередь, крутит вал первого генератора.

В первом, газотурбинном, цикле кпд редко превышает 38%. Отработавшие в ГТУ, но все еще сохраняющие высокую температуру продукты горения поступают в так называемый котел-утилизатор. Там они нагревают пар до температуры и давления (500 градусов по Цельсию и 80 атмосфер), достаточных для работы паровой турбины, к которой подсоединен еще один генератор. Во втором, паросиловом, цикле используется еще около 20% энергии сгоревшего топлива. В сумме кпд всей установки оказывается около 58%. Существуют и некоторые другие типы комбинированных ПГУ, но погоды в современной энергетике они не делают.

Пещерная энергетика

Казалось бы, идея использования энергии продуктов горения в двух последовательных циклах - газотурбинном и паросиловом - лежит на поверхности. Тем не менее широкое практическое воплощение она получила лишь в 80-х годах ХХ века. По словам профессора Алексея Трухния, заведующего кафедрой "Паровые и газовые турбины" Московского энергетического института, в первую очередь это было связано именно с проблемами разработки газотурбинных установок, которые являются ключевым элементом ПГУ.

Хотя газовую турбину придумали почти за сто лет до паровой (патент на изобретение первой ГТУ англичанин Джон Барбер