Теплофикационные газотурбинные установки (ГТУ)

Газотурбинные установки можно с большим эффектом использовать для комбинированной выработки теплоты и электроэнергии. Условия отпуска теплоты от ГТУ имеют следующие особенности, которые определяют условия и область их эффективного применения:

1. Цикл ГТУ характеризуется высокими температурами подвода и отвода теплоты, поэтому температура полностью отработавших в силовом цикле газов составляет 300-500°С и достаточна для нагрева внешних теплоносителей до необходимых потребителям температур.

2. Пар и горячую воду отпускают от ГТУ путем использования теплоты выхлопных газов и воды, охлаждающей компрессоры, т.е. теплоты, полностью отработавшей в данном силовом цикле.

3. Высокая начальная температура газа перед турбиной может быть применена и на ГТУ небольшой единичной мощности при сохранении высоких внутренних к.п.д. турбин и компрессоров, поэтому энергетические показатели теплофикационной ГТУ сравнительно мало зависят от ее единичной мощности, в то время как у паровых турбин высокие начальные параметры пара 13,0-24,0 МПа применимы только при единичной мощности турбин 50-200 МВт. В связи с этим теплофикационные ГТУ могут давать экономию топлива по сравнению с раздельным теплоэлектроснабжением (КЭС плюс котельные) и при небольших тепловых нагрузках, при которых паротурбинные ТЭЦ экономически не оправдываются. Это особенно важно для средних и небольших промышленных предприятий, городов и др.

4. При современном развитии энергосистем паротурбинные ТЭЦ экономически оправдываются при расчетной тепловой нагрузке не менее 400 - 450 МВт (344 - 387 Гкал/ч) в европейской части РФ и 500-600 МВт в районах с более дешевым топливом. Газотурбинные ТЭЦ благодаря перечисленным выше особенностям экономически оправдываются при нагрузках 100-400 МВт и даже ниже. Это обстоятельство весьма сильно расширяет область экономического применения теплофикации, так как потребители с нагрузкой 100-500 МВт расходуют около 25% всей теплоты, потребляемой в России. Расширение области теплофикации при сооружении газотурбинных ТЭЦ (ГТЭЦ) может дать большую экономию топлива иа и денежных средств.

Поскольку температура отпускаемой от ГТЭЦ горячей воды практически не влияет на экономию топлива, экономически оптимальная температура воды в подающей сети от ГТЭЦ значительно выше, чем от ПТЭЦ, и может составлять 160 – 200 °С при независимой схеме присоединения абонентов.

Перечисленные особенности показывают, что ГТУ являются весьма перспективными теплофикационными агрегатами и хорошо дополняют паротурбинные ТЭЦ, в частности позволяют значительно расширить область экономичного применения теплофикации. Однако невозможность работы разомкнутых схем ГТУ на твердом топливе ограничивает сферу их применения.