Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения энергоэффективности теплотехнических систем, так как все виды топлива дорожают. В этой связи возникает необходимость создания метода термодинамического усовершенствования теплотехнических систем. Цель: создание метода усовершенствования теплотехнических систем, применение данного метода на примере котельного агрегата ПП-2650-255 ГМ. Объекты прямоточный котел ПП-2650-255 ГМ, для которого производится термодинамический анализ процессов, протекающих в отдельных элементах котла –воздухоподогревателе, экономайзере, топке, пароперегревателе. Проводится анализ всех тепловых потоков на каждом элементе котла. Методы. В качестве инструмента исследования использован эксергетический метод термодинамического анализа, позволяющий учитывать потенциал энергии (качественные характеристики) тепловых процессов. На сегодняшний день наиболее эффективным методом параметрической оптимизации теплоэнергетических процессов является метод интеграции тепловых потоков (пинч-метод). Однако пинч-метод основан на изменение энтальпии, которая не учитывает качественные характеристики энергии. В статье продолжается развитие пинч-метода, вместо энтальпии используется эксергия. Оптимизация теплотехнических параметров производится путем использования эксергетического пинч-метода. Результаты. Эксергетический пинч-анализ позволяет выявить неиспользуемую эксергию и определить, в какой части котельного агрегата происходят потери. По расчетам и графику видно, что горячие потоки отдали 1503,57 МВт эксергии, холодные потоки приняли 1295,57 МВт эксергии с учетом охлаждения рабочего тела байпасом. Таким образом, в данном котлоагрегате обнаружилось 47,9 МВт неиспользуемой эксергии. Результаты эксергетического пинч-анализа позволяют сформулировать и обосновать конкретные конструктивные меры по повышению энергоэффективности котельного агрегата. Данный анализ позволяет эффективно использовать энергию и ресурсы теплотехнического оборудования.