Начальные параметры пара. повышение начальных параметров пара имеет целью экономию топлива. однако одновременно возрастает стоимость оборудования, так как повышение давления обусловливает увеличение толщины стенок и массы деталей оборудования, а повышение температуры — быстрое снижение допускаемых напряжений, что также приводит к увеличению размеров и массы оборудования, выполняемого из стали данного класса и марки. при переходе к более прочным и совершенным классам и маркам стоимость стали резко возрастает.
До температуры 450 °С возможно применение углеродистых сталей; до температуры 550 °С— слаболегированных сталей перлитного класса; более температуры 600 °С —соответственно сталей ферритном.артенситного и аустенитного классов. Переход от сталей каждого из этих классов к более жаропрочным или жаростойким сталям следующих классов сопровождается повышением их стоимости в 2—5 раз.
Изменение стоимости паровой турбины с изменением начального давления, руб/кВт, в пределах примерно от 16 до 30 МПа при температурах 540—580 °С можно ориентировочно оценить выражением . Удельная
стоимость паровой турбины с повышением начальной температуры от 525 до 565 °С возрастает, по данным расчетов, проведенных в ФРГ, пример-но на 0,1 руб/кВт.
По данным турбостроительных фирм США, повышение начального давления на 1,0 МПа увеличивает удельную стоимость турбины на 1,5%, а повышение начальной температуры на 10 °С — на 0,5%.
Начальные параметры пара, параметры и число ступеней промежуточного перегрева пара выбирают на основании технико-экономических расчетов по минимуму расчетных затрат. При решении этой задачи необходимо учитывать возможную различную надежность оборудования при различных параметрах пара и видах цикла и, следовательно, различный аварийный резерв, необходимый для обеспечения заданной выработки энергии.
С повышением давления и температуры рабочей среды можно ожидать снижения надежности оборудования. Однако при сравнении создаваемого нового оборудования повышенных параметров пара с действующим оборудованием нужно считаться с
совершенствованием технологии и возможностью применения улучшенных материалов для изготовления нового оборудования, что может компенсировать снижение его надежности.
С повышением давления и плотности пара в пределах данных габаритов агрегат (турбина) может развить большую мощность. Следовательно, повышение начального давления пара способствует укрупнению агрегатов и энергоблоков. Аналогично применение промежуточного перегрева пара, уменьшая удельный его расход на турбину, также способствует укрупнению агрегатов и энергоблоков. Отсюда следует, что задачи выбора параметров пара, вида цикла, мощности агрегатов (энергоблоков) взаимосвязаны и должны решаться комплексно. Выбор начальных параметров пара и вида цикла зависит от стоимости топлива ст, руб/т, и годового использования установленной мощности электростанции Туст. Очевидно, чем больше эти показатели, тем выгоднее применение более высоких параметров.
На европейской территории Советского Союза топливо дорогое, нагрузка относительно неравномерная; паротурбинные энергоблоки должны нести не только основную, но и полупиковую нагрузку.
На востоке Советского Союза
топливо дешевое, нагрузка преобладает промышленная, равномерная. Здесь целесообразно применение энергоблоков большой мощности также со сверхкритическими параметрами пара: энергоблоки 500 МВт на экибастузском топливно-энергетическом комплексе и энергоблоки 800 МВт на Канеко-Ачинском топливно-энергетическом комплексе (КАТЭК).
Экономическую целесообразность применения тех или иных параметров пара можно определить, сопоставляя дополнительные капиталовложения АК, руб., при более высоких параметрах пара с экономией на топливе благодаря повышению параметров за срок окупаемости Ток. При таком сопоставлении получим, руб. Разность удельных стоимостей установленного киловатта в сравниваемых вариантах, руб/кВт; р0тч — доля ежегодных отчислений от капиталовложений, равная сумме отчислений на амортизацию ссам и нормативного коэффициента эффективности Ен, в долях единицы в год; Густ — годовое число часов использования установленной мощности электростанции, ч/год; Aqry— экономия теплоты турбоустановкой из-за повышения параметров пара, кДж/(кВт-ч); QHy= =29,3-103 кДж/кг — теплота сгорания условного топлива; г)п.к и Г|тр — соответственно КПД парового котла и транспорта теплоты; Nycr— установленная мощность электростанции, кВт; сту — стоимость условного топлива, руб/т. т. е. повышение параметров пара экономически выгодно, если отношение Ak/Aqry равно значению а или меньше его, и невыгодно, если это отношение больше а. Графически указанное условие, по предложению ЦКТИ, можно иллюстрировать, на котором нанесена прямая Akvac4 под углом ссок, отвечающим определенному сроку окупаемости, например Ток=8 лет, и определенной стоимости условного топлива, например сту= = 10 руб/т. Кроме того, нанесена условная кривая действительного возрастания удельной стоимости электростанции Д&действ при повышении начальных параметров пара. Если прочным сталям наклон касательной к этой кривой а^аок, повышение параметров экономически выгодно. При повышение параметров экономически целесообразно. Кривая действ может состоять из отдельных отрезков, соответствующих переходам от одних параметров пара к другим, более высоким. Выбор начальных параметров пара, параметров и числа ступеней промежуточного перегрева является частью общей задачи комплексной оптимизации термодинамических и конструктивных характеристик энергоблока. Результаты такой разработки, выполненной Сибирским энергетическим институтом (СЭИ) АН СССР применительно к энергоблоку 800 МВт в европейской части Советского Союза при базовой его нагрузке. На этом рисунке показан перерасход расчетных затрат в вариантах с начальным давлением пара, равным примерно 16; 24 и 30 МПа, по сравнению с оптималь-ным вариантом 24,0 МПа и 560 °С в зависимости от начальной температуры пара в пределах 520—>640 °С. Из рисунка видно, что варианты с начальным давлением 24,0 МПа во всей области 'начальных температур экономически выгоднее вариантов 16 и 30 МПа.
