Проектирование тепловой электростанции на сверхкритические параметры пара, с предполагаемым КПД приблизительно 50 %, страница 7

При параметрах пара 25 МПа, 540...560°С с одним промперегревом КПД (нетто) энергоблоков составляет 43...44 % при обычных условиях охлаждения конденсаторов турбин и 45 % при использовании холодной морской воды (при ее температуре 10 °С и давлении в конденсаторе 2,3 кПа).

При таких условиях охлаждения и более высоких параметрах (29 МПа и 580 °С) с двумя промперегревами до 580°С в пущенном в 1998 г. в Дании энергоблоке получен КПД, равный 47 %. Аналогичный блок на природном газе работает с КПД 49 % .

В Японии пущены или близки к пуску в эксплуатацию угольные энергоблоки мощностью 600...700 и 1000... 1100 МВт (последние с двухвальной турбиной, часть низкого давления которой вращается с половинной частотой). Они выполняются с параметрами свежего пара 25 МПа, 595...600°С с одним промперегревом до 595...610 °С; их КПД будет на уровне 45...45,5 %.

Развитие угольной энергетики Японии на ближайшие 10 лет, весьма значительное по масштабам (рост выработки с 1996 до 2006 г. составит            93,2 ТВт • ч, доля в балансе электроэнергетики увеличится с 13,8 до 20 %), планируется в основном путем сооружения таких энергоблоков.

В ФРГ разработаны, построены или строятся буроугольные энергоблоки единичной мощностью 800...1000 МВт. Показатели некоторых из них приведены в таблице 4.

Таблица 4

Существенное повышение тепловой экономичности традиционных паровых энергоблоков осуществляется по двум направлениям.

Первое — совершенствование оборудования:

повышение КПД проточной части турбины на основе трехмерного проектирования, уменьшение всех видов потерь, оптимизация тепловой схемы турбо-установки;

снижение температуры уходящих газов, гидравлического и аэродинами-ческого сопротивления котла;

повышение эффективности вспомогательного оборудования, уменьшение расходов тепла и электроэнергии на собственные нужды (включая и газо-очистные системы).

Второе — повышение параметров пара, обеспеченное разработкой новых более жаропрочных сталей ферритно-мартенситного класса для изготовления критических необогреваемых деталей: коллекторов и перепускных труб котла, паропроводов, горячей арматуры, корпусов и роторов турбин. Влияние параметров пара, которые могут быть достигнуты при использовании различных жаропрочных металлов, на экономичность энергоблоков, иллюстрируется следующими данными в таблице 5:

Таблица 5

Вопрос о разработке и свойствах новых сталей заслуживает отдельной статьи, тем более, что приведенные выше оценки на будущее имеют консервативный характер. По более оптимистическим оценкам применение 9...12 %-ных хромистых сталей может обеспечить повышение температуры пара до 630 или даже до 650 °С. Здесь важно лишь подчеркнуть, что использование новых марок сталей не вызвало существенного увеличения удельной стоимости энергоблоков. Это объясняется ростом удельной мощности (на единицу расхода пара или газов в топочном тракте котла) и существенным улучшением служебных свойств сталей при повышении их чистоты (уменьшении содержания углерода с 0,2 до 0,1 ...0,08 %, кремния с 0,3 до 0,05 % и т.д.) и экономном легировании (добавка 1,8...2,6 % W, иногда Со и Ti, а также 0,07...0,08 % Nb и т.д.).