Начальные параметры и промежуточный перегрев пара, страница 15

Таким образом, надстройки можно также рассматривать как «внутреннюю теплофикацию» с выработкой электроэнергии и использованием отработавшей теплоты предвключенных турбин для совершения дальнейшей работы в конденсационных турбинах. Отсюда вытекает, что расход теплоты Q_н на надстройку теоретически эквивалентен электрической ее мощности N_н, т.е. Q_н = N_н, и, следовательно, КПД после надстройки равен:

;

при этом расход теплоты на прежние турбины Q₀ обеспечивается предвключенными турбинами целикам при полной надстройке и частично прежними паровыми котлами при частичной надстройке.

Введем энергетический коэффициент  и КПД прежней установки ; теоретический КПД надстройки .

Тогда после преобразований КПД электростанции с надстройкой

.

Относительное повышение КПД электростанции благодаря надстройке равно:

Если принять для примера ; ; , получим:

.

Таким образом, относительное повышение КПД благодаря надстройке при меньшей дополнительной мощности, чем у пристройки, вдвое выше, чем в случае пристройки (0,30 и 0,14). В этом проявляется отсутствие дополнительных потерь в холодном источнике, сущность надстройки как модернизации действующей электростанции.

Формула (4.20) определяет теоретическое повышение КПД благодаря надстройке. В реальных условиях с учетом потерь на электростанции КПД надстройки (новой установки)

;

расход теплоты

.

С другой стороны, расход теплоты на первоначальной электростанции Q₀ уменьшается ввиду более высокого КПД новых паровых котлов  по сравнению со старыми  и (при полной надстройке) равен:

.

Нужно иметь в виду, что надстройки электростанций требуют установки новой мощности паровых котлов в среднем в 1,5–2,0 раза больше, чем в случае пристройки, так как при полной надстройке вся мощность должна быть обеспечена новыми паровыми котлами, в случае пристройки — только пристраиваемая ее часть.

Надстройка может осуществляться как на конденсационных электростанциях, так и на ТЭЦ, однако надстройка не увеличивает тепловой нагрузки теплоэлектроцентрали, в случае же пристройки теплофикационными турбоагрегатами тепловая нагрузка ТЭЦ возрастает.

Развитие энергетики данного района сооружением новых электростанций, пристроек или надстроек высоких параметров пара осуществляется на основе народнохозяйственных планов и технико-экономических расчетов.

4.7. Экономические значения параметров пара

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.

Таблица 4.1

Страна	Группа труб (класс стали)
	I	II	III	IV
СССР	1	2,1–3,7	8–9	15–16
США	1	1,85–2,5	4,0	12,8–14
ФРГ	1	2,4–3,5	7–8	18

Стали можно разделить на следующие классы (группы):

I — углеродистые и марганцовистые стали (20, 15ГС и др.);

II — хромомолибденовые и хромомолибденованадиевые стали перлитного класса (12Х1МФ, 15Х1М1Ф и др.);

III — нержавеющие высокохромистые стали мартенситноферритного класса (1Х12В2МФ и др.);

IV — нержавеющие хромоникелевые стали аустенитного класса (1Х18Н12Т, 1Х14Н18В2БР и др.).

До температуры 450°C возможно применение углеродистых сталей; до температуры 550°C — слаболегированных сталей перлитного класса; более температуры 600°C — соответственно сталей ферритно-мартенситного 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.