В результате проведения оптимизационных расчётов градиентными методами построены зависимости минимальных удельных капиталовложений от КПД нетто рассматриваемого энергоблока для двух вариантов изготовления выходных пакетов пароперегревателей острого пара и промежуточного перегрева: 1) из никелевого сплава Haynes 282 (предельная температура металла 800 ⁰С); 2) из стали 10Х16Н16В2МБР (предельная температура 700 ⁰С). Из представленных на рис. зависимостей видно, что минимальные удельные капиталовложения для варианта 1 составляют 1886,2 дол./кВт и достигаются при КПД нетто 44,5%, а для варианта 2 они составляют 1776 дол./кВт и достигаются при КПД 43,9%. При КПД, меньших 47,4% более низкие удельные капиталовложения имеет вариант 2, а при более высоких – вариант 1. Из этого можно сделать вывод, что сплав Haynes 282 целесообразно использовать лишь с целью достижения КПД нетто более высокого, чем 47,4%.

В точке минимума удельных капиталовложений для варианта 2 были определены цены на электроэнергию, обеспечивающие получение одного и того же уровня нормы возврата капиталовложений при различных ценах топлива (30, 100, 200, 300 дол./т у.т.). Для этих значений цен топлива на рис. 1 построены линии равной экономичности с постоянными ценами электроэнергии, выходящие из точки минимума удельных капиталовложений для варианта 2. Если точка (сочетание удельных капиталовложений и КПД) лежит ниже соответствующей цене используемого топлива линии равноэкономичности, то установка в этой точке экономически эффективнее, чем в точке минимума, а если выше линии равноэкономичности – то менее эффективна. Поскольку все линии равной экономичности лежат ниже зависимостей 1 и 2, то при рассмотренном диапазоне цен на топливо параметры установки, определённые в точке минимума удельных капиталовложений варианта 2 обеспечивают максимальную эффективность.

Работа поддержана грантом РФФИ №13-08-00835-а «Комплексные оптимизационные исследования угольного паротурбинного энергоблока на ультрасверхкритические параметры пара». Руководитель: д.т.н. Клер А.М. Работа выполнена в отделе теплосиловых систем.