241 (47)

382

Zwrócimy natomiast szczególną uwagę na obliczenia techniczno-ekonomiczne układu łopatkowego turbiny, jako że część przepływowa określa konfigurację turbiny jako całości i ma istotny wpływ zarówno na sprawność, jak i na cenę turbiny.

Główne trudności w szczegółowych obliczeniach techniczno-ekonomicznych turbiny wynikają stąd, że zmiany w projekcie maszyny przeznaczonej do konkretnej elektrowni pociągają za sobą liczne zmiany całego bloku, trudne do uwzględnienia rachunkowego. Na przykład zwiększenie sprawności turbiny przy zadanej mocy powoduje zmniejszenie zużycia pary świeżej, czyli pozwala obniżyć koszt inwestycyjny kotła, rurociągów, budynku kotłowni itd. Odwrotnie - przy zadanym zużyciu pary (zadanej wydajności kotła) wzrost sprawności turbiny wywołuje zwiększenie mocy turbiny i wyposażenia elektrycznego (generator, transformator itd.), a więc prowadzi do wzrostu kosztu tych elementów bloku.

Zazwyczaj przy projektowaniu turbiny określa się wstępnie zużycie pary świeżej m₀ przy zadanej mocy ekonomicznej N_tk, po czym oblicza się dokładniej sprawność turbiny i bloku oraz określa moc turbiny .\^r;._k # N_fJL przy wstępnie ustalonym zużyciu pary »i₀ = m'₀.

Założenie

m₀ = ni© = const    (A)

w obliczeniach techniczno-ekonomicznych oznacza przyjęcie stałego kosztu inwestycyjnego kotłowni, rurociągów, układu regeneracji i kondensacji. Wynikająca stąd zmiana mocy

N'_tk * N._k    (N'„ * N„)

oznacza w zasadzie zmianę ceny nie tylko turbiny, ale i wyposażenia elektrycznego bloku.

Proces projektowania można oprzeć na odwrotnym założeniu:

N'_tk = N_tk = const    (B)

i w obliczeniach szczegółowych korygować odpowiednio zużycie pary

«i'o * m_v.

Wówczas zmienia się koszt inwestycyjny kotłowni i innych elementów bloku po stronie cieplnej, zaś część elektryczna nie ulega znaczącym zmianom.

Absolutna zmiana kosztów obliczeniowych w obu wariantach różni się niewiele.

W naszej analizie zastosujemy założenie (A): m'₀ = m₀ = const, ponadto przyjmiemy, że część przepływowa turbiny zaprojektowana jest prawidłowo z punktu widzenia technicznego. W obliczeniach optymalizacyjnych wychodzimy od wariantu „zerowego”, odpowiadającego maksymalnej sprawności wewnętrznej poszczególnych stopni.

W rezultacie sprawność wewnętrzna turbiny optymalnej ekonomicznie

niewiele odbiega od sprawności wariantu „zerowego". Przy założeniu m₀ = m₀ = const odpowiednia zmiana mocy ekonomicznej nie przekracza 1 %.

Wpływ lak małej zmiany mocy na koszt inwestycyjny turbiny poza częścią przepływową oraz na koszt wyposażenia elektrycznego bloku jest trudny do oceny, zwłaszcza jeżeli uwzględnia się standaryzację elementów.

My przyjmujemy ciągły charakter zależności ceny od mocy, zakładając zgodnie ze wzorem (IX.69)

J-j-N..    (1)

przy czym z uwagi na małe zmiany N„

const.    (2)

Zadanie optymalizacyjne sprowadza się do kryterium

łc, = łc.+łc,+k_d = min.    (IX.72)

Wygodne jest niekiedy operowanie przyrostami odniesionymi (bezwymiarowymi). Pisząc równanie (IX.72) dla wariantu zerowego

Ko = Ko + Ko + Ko    (IX.72.1)

i odejmując stronami (IX.72) od (IX.72.1) otrzymamy oszczędność absolutną Ak_t = łc^-łc, = Ak. +Ak_s+Ak_d,    (IX.73)

a dzieląc przez k_c0 znajdujemy oszczędność odniesioną

ir—^(IX-¹⁴»

^Kt0 t , 2*0 , 2d0\^KiO ^vr0 ^Ks0 ^Kd0 ^K*o/

^{1 +} fe ⁺ L ^KrsO ^n,i0

Składniki wzoru (IX.74) obliczamy za pomocą relacji (IX.66), (1X.6S) i (IX.70).

a. Odniesiona zmiana kosztów zmiennych wynosi

"zO    7bg

Założymy dla uproszczenia

7°» ^ 7ot ^ >?i ^

7o_fo fl pgo    7io

wtedy

^.1-32.    I

Ko fil

Pisząc

>h = fho-Afli (4)