Для оценки энергетического уровня электрической тяги и перспектив его повышения следует предварительно рассмотреть показатели совершенства генерации электрической энергии на электростанциях.
К. п. д. электростанции (брутто), использующей химическую энергию топлива, определяется из выражения [7, с. 138]
Таким образом,
(75)
Расходы энергии на собственные нужды конденсационной электростанции составляют около 5% при работе на жидком и газообразном топливах и до 7% при работе на твердом топливе. Рассмотренные показатели экономичности определяются для расчетного режима установки, который соответствует наиболее высокому к. п. д. турбогенератора при его расчетной, или экономической, мощности
. Номинальная мощность
турбогенератора — это максимальная мощность (100%), которую он в состоянии длительно развивать. При отклонении мощности от расчетной возрастают удельные расходы тепла и соответственно снижается к. п. д. установки.
Важнейшим средством для увеличения к. п. д. современной паротурбинной установки является повышение давления и температуры пара перед турбиной, что основано на термодинамическом принципе увеличения средней температуры, при которой подводится тепло в цикле (§ 3).
Повышение начальных параметров пара способствует также созданию паровых турбин большой единичной мощности. Наибольшие затруднения происходят из-за ограниченных возможностей пропуска больших количеств пара через последние ступени турбины. Вследствие этого приходится увеличивать располагаемую мощность каждого килограмма пара, что достигается повышением давления и температуры пара перед турбиной. Повышение единичной мощности энергоагрегатов дает существенный эффект не только в части уменьшения удельных капитальных затрат, но и в части увеличения к. п. д. электростанции.
Однако повышение давления и температуры пара перед турбиной требует применения высококачественного металла для изготовления котлов и турбин, допускающего температуру свыше 565° С; а также установки для промежуточного перегрева пара.
Решение этих проблем связано с большими трудностями, поэтому на подавляющем большинстве строящихся электростанций большой мощности давление пара равно 240 кгс/см2, а температура пара 540— 560° С. Агрегаты с более высокими параметрами, требующие использования дорогих аустенитных сталей, не находят пока широкого применения.