$ar = array(
  '一年级 X 2',
  '二年级 X 10',
  '三年级 X 5',
);
if($t = preg_grep('/^二年级/', $ar)) {
  $ar[key($t)] = preg_replace('/\d+$/e', '$0 + 5', current($t));
}
print_r($ar);Array
(
    [0] => 一年级 X 2
    [1] => 二年级 X 15
    [2] => 三年级 X 5
)