Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Работа гэс

Работа на гэс без опыта в России, 2 вакансии

От 10 000 От 15 000 От 20 000 От 25 000 От 30 000

От 35 000 От 40 000 От 45 000 От 50 000 От 55 000 От 60 000 От 65 000 От 70 000 От 75 000 От 80 000 От 90 000 От 100 000 От 120 000 От 150 000 От 180 000 От 200 000 От 250 000 От 300 000 От 500 000 От 1 000 000

jobsavior.com

Работа - гидроэлектростанция - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Работа - гидроэлектростанция

Cтраница 1

Работа гидроэлектростанций характеризуется частыми пусками и остановами агрегатов, быстрым изменением рабочей мощности от нуля до номинальной. Гидравлические турбины по своей природе приспособлены к такому режиму. Для гидрогенераторов этот режим также приемлем, так как в отличие от паротурбинных генераторов осевая длина гидрогенератора относительно мала и температурные деформации стержней обмотки проявляются меньше. Процесс пуска гидроагрегата и набора мощности полностью автоматизирован и требует всего несколько минут. [1]

Принцип работы гидроэлектростанций ( ГЭС) хорошо известен: вода с верхнего бьефа по каналам в теле плотины подается к лопастям гидравлических турбин; при этом потенциальная энергия положения преобразуется сначала в кинетическую энергию струи воды, затем в механическую энергию вращения турбин и далее - в электроэнергию. [2]

При работе гидроэлектростанции на полную мощность через турбины проходит 200 м3 воды в 1 сек. Как велика мощность потока воды, проходящего через турбины. [3]

Режимный график работы гидроэлектростанции, определяющий изменение напора и мощности в процессе эксплуатации, является основой для подбора турбин. [4]

В основе изучения работы гидроэлектростанций, преобразующих энергию воды в электрическую энергию, лежит наука, называемая гидравликой; она включает в себя гидростатику, изучающую равновесие жидкостей, и гидродинамику, изучающую движение жидкостей. [5]

Это головное сооружение обеспечит работу гидроэлектростанции Американской алюминиевой компании ( АЛКОА) до получения энергии от ГЭС Барнхарт Айленд и водоснабжение промышленных предприятий и бытовых нужд г. Массена как в период строительства ГЭС, так и после его окончания. [6]

Особенно резко сказывается влияние природных факторов на работу гидроэлектростанций и параллельно работающих тепловых электростанций в период паводка или ледостава, на показатели работы ТЭЦ в периоды начала и окончания отопительного сезона. [7]

Особое значение приобрели вопросы водноэнергетического регулирования, поскольку работа гидроэлектростанции зависит от режима речного стока. Выравнивание ( регулирование) речного стока воды производится при помощи водохранилищ. [8]

Себестоимость электроэнергии имеет резкие колебания в зависимости от режима работы гидроэлектростанций в системе: базисный, пиковый или полупиковый. Режим работы изменяется в течение года по кварталам и месяцам при наибольшей выработке электроэнергии в период паводка и наименьшей - осенью и зимой. [9]

При сравнении фактических и расчетных удельных расходов воды на 1 кет-ч должен учитываться фактический режим работы гидроэлектростанции и ее участие в покрытии пиковой нагрузки энергосистемы, что зачастую связано с дополнительной потерей напора и с повышенным удельным расходом воды. [10]

Внедрение автоматизации, дополняемой в необходимых случаях телемеханизацией, значительно повысило производительность труда и надежность работы гидроэлектростанций. [11]

Отключение системы ГРАМ допускается в тех случаях, когда групповое регулирование агрегатов невозможно по режимным условиям работы гидроэлектростанции. [12]

Вырубка леса на всхолмленных участках и связанная с нею эрозия сказываются также при устройстве искусственных резервуаров для снабжения водой населения и при работе гидроэлектростанций. В штате Северная Каролина, в Рэли, в 1914 г. был создан искусственный пруд площадью 31 га. [13]

Рыбинское и др. Следовательно, на таких гидроэлектростанциях удельные капиталовложения и соответственно слагаемая амортизация в себестоимости электроэнергии выше, чем при прочих равных условиях на гидроэлектростанциях с естественными водохранилищами. Большое влияние природных факторов на показатели работы гидроэлектростанций особенно наглядно отражается в фактических показателях их работы на протяжении года в связи с постоянным отклонением фактической выработки и себестоимости электроэнергии по сравнению с расчетными величинами, исчисленными исходя из средних многолетних данных. [14]

Даровые в том смысле, что использование их энергии не влечет за собой уменьшения каких бы то ни было земных ценностей. Работа ветряков не уменьшает количества воздуха на земном шаре, работа гидроэлектростанций не уменьшает глубины рек, не используются запасы земных веществ и при работе солнечных машин. [15]

Страницы: 1 2

www.ngpedia.ru

Реферат: "Работа гидроэлектростанции"

Выдержка из работы

Введение

Люди очень давно научились использовать энергию воды для того, чтобы вращать рабочие колеса мельниц, станков, пилорам. Но постепенно доля гидроэнергии в общем количестве энергии, используемой человеком, уменьшилась. Это связано с ограниченной возможностью передачи энергии воды на большие расстояния. С появлением электрической турбины, приводимой в движение водой, у гидроэнергетики появились новые перспективы.

Одни из первых гидроэлектрических установок мощностью всего в несколько сотен ват были сооружены в 1876—1881 годах в Штангассе и Лауфене (Германия) и в Грейсайде (Англия). Развитие ГЭС и их промышленное использование тесно связано с проблемой передачи электроэнергии на расстояние. Сооружение линии электропередачи (170 км) от Лауфенской ГЭС до Франкфурта-на-Майне (Германия) для снабжения электроэнергией Международная электротехническая выставки (1891) открыла широкие возможности для развития ГЭС. В 1892 году промышленный ток дала ГЭС, построенная на водопаде в Бюлахе (Швейцария), почти одновременно в 1893 были построены ГЭС в Гельшене (Швеция), на реке Изар (Германия) и в Калифорнии (США). В 1896 году вступила в строй Ниагарская ГЭС (США) постоянного тока; в 1898 дала ток ГЭС Рейнфельд (Германия), а в 1901 стали под нагрузку гидрогенераторы ГЭС Жонат (Франция).

Убедительными сведеньями о первой в мире ГЭС можно считать и информацию о первой гидроэлектростанции Хорватии в городке Шибеник (1885 год). Напряжение переменного тока мощностью 230 кВт служило для городского освещения.

Наиболее достоверным считается, что первой гидроэлектростанцией в России была Березовская (Зыряновская) ГЭС, построенная в Рудном Алтае на реке Березовка (приток р. Бухтармы) в 1892 году. Она была четырехтурбинная общей мощностью 200 кВт. Полученная энергия освещала производственные помещения, обеспечивала работу телефонной станции, и питала электронасосы для откачки воды из рудниковых шахт.

На роль первой также претендует Ныгринская ГЭС, которая появилась в Иркутской губернии на реке Ныгри (приток р. Вачи) в 1896 году. Энергетическое оборудование станции состояло из двух турбин с общим горизонтальным валом, вращавшим три динамо-машины мощностью по 100 кВт. Первичное напряжение преобразовывалось четырьмя трансформаторами трехфазного тока до 10 кВ и передавалось по двум высоковольтным линиям на соседние прииски Негаданный и Ивановский. На приисках напряжение трансформировалось до 220 В. Благодаря электроэнергии Ныгринской ГЭС в шахтах установили электрические подъемники. Кроме того, электрифицировали приисковую железную дорогу, служившую для вывоза отработанной породы, которая стала первой в России электрифицированной железной дорогой.

На 2012 год гидроэнергетика обеспечивает производство до 21% всей электроэнергии в мире, установленная энергетическая мощность гидроэлектростанций (ГЭС) достигает 715 ГВт. Лидерами по выработке гидроэнергии в абсолютных значениях являются: Китай, Канада, Бразилия; а на душу населения — Норвегия, Исландия и Канада. Крупнейшими мировыми гидроэлектростанциями являются:

· Три ущелья (Китай, река Янцзы) — 22,4 ГВт,

· Итайпу (Бразилия, река Парана) — 14 ГВт,

· Гури (Венесуэла, река Карони) 10,3 ГВт,

· Тукуруи (Бразилия, река Токантинс) — 8,3 ГВт,

· Гранд-Кули (США, река Колумбия) — 6,8 ГВт,

· Саяно-Шушенская (Россия, река Енисей) 6,4 ГВт,

· Красноярская (Россия, река Енисей) 6 ГВт,

· Робер-Бурасса (Канада, река Ла-Гранд) 5,6 ГВт,

· Черчилл-Фолс (Канада, река Черчил) — 5,4 ГВт,

По состоянию на 2011 год в России имеется 15 действующих, достраиваемых и находящихся в замороженном строительстве гидравлических электростанций свыше 1000 МВт и более сотни гидроэлектростанций меньшей мощности.

При этом по экономическому потенциалу гидроэнергоресурсов Россия занимает второе место и мире (порядка 852 млрд. кВт ч.) после Китая, однако, по степени их освоения — 20% - уступает практически всем развитым странам и многим развивающимся государствам. Степень износа оборудования большинства российских гидростанций превышает 40%, а по некоторым ГЭС этот показатель достигает 70%, что связано с системной проблемой всей гидроэнергетической отрасли и ее хроническим недофинансированием.

1. Основные виды ГЭС

Русловые и плотинные ГЭС

Это наиболее распространенные виды гидроэлектрических станций. Напор воды в них создается посредством установки плотины, полностью перегораживающей реку, или поднимающей уровень воды в ней на необходимую отметку. Такие гидроэлектростанции строят на многоводных равнинных реках, а также на горных реках, в местах, где русло реки более узкое, сжатое.

1 — плотина; 2 — затворы; 3 — максимальный уровень верхнего бьефа; 4 — минимальный уровень верхнего бьефа; 5 — гидравлический подъёмник; 6 — сороудерживающая решётка; 7 гидрогенератор; 8 — гидравлическая турбина; 9 — минимальный уровень нижнего бьефа; 10 — максимальный паводковый уровень

Приплотинные ГЭС

Строятся при более высоких напорах воды. В этом случае река полностью перегораживается плотиной, а само здание ГЭС располагается за плотиной, в нижней её части. Вода, в этом случае, подводится к турбинам через специальные напорные тоннели, а не непосредственно, как в русловых ГЭС.

1 — плотина; 2 — водовод; 3 — площадка электротехнического оборудования высокого напряжения; 4 — здание машинного зала ГЭС.

Деривационные гидроэлектростанции:

Деривационные гидроэлектростанции. Такие электростанции строят в тех местах, где велик уклон реки. Необходимая концентрация воды в ГЭС такого типа создается посредством деривации. Вода отводится из речного русла через специальные водоотводы. Последние — спрямлены, и их уклон значительно меньший, нежели средний уклон реки. В итоге вода подводится непосредственно к зданию ГЭС. Деривационные ГЭС могут быть разного вида — безнапорные или с напорной деривацией. В случае с напорной деривацией, водовод прокладывается с большим продольным уклоном. В другом случае в начале деривации на реке создается более высокая плотина, и создается водохранилище — такая схема еще называется смешанной деривацией, так как используются оба метода создания необходимой концентрации воды.

Схема деривационной гидроэлектрической станции: 1 — плотина; 2 водоподъёмник; 3 — отстойник; 4 — деривационный канал; 5 — бассейн суточного регулирования; 6 — напорный бассейн; 7 — турбинный водовод; 8 — распределительное устройство; 9 — здание ГЭС; 10 — водосброс; 11 — подъездные пути

Гидроаккумулирующие электростанции:

Такие ГАЭС способны аккумулировать вырабатываемую электроэнергию, и пускать её в ход в моменты пиковых нагрузок. Принцип работы таких электростанций следующий: в определенные периоды (не пиковой нагрузки), агрегаты ГАЭС работают как насосы от внешних источников энергии и закачивают воду в специально оборудованные верхние бассейны. Когда возникает потребность, вода из них поступает в напорный трубопровод и приводит в действие турбины.

Приливные ГЭС (ПЭС):

Особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. В приливных электростанциях используется перепад уровней воды (колебания уровня воды у берега могут достигать 12 метров), образующийся во время прилива и отлива. Для этого отделяют прибрежный бассейн невысокой плотиной, которая задерживает приливную воду при отливе. Затем воду выпускают, и она вращает гидротурбины которые могут работать как в режиме генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище для последующей работы в отсутствие приливов и отливов).

2. Принцип действия ГЭС. Основные сооружения и оборудование гидроэлектростанций

Гидроэлектростанция? это комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию.

Гидроэлектростанции являются составной частью гидроузла — комплекса гидротехнических сооружений, предназначенных для использования водных ресурсов в интересах народного хозяйства: получения электрической энергии, ирригации, водоснабжения, улучшения условий судоходства, защиты от наводнений, рыбоводства и др.

Мощность гидравлического потока зависит от расхода и напора. Скорость потока воды в реке изменяется по ее длине с изменением сечения русла и гидравлического уклона. Для концентрации мощности и сосредоточения напора реки в каком-либо одном месте возводят гидротехнические сооружения: плотину, деривационный канал.

Плотина, перегородив реку, образует водохранилище, достигающее иногда таких больших размеров, что его называют морем. Таковы, например, Волгоградское, Цимлянское море, простирающиеся более чем на 100 км. Поверхность воды перед плотиной называется верхним бьефом, а за плотиной — нижним бьефом.

Водосбросные сооружения перепускают воду из верхнего бьефа в нижний во избежание превышения максимального расчетного уровня воды в период паводка, сбрасывает лед, шугу и т. п.

Если река судоходна, то к плотине примыкают шлюзы (судоподъемники) с подходными каналами для пропуска судов и плотов через гидроузел, перевалки грузов и пересадки пассажиров с водного на сухопутный транспорт и пр.

Для обеспечения отбора и подачи воды неэнергетическим потребителям в состав гидроузла входят водоприемные сооружения и насосные станции.

Рыбохозяйственные сооружения — это рыбоходы и рыбоподъемники для пропуска через гидроузел ценных пород рыб к местам постоянных нерестилищ, рыбозащитные сооружения и сооружения для искусственного рыборазведения. Иногда рыбу пропускают через шлюзы в процессе шлюзования судов.

Для связи объектов гидроузла между собой, соединения их с сетью государственных автомобильных и железных дорог, а также для пропуска этих дорог через сооружения гидроузла строят транспортные сооружения: мосты, дороги и др.

Для выработки электроэнергии и ее распределения потребителям в состав гидроузла входят различные энергетические сооружения. К ним относятся: водоприемные устройства и водоводы, подводящие воду из верхнего бьефа к турбинам и отводящие воду в нижний бьеф; здание гидроэлектростанций с гидротурбинами, гидрогенераторами и трансформаторами; вспомогательное механическое и подъемно — транспортное оборудование; пульт управления; открытые распределительные устройства, предназначенные для приема и распределения энергии.

Принцип действия ГЭС заключается в следующем: плотина образует водохранилище, обеспечивая постоянный напор воды. Вода входит в водоприемник и, пройдя по напорному водоводу, вращает гидротурбину, которая приводит в действие гидрогенератор. Выходное напряжение гидрогенераторов повышается трансформаторами для передачи на распределительные подстанции и затем потребителям.

Напор создаётся концентрацией падения реки на используемом участке плотиной, либо деривацией, либо плотиной и деривацией совместно. Деривацией в гидротехнике называют совокупность сооружений, осуществляющих отвод воды из реки, водохранилища или другого водоёма, транспортировку её к станционному узлу ГЭС, насосной станции, а также отвод воды от них. Различают деривацию безнапорную и напорную. Напорная деривация — трубопровод, напорный туннель, применяется, когда колебания уровня воды в месте её забора или отвода значительны. При малых колебаниях уровня может применяться как напорная, так и безнапорная деривация. Тип деривации выбирается с учётом природных условий района на основании технико-экономического расчёта. Протяжённость современных деривационных водоводов достигает нескольких десятков километров, пропускная способность более 2000 м3/сек. Основное энергетическое оборудование размещается в здании ГЭС: в машинном зале электростанции — гидроагрегаты, вспомогательное оборудование, устройства автоматического управления и контроля; в центральном посту управления пульт оператора-диспетчера или автооператор гидроэлектростанции. Повышающая трансформаторная подстанция размещается как внутри здания ГЭС, так и в отдельных зданиях или на открытых площадках. Распределительные устройства зачастую располагаются на открытой площадке. Здание может быть разделено на секции с одним или несколькими агрегатами и вспомогательным оборудованием, отделённые от смежных частей здания. При здании ГЭС или внутри него создаётся монтажная площадка для сборки и ремонта различного оборудования и для вспомогательных операций по обслуживанию. По установленной мощности различают мощные (свыше 250 МВт), средние (до 25 МВт) и малые (до 5 МВт). Мощность ГЭС зависит от напора (разности уровней верхнего и нижнего расхода воды Q (м3/сек)), используемого в гидротурбинах, и КПД гидроагрегата.

По максимально используемому напору ГЭС делятся на высоконапорные (более 60 м), средненапорные (от 25 до 60 м) и низконапорные (от 3 до 25 м). На равнинных реках напоры редко превышают 100 м, в горных условиях посредством плотины можно создавать напоры до 300 м и более, а с помощью деривации — до 1500 м.

Одними из самых важных составляющих ГЭС считаются гидрогенераторы и гидротурбины.

Гидротурбины.

Гидравлическая турбина преобразует энергию воды, текущей под напором, в механическую энергию вращения вала.

По принципу действия гидротурбины делят на реактивные (напороструйные) и активные (свободноструйные). Вода к рабочему колесу поступает либо через сопла (в активных гидротурбинах), либо через направляющий аппарат (в реактивных гидротурбинах).

Наиболее распространённой разновидностью активной гидротурбины является ковшовая турбина. Ковшовые турбины конструктивно сильно отличаются от наиболее распространенных реактивных гидротурбин (радиально-осевых, поворотно-лопастных), у которых рабочее колесо находится в потоке воды. В ковшовых турбинах вода подается через сопла по касательной к окружности, проходящей через середину ковша. Вода, проходя через сопло, формирует струю, летящую с большой скоростью и ударяющую о лопатку турбины, после чего колесо проворачивается, совершая работу. После отклонения одной лопатки под струю подставляется другая. Процесс использования энергии струи происходит при атмосферном давлении, а производство энергии осуществляется только за счет кинетической энергии воды. Лопатки турбины имеют двояковогнутую форму с острым лезвием посередине; задача лезвия — разделять струю воды с целью лучшего использования энергии. Ковшовые гидротурбины применяются при напорах более 200 метров (чаще всего 300−500 метров и более), при расходах до 100 мі/сек. Мощность наиболее крупных ковшовых турбин может достигать 200−250 МВт и более. При напорах до 700 метров ковшовые турбины конкурируют с радиально-осевыми, при больших напорах их использование безальтернативно. Как правило, ГЭС с ковшовыми турбинами построены по деривационной схеме, поскольку получить столь значительные напоры при помощи плотины проблематично. Преимуществами ковшовых турбин является возможность использования очень больших напоров, а также небольших расходов воды. Недостатки турбины — неэффективность при небольших напорах, невозможность использования как насоса, высокие требования к качеству подаваемой воды.

Радиально-осевая турбина (турбина Френсиса) — реактивная турбина. В рабочем колесе турбин данного типа поток сначала движется радиально (от периферии к центру), а затем в осевом направлении (на выход). Применяют при напорах до 600 м. Мощность до 640 МВт.

Основным преимуществом турбин данного типа является самый высокий оптимальный КПД из всех существующих типов. Недостаток — менее пологая рабочая характеристика, чем у поворотно-лопастной гидротурбины.

Поворотно-лопастная турбина (турбина Каплана) — реактивная турбина, лопасти которой могут поворачиваться вокруг своей оси одновременно, за счёт чего регулируется её мощность. Также мощность может регулироваться с помощью лопаток направляющего устройства. Лопасти гидротурбины могут быть расположены как перпендикулярно её оси, так и под углом. Поток воды в поворотно-лопастной турбине движется вдоль её оси. Ось турбины может располагаться как вертикально, так и горизонтально. При вертикальном расположении оси поток перед поступлением в рабочую камеру турбины закручивается в спиральной камере, а затем спрямляется с помощью обтекателя. Это необходимо для равномерной подачи воды на лопасти турбины, а значит, уменьшения её износа. Применяется в основном на средненапорных ГЭС.

Диагональная турбина — реактивная турбина, используемая на средних и высоких напорах. Диагональная турбина представляет собой поворотно-лопастную турбину, лопасти которой расположены под острым (45−60°) углом к оси вращения турбины. Такое расположение лопастей позволяет увеличить их количество (до 10−12 штук) и применять турбину на более высоких напорах. Диагональные турбины применяются на напорах от 30 до 200 метров, конкурируя на низких напорах с классическими поворотно-лопастными турбинами, а на высоких — с радиально-осевыми турбинами. По сравнению с последними, диагональные турбины имеют несколько более высокий КПД, но конструктивно более сложны и более подвержены износу.

Гидрогенератор — электрическая машина, предназначенная для выработки электроэнергии на гидроэлектростанции. Обычно гидрогенератор представляет собой синхронную явнополюсную электрическую машину вертикального исполнения, приводимую во вращение от гидротурбины, хотя существуют и гидрогенераторы горизонтального исполнения (в том числе капсульные гидрогенераторы).

Гидрогенераторы имеют сравнительно малую частоту вращения (до 500 об/мин) и достаточно большой диаметр (до 20 м), чем в первую очередь определяется вертикальное исполнение большинства гидрогенераторов, так как при горизонтальном исполнении становится невозможным обеспечение необходимой механической прочности и жесткости элементов их конструкции.

Гидрогенераторы состоят из следующих основных частей: статор, ротор, верхняя крестовина, нижняя крестовина, подпятник (упорный подшипник, который воспринимает вертикальную нагрузку от вращающихся частей гидрогенератора и гидротурбины), направляющие подшипники. По особенностям конструкции подразделяются на подвесные и зонтичные. У подвесных подпятник располагается над ротором в верхней крестовине, у зонтичных подпятник располагается под ротором в нижней крестовине или опирается на крышку турбины (в этом случае нижняя крестовина у гидрогенератора отсутствует).

На гидроаккумулирующих электростанциях используются обратимые гидрогенераторы (гидрогенераторы-двигатели), которые могут как вырабатывать электрическую энергию, так и потреблять ее. От обычных гидрогенераторов они отличаются особой конструкцией подпятника, позволяющей ротору вращаться в обе стороны.

Гидрогенераторы для ГЭС специально проектируются соответственно частоте вращения и мощностью гидротурбин, для которых они предназначаются. Гидрогенераторы на большую единичную мощность обычно устанавливают вертикально на подпятниках с соответствующими направляющими подшипниками. Они, как правило, трехфазные и рассчитаны на стандартную частоту. Система воздушного охлаждения — замкнутая, с теплообменниками воздух — вода.

3. Преимущества и недостатки ГЭС

Основные преимущества гидроэнергетики очевидны. Разумеется, главным преимуществом гидроресурсов является их возобновляемость: запас воды практически неисчерпаем. При этом гидроресурсы значительно опережают в развитии остальные виды возобновляемых источников энергии и способны обеспечивать энергией большие города и целые регионы.

Кроме того, пользоваться этим источником энергии можно достаточно просто, что подтверждается длительной историей гидроэнергетики. Например, генераторы гидроэлектростанций можно включать или выключать в зависимости от энергопотребления.

В то же время достаточно спорным является вопрос о влиянии гидроэнергетики на окружающую среду. С одной стороны, эксплуатация гидроэлектростанций не приводит к загрязнению природы вредными веществами, в отличии от выбросов СО2, производимыми ТЭС и возможными авариями на АЭС, которые могут понести за собой глобальные катастрофические последствия.

Но в то же время образование водохранилищ требует затопления значительных территорий, зачастую плодородных, а это становится причиной негативных изменений в природе. Плотины часто перекрывают рыбам путь к нерестилищам, нарушают естественное течение рек, приводят к развитию застойных процессов, снижают способность к «самоочищению», а следовательно резко изменяют качество воды.

Себестоимость производимой энергии на ГЭС гораздо ниже, чем на атомных и тепловых электростанциях, и они способны быстрее выходить на режим выдачи рабочей мощности после включения, однако их строительство обходится дороже.

Современные технологии производства гидроэлектроэнергии позволяют получать довольно высокий КПД. Иногда он в два раза превышает аналогичные показатели обычных теплоэлектростанций. Во многом такая эффективность обеспечивается особенностями оборудования гидроэлектростанций. Оно очень надёжно, да и пользоваться им просто.

Кроме того, всё используемое оборудование обладает ещё одним важным преимуществом. Это длительный срок службы, что объясняется отсутствием теплоты в процессе производства. И действительно часто менять оборудование не нужно, поломки случаются крайне редко. Минимальный срок службы ГЭС — около пятидесяти лет. А на просторах бывшего Советского Союза успешно функционируют станции, построенные в двадцатых или тридцатых годах прошлого века. Управление гидроэлектростанциями осуществляется через центральный узел, и вследствие этого в большинстве случаев там работает небольшой персонал.

Заключение

гидроэлектростанция турбина себестоимость энергия

Потенциал гидроэнергетики можно определить, суммировав все существующие на планете речные стоки. Расчёты показали, что мировой потенциал равен пятидесяти миллиардам киловатт в год. Но и эта весьма впечатляющая цифра составляет лишь четверть от количества осадков, ежегодно выпадающих во всём мире.

С учётом условий каждого конкретного региона и состояния мировых рек действительный потенциал водных ресурсов составляет от двух до трёх миллиардов киловатт. Эти цифры соответствуют годовой выработке энергии в 10 000 — 20 000 миллиардов киловатт в час.

Чтобы осознать потенциал гидроэнергетики, выраженный этими цифрами, следует сопоставить полученные данные с показателями нефтяных теплоэлектростанций. Чтобы получить такое количество электроэнергии, станциям, работающим на нефти, требовалось бы около сорока миллионов баррелей нефти каждый день.

Вне всяких сомнений, гидроэнергетика в перспективе не должна оказывать негативное воздействие на окружающую среду или свести его к минимуму. При этом необходимо добиться максимального использования гидроресурсов.

Это понимают многие специалисты и поэтому проблема сохранения природной среды при активном гидротехническом строительстве актуальна как никогда. В настоящее время особенно важен точный прогноз возможных последствий строительства гидротехнических объектов. Он должен дать ответ на многие вопросы, касающиеся возможности смягчения и преодоления нежелательных экологических ситуаций, которые могут возникнуть при строительстве. Кроме того, необходима сравнительная оценка экологической эффективности будущих гидроузлов. Правда, до реализации таких планов ещё далеко, так как сегодня разработка методов определения экологического энергопотенциала не производится.

Список источников

1. Непорожний П. С., Обрезков В. И.; «Введение в специальность: гидроэлектроэнергетика.» изд. Москва, 1982 г.

2. Дробнис В. Ф. «Гидравлика и гидравлические машины», изд. Москва, 1987 г.

3. Жибра Р. В. «Статья из http: //www. sever-rost. ru/news экологические проблемы, связанные с гидроэлектростанциями», Москва, 2009 год.

Показать Свернуть

westud.ru

4.1 Общая характеристика режима работы гэс с годичным регулированием

Лекция 4. Выбор установленной мощности для ГЭС различной степени зарегулированности стока.

В полном годовом цикле работы ГЭС, имеющей водохранилище годичного регулирования, можно выделить 4 различных периода. В течение каждого из этих периодов режим работы ГЭС имеет свои особенности. В схематическом виде эти 4 периода показаны на рис. 11-23 (слайд 11).

В течение первого периода происходит опорожнение водохранилища. Начало этого периода на графике совпадает с началом года. В течение этого периода ГЭС использует естественный приток воды, не задерживаемый водохранилищем, или транзитный приток и дополнительно использует запас воды, имеющийся в водохранилище. Транзитный приток не перераспределяется водохранилищем, но вода, забираемая ГЭС из водохранилища, может распределяться любым образом. Так как полная величина регулируемого расхода воды складывается из транзитного расхода и расхода, забираемого из водохранилища или попуска, то возможный режим регулирования зависит главным образом от относительной величины полезного объема водохранилища, а не от его абсолютной величины. В данном случае относительным объемом водохранилища мы должны считать отношение его полезного объема к объему транзитного стока за все время опорожнения водохранилища. Чем больше относительный объем водохранилища, тем больше свобода регулирования, т. е. управления режимом расходов воды и мощности ГЭС.

Во время наполнения водохранилища естественный расход воды делится на две части. Одна часть пропускается через турбины ГЭС, вторая остается в водохранилище. Понятно, что чем меньше полезный объем водохранилища по отношению к объему паводочного стока, тем большая их часть естественного расхода воды при наполнении водохранилища может быть пропущена через турбины ГЭС и тем больше мощность, с которой может работать ГЭС в течение этого периода. При относительно малом объеме водохранилища годичного регулирования ГЭС работает во время его наполнения всей своей полной установленной мощностью. Наоборот, при очень большом объеме водохранилища ГЭС во время его наполнения может работать только минимальной мощностью.

Если объем водохранилища годичного регулирования не очень велик по сравнению с объемом паводочного стока, то после окончания наполнения водохранилища величина естественных расходов воды в реке может превышать наибольшую пропускную способность турбин ГЭС. В этом случае неизбежны бесполезные сбросы воды. Эти бесполезные сбросы воды продолжаются до тех пор, пока естественный расход воды не станет равным полной пропускной способности турбин ГЭС. Работая с полным открытием направляющего аппарата турбин, ГЭС в период бесполезных сбросов развивает всю свою полную установленную мощность, если в это время уровень воды в нижнем бьефе не повышается настолько, что располагаемая мощность ГЭС уменьшается.

После того, как естественные расходы воды в реке становятся равными или меньшими полной пропускной способности турбин, ГЭС работает только на транзитном стоке. Водохранилище в это время держится наполненным до НПГ. На этой отметке уровень воды в водохранилище поддерживается до тех пор, пока естественный расход воды не уменьшится, а нагрузка ГЭС не увеличится настолько, что для получения необходимой мощности на ГЭС потребуется набирать воду из водохранилища в дополнение к естественному расходу воды. С этого момента начинается новый цикл годичного регулирования.

Одно и то же водохранилище годичного регулирования в различные гидрологические годы работает неодинаково. В многоводные годы увеличивается продолжительность периода бесполезных сбросов и периода работы на транзитном стоке. Продолжительность же периодов опорожнения и наполнения водохранилища сокращается. В маловодные же годы, наоборот, увеличивается продолжительность опорожнения и наполнения водохранилища и сокращается продолжительность периодов бесполезных сбросов работы ГЭС на транзитном стоке. Дальнейшее уменьшение паводочного стока приводит к полному отсутствию бесполезных сбросов воды, а затем и периода работы ГЭС на транзитном стоке. В этом случае весь годовой цикл составляется только из двух периодов—наполнения водохранилища и его опорожнения.

Внутри периода опорожнения водохранилища между величинами мощности ГЭС и, следовательно, между величинами регулируемых расходов воды за каждые сутки имеется очень тесная связь. Работа ГЭС с очень большой мощностью в начале этого периода приводит к быстрому опорожнению водохранилища и потому к невозможности получить большую мощность в конце маловодного сезона. Дополнительно отметим, что быстрое опорожнение водохранилища в начале маловодного сезона не только уменьшает объем стока, который может быть использован ГЭС в конце его, но также уменьшает и напор, действующий на ГЭС. В результате этого еще значительнее уменьшаются мощность и количество энергии, вырабатываемой ГЭС в конце этого периода. Наоборот, работа ГЭС в начале маловодного сезона с очень малой мощностью позволяет увеличить мощность в конце периода опорожнения водохранилища, так как в нем остается к этому времени большой запас воды.

Количество энергии, вырабатываемой ГЭС за период опорожнения (сработки) водохранилища, определяется величиной полезного объема водохранилища и режимом его сработки, а также величиной транзитного стока за время его опорожнения, следовательно, не зависит от режима работы ГЭС до начала периода сработки и после его окончания.

Однако распределение этой энергии, т. е. режим регулирования, нельзя считать совершенно независимым от режима работы ГЭС в течение остальной части года. Уже на примере ГЭС, работающей только с суточным регулированием, мы видели, что режим суточного регулирования за некоторые сутки может определяться не только условиями наиболее полного использования энергии и мощности ГЭС за эти сутки. Условия участия такой ГЭС в балансе мощности энергетической системы могут иногда потребовать ограничения суточного регулирования для того, чтобы получить возможность произвести плановый ремонт агрегатов ГЭС. Имеющая водохранилище годичного регулирования, ГЭС почти всегда может перераспределять суточную энергию во время опорожнения водохранилища, т. е. может вести не только годичное, но и суточное регулирование. Вполне понятно, что по этой причине режим ее работы в течение маловодного периода через годовые балансы энергии и мощности энергетической системы еще более тесно связан с режимом работы в течение остальной части года. Чем больше относительная величина полезного объема водохранилища годичного регулирования, тем теснее зависимость режима работы ГЭС во время опорожнения водохранилища с общими условиями участия ГЭС в балансе энергии и в балансе мощности энергетической системы. Во время опорожнения водохранилища ГЭС годичного регулирования располагается в верхней части графиков нагрузки энергетической системы, так же как и ГЭС, работающая только с суточным регулированием в течение маловодной части года.

Даже при самой малой величине относительного объема водохранилища годичного регулирования оно позволяет в какой-то степени перераспределять энергию, вырабатываемую ГЭС в течение маловодного периода. Но если такое небольшое водохранилище в любом самом маловодном году может быть наполнено до НПУ при работе ГЭС полной установленной мощностью, то в этом случае режим работы ГЭС во время наполнения водохранилища подчиняется только одному условию. Это условие заключается в наибольшем возможном количестве энергии, которое должна выработать ГЭС за время наполнения водохранилища. Следовательно, в рассматриваемом случае можно считать, что режим работы ГЭС во время наполнения водохранилища не зависит от режима ее работы в течение других выделенных нами периодов. Но чем больше относительная величина полезного объема водохранилища годичного регулирования, тем все более тесной становится связь режима работы ГЭС за время наполнения водохранилища с режимом ее работы в течение остальной части года. Наконец, в тех случаях, когда относительный объем водохранилища настолько велик, что бесполезные сбросы воды совершенно отсутствуют, а период работы ГЭС на транзитном стоке очень непродолжителен или даже отсутствует, режим работы ГЭС в течение периода наполнения и периода опорожнения водохранилища совершенно не может рассматриваться раздельно. Годовой баланс энергии и баланс мощности энергетической системы в этом случае полностью определяют режим работы ГЭС в течение всего года. В зависимости от относительной величины полезного объема водохранилища годичного регулирования ГЭС может располагаться во время его наполнения как в верхней, так и в нижней части графиков нагрузки энергетической системы.

В течение периода холостых сбросов воды ГЭС работает, конечно, своей наибольшей возможной мощностью. В это время она располагается в самой нижней части графиков нагрузки энергетической системы. Всякое другое положение ее в графиках нагрузки неизбежно привело бы к увеличению бесполезных сбросов воды, т. е. к потерям энергии и к увеличению количества топлива, расходуемого ТЭС. Следовательно, режим работы ГЭС в период бесполезных сбросов воды определяется только гидрологическими условиями и не зависит от режима ее работы в течение остальной части года. В это время режим работы ГЭС, имеющей водохранилище годичного регулирования, ничем не отличается от режима работы нерегулируемой ГЭС, так как ее среднесуточная мощность совпадает по величине с пиковой мощностью и в каждые сутки определяется величиной естественного расхода воды в реке за эти сутки. В некоторых случаях во время холостых сбросов воды ГЭС годичного регулирования может вести ограниченное суточное регулирование путем изменения величины расхода воды, сбрасываемой через водослив. Этот способ заключается в следующем. За некоторое время до наступления наибольшей нагрузки (пика) закрываются затворы водосбросных сооружений, через которые сбрасывается избыточный приток. Если площадь наполненного до отметки НПУ водохранилища достаточно велика, то повышение уровня воды в нем в течение тех нескольких часов, когда прекращается сброс избыточной воды, оказывается небольшим.

Наконец, в последний период, когда ГЭС с годичным регулированием работает на транзитном стоке, режим ее можно считать подобным режиму ГЭС, имеющей водохранилище суточного регулирования.

Перераспределение энергии, вырабатываемой ГЭС годичного регулирования во время опорожнения водохранилища (а для относительно больших водохранилищ также и вовремя их наполнения), должно производиться таким образом, чтобы одновременно были удовлетворены два установленных нами требования энергетической системы — достижение наибольшей обеспеченности в работе ГЭС и наибольшая экономия топлива на ТЭС, т. е. наибольшее количество энергии, вырабатываемой ГЭС.

При годичном регулировании имеется связь между величинами суточной энергии внутри сезона, а для относительно больших водохранилищ и внутри всего года. Выбор наиболее выгодного режима работы ГЭС требует в этом случае прогноза режима предстоящего стока реки по крайней мере на сезон. Современное состояние наших метеорологических и гидрологических знаний лишь в сравнительно редких случаях позволяет получать такой прогноз с достаточной уверенностью. Для большинства же ГЭС, работающих с длительным регулированием, такой долгосрочный прогноз режима речного стока или совершенно невозможен, или недостаточно полон, т. е. не дает возможности с достаточной точностью предвидеть все необходимые характеристики режима естественного стока реки даже на один сезон вперед. В связи с этим управление режимом работы ГЭС, имеющей водохранилище годичного регулирования, связано с дополнительными трудностями, которые отсутствуют в более простых случаях.

studfiles.net