Реферат. Малая гидроэнергетика
Здравствуйте уважаемые посетители сайта "Помощь электрикам". Сегодня предлагаю ознакомится вам с рефератом на тему "Малая гидроэнергетика"
Вариант № 5.
Состав исходных данных.
Таблица 1. Исходные данные по водотоку
Створ(участок) реки |
Ñi |
Li |
Qi |
Zimax |
Zimin |
i |
м |
км |
м3/с |
м |
м |
1 |
202,0 |
30 |
5,55 |
218,1 |
204,0 |
2 |
194,0 |
40 |
7,55 |
209,1 |
194,0 |
3 |
181,0 |
50 |
8,05 |
194,1 |
181,0 |
4 |
174,0 |
65 |
11,05 |
185,1 |
174,0 |
5 |
170,0 |
70 |
11,55 |
181,1 |
172,0 |
6 |
157,0 |
80 |
15,05 |
168,1 |
159,0 |
7 |
141,5 |
95 |
15,55 |
152,6 |
143,5 |
8 |
125,0 |
115 |
25,05 |
136,1 |
127,0 |
9 |
111,0 |
135 |
49,05 |
122,1 |
113,0 |
10 |
100,0 |
180 |
54,05 |
111,1 |
102,0 |
На участке между створами 2-4 не допускается нарушение естественного режима водотока (заповедник).
Для участка водотока, приходящегося на заповедник, заданы следующие условия:
- скорость течения воды:
участок 2-3: Vрасчзап =3,5 м/с;
участок 3-4 : Vрасч=2,5 м/с.
- минимальные глубины водотока по фарватеру:
участок 2-3 : hзапmin = 1,5 м;
участок 3-4 : hзап = 2,5 м.
Таблица 2. Параметры погружных свободнопоточных агрегатов при КПД = 0,2
Вариант |
Д1, м |
hдоп, м |
Vp = 3.5 м/с Nа, кВт |
Vp = 2.5 м/с Nа, кВт |
Lmin, м |
1 |
0,5 |
1,5 |
0,836 |
0,304 |
10,0 |
2 |
1,12 |
2,0 |
4,29 |
1,56 |
22,4 |
Состав задания:
1. Рассчитать водноэнергетический кадастр водотока и представить его графически: Ñ(L), Q(L), N(L), iN(L). Определить валовой (теоретический потенциал).
2. Определить значение технико-экологического потенциала водотока при условии его использования сомкнутым каскадом русловых МГЭС и погружными свободнопоточными агрегатами.
Принятые допущения:
- Расходы водотока в каждом створе принимаются постоянными в течение года, равные среднегодовому.
- Рассматриваются только МГЭС по «водотоку», которые не изменяют естественный гидрологический режим водотока.
- Число часов использования установленной мощности T (ч) принято: для МГЭС «по водотоку» 6000 часов; для погружных свободнопоточных агрегатов 8760 часов.
Порядок расчета
- Расчет водноэнергетического кадастра водотока производится с помощью метода «линейного учета».
Расчет расхода в центре участка Qi-i+1:
Qi-i+1 = 0,5 (Qi + Qi+1).
Длина расчетного участка водотока li,i-1:
li-i+1 = Li+1 – Li,
где Li – расстояние от начала реки до i-ого створа.
Перепад уровней на участке водотока Hi,i-1:
Hi.i+1 = Ñi - Ñi+1,
где Ñi - отметка естественного уровня водотока в i-ом створе.
Валовая потенциальная мощность i-ого участка водотока:
Ni-i+1 = 9,81 * Qi-i+1 * Hi-i+1.
Валовая потенциальная мощность всего водотока Nвал:
Nвал =∑i=1k Ni-i+1, где k – количество участков.
Таблица 3. Расчет ВЭК водотока
Створ(участок) реки |
Ñi |
Li |
Qi |
li-i+1 |
Hi-i+1 |
Qi-i+1 |
Ni-i+1 |
Ni |
iNi-i+1 |
i |
м |
км |
м3/с |
км |
м |
м3/с |
кВт |
кВт |
кВт/км |
1 |
202,0 |
30 |
5,55 |
- |
- |
- |
- |
0 |
- |
2 |
194,0 |
40 |
7,55 |
10 |
8,0 |
6,55 |
514,04 |
514,04 |
51,40 |
3 |
181,0 |
50 |
8,05 |
10 |
13,0 |
7,8 |
944,73 |
1458,77 |
94,47 |
4 |
174,0 |
65 |
11,05 |
15 |
7,0 |
9,55 |
655,80 |
2114,57 |
43,72 |
5 |
170,0 |
70 |
11,55 |
5 |
4,0 |
11,3 |
443,41 |
2557,98 |
88,68 |
6 |
157,0 |
80 |
15,05 |
10 |
13,0 |
13,3 |
1696,15 |
4254,13 |
169,62 |
7 |
141,5 |
95 |
15,55 |
15 |
15,5 |
15,3 |
2326,44 |
6580,57 |
155,10 |
8 |
125,0 |
115 |
25,05 |
20 |
16,5 |
20,3 |
3285,86 |
9866,43 |
164,29 |
9 |
111,0 |
135 |
49,05 |
20 |
14,0 |
37,05 |
5088,45 |
14954,88 |
254,42 |
10 |
100,0 |
180 |
54,05 |
45 |
11,0 |
51,55 |
5562,76 |
20517,64 |
123,62 |
Вывод: Валовый потенциал водотока: Nвал = 20,517 МВт < 30 МВт, следовательно водоток можно отнести к категории малая гидроэнергетика.
Эвал = Nвал * T = 2051764 * 8760 = 179,73 млн. кВт ч в год.
- Расчет технического потенциала водотока.
Рисунок 1 – Изменение расхода и отметок естественного уровня по длине водотока
Расчет мощности ГЭС.
Расчет технических ресурсов ведем для условий маловодного года – расходы 90% обеспеченности Qрасч.
Принимаем допущение:
QPK = 0,6 * QK
H ГЭСk = Zkmax - Zkmin
Мощность k-ой ГЭC:
NГЭСk = kN * Qрасч.k * H ГЭСk = 8,2 * Qрасч.k * H ГЭСk
где kN = 9,81 * ƞ = 8,2
ЭГЭСК = NГЭСК * Т = NГЭСК * 8760
Рисунок 2 – Схема разбивки водотока на каскад плотинных МГЭС
Таблица 4. Расчет технико-экологического потенциала водотока при использовании плотинных МГЭС
створ ГЭС |
LK, км |
QK, м3/с |
QPK, м3/с |
ZMAX K, м |
ZMIN K, м |
HГЭС K, м |
NГЭС K, кВт |
ЭГЭСК, млн кВт*ч |
1 |
L1=180,0 |
53,45 |
32,07 |
110,3 |
102,0 |
8,3 |
2182,68 |
19,12 |
2 |
L2=144,5 |
49,5 |
29,7 |
120,0 |
110,3 |
9,7 |
2362,34 |
20,69 |
3 |
L3=125,5 |
36,5 |
21,9 |
129,0 |
120,0 |
9,0 |
1616,22 |
14,16 |
4 |
L4=114,0 |
23,8 |
14,28 |
137,9 |
129,0 |
8,9 |
1042,15 |
9,13 |
5 |
L5=102,8 |
18,5 |
11.10 |
146,5 |
137,9 |
8,6 |
782,77 |
6,86 |
6 |
L6 = 92,3 |
14,94 |
8,96 |
156,0 |
146,5 |
9,5 |
697,98 |
6,11 |
7 |
L7 = 84,0 |
14,5 |
8,70 |
164,0 |
156,0 |
8,0 |
570,72 |
5,00 |
8 |
L8 = 76,8 |
13,0 |
7,80 |
173,0 |
164,0 |
9,0 |
575,64 |
5,04 |
N ГЭС плотин. = 9830,6 кВт
Э ГЭС плотин. = 86,115 млн кВт*ч
Расчет технико-экологического потенциала водотока при использовании бесплотинных МГЭС
Для участка водотока, приходящегося на заповедник, заданы следующие условия:
А) скорость течения воды:
участок 2-3: Vрасчзап =3,5 м/с;
участок 3-4 : Vрасчзап = 2,5 м/с.
Б) минимальные глубины водотока по фарватеру:
участок 2-3 : hзапmin =1,5 м;
участок 3-4 : hзапmin = 2,5 м.
Необходимо учитывать выполнение данного условия: hдоп < hзапmin
Так как условие hдоп < hзапmin для участка 2-3 не выполняется – расчет не производится.
Для участка 3-4: 2,0 м < 2,5 м, что удовлетворяет условию hдоп <hзапmin Выполняем расчет:
nагр = li,i+1/ Lmin = 15000/22,4 = 669,64 = 670
N = nагр * Na = 670 * 1,56 = 1045,2 кВт
Эб/пл МГЭС = N * 8760 = 1045,2 * 8760 = 9155952 кВт*ч = 9,156 млн кВт*ч
Таблица 5 – Параметры погружных свободнопоточных агрегатов
Вариант |
Д1, м |
hдоп, м |
Vp = 3.5 м/с Nа, кВт |
Vp = 2.5 м/с Nа, кВт |
Lmin, м |
1 |
0,5 |
1,5 |
0,836 |
0,304 |
10,0 |
2 |
1,12 |
2,0 |
4,29 |
1,56 |
22,4 |
Таблица 6. Расчет технико-экологического потенциала водотока при условии его использования с помощью бесплотинных погружных агрегатов
Участок |
Vp |
li,i+1 |
hpmin |
Lmin |
Na |
nагр |
N |
Эб/пл МГЭС |
- |
м/с |
км |
м |
м |
кВт |
шт |
кВт |
млн кВт*ч |
2-3 |
3,5 |
10 |
1,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3-4 |
2,5 |
15 |
2,5 |
22,4 |
1,56 |
670 |
1045,2 |
9,156 |
Сумма |
|
|
|
|
|
670 |
1045,2 |
9,156 |
Таблица 7. Итоговая таблица результатов расчета
Категории потенциала |
N |
Э |
N |
Э |
|
кВт |
106 кВт*ч год |
% |
% |
Валовой |
20517,64 |
179,73 |
100 |
100 |
Технико-экологический плотинные МГЭС
бесплотинные МГЭС
МГЭС всего: |
9830,6
1045,2
10875,8 |
86,115
9,156
95,271
|
47,91
5,09
53,00 |
47,91
5,09
53,00 |
Вывод: только 53,00 % от валового ресурса рассматриваемого водотока возможно использовать при соблюдении экологических требований и заданных параметров оборудования.