Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Курсовой

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
28.02.2024
Размер:
1.44 Mб
Скачать

где = 8,6 − коэффициент мощности.

Cуточную выработку в млн. кВт·ч можно определить по формуле:

Э

СУТ

=

∙ 24 ∙ 10−3,

(6.3)

 

ср

 

 

Заносим данные в таблицу 6.2.

Таблица 6.2 – Расчёт среднемесячных мощностей и выработки, проектируемой ГЭС на бытовом стоке

полбыт,

 

∆ , м

, м

, м

Н, м

СР,

ЭСУТ, млн.

месяца

м ⁄с

 

 

ВБ

НБ

 

МВт

кВт ∙ ч

 

 

 

 

 

I

41

 

 

 

328,26

49,24

17

0,41

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II

60

 

 

 

328,37

49,13

25

0,60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III

77

 

 

 

328,47

49,03

32

0,77

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV

102

 

 

 

328,52

48,98

42

1,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

459

 

 

 

330,04

47,46

181

4,34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VI

843

8,6

0,5

378

331,36

46,14

322

7,73

 

 

 

 

 

 

VII

439

329,96

47,54

173

4,15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIII

400

 

 

 

329,81

47,69

159

3,82

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IX

299

 

 

 

329,40

48,10

120

2,88

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

184

 

 

 

329,04

48,46

75

1,80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XI

103

 

 

 

328,61

48,89

43

1,03

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XII

41

 

 

 

328,26

49,24

18

0,43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Установленная мощность Мамаканской ГЭС, расположенной на

расстоянии 270

км. от створа

проектируемой

станции, составляет

УСТ = 86 МВт,

а среднегодовая

выработка

ЭСР

.ГОД = 253 млн. кВт · ч.

Поскольку Мамаканская ГЭС относится к Иркутскому РДУ, то установленную мощность примем в два раза меньше УСТ = 43 МВт.

Гидроэлектростанции не могут выдавать каждый месяц одинаковую выработку, вполне логичным будет предположить, что зимой выработка на 20 % больше, чем в летние месяцы.

Тогда среднесуточная выработка Мамаканской ГЭС для января–декабря равна:

Э

январь

= (

ЭСР.ГОД

) · 1,2

(6.4)

ср.сут

2·365

 

 

 

 

Э

январь

= (

253

) · 1,2 = 0,42 млн. кВт · ч.

 

ср.сут

 

 

 

 

2·365

 

 

Для дальнейшего построения баланса энергии необходимо рассчитать среднесуточные мощности для всех месяцев года.

21

Среднесуточная мощность для января рассчитывается следующим образом: среднесуточную выработку января необходимо поделить на 24 часа:

январь = (

Э срянварь.сут

) · 1000

(6.5)

24

ср.сут

 

 

январьср.сут = (0,4224 ) · 1000 = 17 МВт

Для остальных месяцев года среднесуточные мощности рассчитываются аналогично.

Среднесуточные выработки и мощности для существующих ГЭС сведены в таблицу 6.3.

Таблица 6.3 – Среднесуточные выработки и мощности для существующих ГЭС

Месяцы

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

1,2

1,1

1,05

0,95

0,9

0,8

0,8

0,9

0,95

1,05

1,1

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эср.сут

0,42

0,38

0,36

0,33

0,31

0,28

0,28

0,31

0,33

0,36

0,38

0,42

ср.сут

17

16

15

14

13

12

12

13

14

15

16

17

 

По данным таблиц 6.2 и 6.3 строим график баланса энергии (см. рис. 6.1).

500

NСР, МВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мощности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

существующих

400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЭС, МВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Линия гарантированной мощности, МВт

 

 

 

Мощности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВХК, МВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бытовые

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мощности,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МВт

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Энергосистема

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, МВт

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Месяцы

 

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

 

 

 

 

 

Рисунок 6.1 – Баланс энергии

 

 

Таким образом, выбранная для проектируемой ГЭС гарантированная мощность за январь и декабрь равна ГАР = 146 МВт, февраль и ноябрь ГАР = 130 МВт, октябрь и март ГАР = 93 МВт.

22

7 Расчет сработки-наполнения водохранилища по условию маловодного года (90%)

В результате сработки водохранилища определяется, отметка УМО, а также определяются конечные значения гарантированных мощностей проектируемой ГЭС. Сработка водохранилища начинается в первый месяц после половодья. В результате сработки водохранилище отметки начала сработки должны совпасть с конечными отметками. Все необходимые формулы для расчёта сработки приведены ниже 7.1-7.8

QГЭС=Qполезный+Qводохранилища-Qхолостые сбросы,

(7.1)

QНБ=Qшлюзования+Qфильтрации+Qхолостые сбросы +QГЭС,

(7.2)

пол.быт. = быт. шл. исп. фильт. лёд.,

(7.3)

 

водохр.с

 

∆ =

 

 

 

мес.

 

,

 

(7.4)

109

 

 

 

 

 

 

 

 

кон. = нач.

− ∆ ,

(7.5)

 

 

нач.+ кон.

 

 

=

ВБ

 

ВБ

,

(7.6)

 

 

 

ВБср.

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ВБср. НБ − ∆ ,

(7.7)

ГЭС = ∙ ГЭС ∙ .

(7.8)

Начальный объем равен объему при отметке НПУ=378 м.

В каждом последующем месяце значением начального объема должно быть равно значению конечного объема прошлого месяца. Результаты представлен в таблице 7.1

23

Таблица 7.1 – Режим работы проектируемой ГЭС в маловодном году

Месяц

Qбыт м^3/с

Qф, м^3/с

Qисп, м^3/с

Qл, м^3/с

Qбытовое пол,

м^3/с

Qводх, м^3/с

QВХК, м^3/с

QГЭС, м^3/с

Qх.сбр, м^3/с

Qнб, м^3/с

 

Vнач, км^3

 

ΔV, км^3

 

Vкон, км^3

 

 

Zнач.ВБ, М

 

 

Zкон.ВБ, М

 

Zср.ВБ, М

Zнб, М

HГЭС, М

Nгэс, МВт

Nгар, МВт

X

193

3

1,93

3

185

40,702

200

226

229

0

 

22,21

 

0,11

22,10

 

378,00

 

377,84

377,92

329,27

48,16

93,00

93,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XI

111

3

1,11

3

104

217,774

200

322

325

0

22,10

0,58

21,52

377,84

376,99

377,42

329,74

47,17

130,00

130,00

XII

52

3

0,52

8

40

330,631

200

371

374

0

21,52

0,89

20,63

376,99

375,76

376,38

329,97

45,90

146,00

146,00

I

52

3

0,52

8

40

340,635

200

381

384

0

20,63

0,91

19,72

375,76

374,67

375,22

330,02

44,70

146,00

146,00

II

66

3

0,66

3

59

286,063

200

345

348

0

19,72

0,77

18,95

374,67

373,90

374,29

329,85

43,93

130,00

130,00

III

84

3

0,84

3

77

170,957

200

248

251

0

18,95

0,46

18,50

373,90

373,50

373,70

329,38

43,82

93,00

93,00

IV

102

3

1,02

-5

103

94,51

200

197

200

0

18,50

0,25

18,24

373,50

373,29

373,40

328,97

43,93

75,00

ВХК

V

466

3

4,66

-8

466

-269

200

197

200

0

18,24

-0,72

18,96

373,29

373,91

373,60

328,97

44,14

75,00

ВХК

VI

855

3

8,55

-10

853

-656

200

197

200

0

18,96

-1,76

20,72

373,91

375,88

374,90

328,96

45,43

77,00

ВХК

VII

448

3

4,48

-3

444

-246

200

197

200

0

20,72

-0,66

21,38

375,88

376,79

376,34

328,97

46,87

80,00

ВХК

VIII

411

3

4,11

0

404

-206

200

197

200

0

21,38

-0,55

21,93

376,79

377,60

377,20

328,97

47,73

81,00

ВХК

IX

308

3

3,08

0

302

-105

200

197

200

0

21,93

-0,28

 

22,21

 

377,60

 

378,00

 

377,80

328,97

48,33

82,00

ВХК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

Результаты водноэнергетического расчета по условию маловодного года:

гарантированная мощность января, декабря Nгар = 146 МВт.

уровень мертвого объема – УМО = 373,291 м.

полезный объем Vпол = 33,8 км3.

25

8. Определение рабочей мощности ГЭС

Для определения рабочих мощностей ГЭС необходимы все значение ИКН для года, которые приведены в приложении А, таблица А.1. Так же необходимы значения гарантированных мощностей (табл. 7.1). Рабочая мощность определяется путем вписывания проектируемой ГЭС в суточный график нагрузки и определения зон работы. При вписывании проектируемой ГЭС, рассчитывается гарантированная суточная выработка по формуле 8.1.

Эгар. = гар. ∙ 24,

(8.1)

где 24 - количество часов в сутках.

 

При выписывании станции необходимо не затрагивать зоны работы существующих станций. Так же при вписывании существующих станций используется суточная выработка. Расчет суточной выработки из годовой, осуществляется по формуле 8.2.

 

Сущ

 

ЭгодСущ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЭСут

=

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.2)

 

365

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Суммарная рабочая мощность определяется по формуле 8.3.

 

 

 

 

Nраб. = Nпик+Nбаза,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.3)

 

 

 

Все расчёты приведены в таблице 8.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8.1- Результаты вычисления рабочих мощностей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Месяц

 

 

Nб а за ,

 

 

Эб а за , млн.

 

 

Nп и к ,

 

 

Эп и к , млн.

 

 

Nга р.,

 

 

Nра б . ,

 

 

 

 

МВт

 

 

КВт·ч

 

 

МВт

 

 

КВт·ч

 

 

МВт

 

 

МВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Январь

 

 

41,41

 

0,99

 

196,00

 

2,51

 

146,00

 

237

 

 

Февраль

 

40,57

 

0,97

 

169,00

 

2,15

 

130,00

 

210

 

 

Март

 

 

39,48

 

0,95

 

123,00

 

1,28

 

93,00

 

162

 

 

Апрель

 

 

38,44

 

0,92

 

125,00

 

0,88

 

75,00

 

163

 

 

Май

 

 

37,78

 

0,91

 

75,00

 

0,89

 

75,00

 

113

 

 

Июнь

 

 

37,68

 

0,90

 

75,00

 

0,94

 

77,00

 

113

 

 

Июль

 

 

37,78

 

0,91

 

82,00

 

1,01

 

80,00

 

120

 

 

Август

 

 

37,96

 

0,91

 

85,00

 

1,03

 

81,00

 

123

 

 

Сентябрь

 

39,07

 

0,94

 

85,00

 

1,03

 

82,00

 

124

 

 

Октябрь

 

40,31

 

0,97

 

122,00

 

1,26

 

93,00

 

162

 

 

Ноябрь

 

 

41,04

 

0,99

 

169,00

 

2,13

 

130,00

 

210

 

 

Декабрь

 

41,57

 

1,00

 

195,00

 

2,51

 

146,00

 

237

 

Суточные графики и графики ИКН всех месяцев представлены в приложении А, рисунки А.1 - А.12.

26

9.

Расчет резервов и планирование

капитальных ремонтов

оборудования

 

Расчёт резервов необходим для построения баланса мощностей и

определения установленной мощности.

 

Нагрузочный резерв для энергосистемы принимают как 3% от

максимальной нагрузки, а аварийный – 10%.

 

РнагрЭС

. = РЭС ∙ 0,03

(9.1)

РнагрЭС

. = 496 ∙ 0,03 = 15 МВт

 

РаварЭС

. = РЭС ∙ 0,1

(9.2)

РаварЭС

. = 496 ∙ 0,1 = 50 МВт

 

Нагрузочный резерв распределяется между проектируемой и существующими ГЭС пропорционально их максимальным рабочим мощностям, тогда:

Рпроектнагр .ГЭС = 12 МВт

сущ.ГЭС

= 1 МВт

Рнагр

сущ.ТЭС

= 3 МВт

Рнагр

Аварийный резерв размещается на ТЭС, так как вода, как энергоноситель, для покрытия этого резерва не нужна, поэтому при расчёте установленной мощности проектируемой ГЭС он считается равным 0.

Для определения величины ремонтного резерва, необходимо определить ремонтную площадь существующих ГЭС и ТЭС, а также проектируемой ГЭС, соответственно:

сущ.ГЭС

=

 

рабсущ.ГЭС

∙ 1 месяц,

(9.3)

 

 

 

рем

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сущ.ГЭС

=

39

= 7 МВт ∙

мес

 

 

 

 

 

 

рем

6

 

 

 

год

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сущ.ТЭС

 

 

 

 

сущ.ТЭС

=

раб.

∙ 1 месяц,

(9.4)

 

рем

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

сущ.ТЭС

=

259

= 43 МВт ∙

мес

 

 

 

 

 

 

 

 

рем

 

6

 

 

 

год

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проект.ГЭС

 

 

 

 

 

 

проек.ГЭС

=

раб.

∙ 1 месяц,

(9.5)

 

 

рем

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проек.ГЭС

=

237

= 40 МВт ∙

мес

 

 

 

 

 

рем

 

6

 

 

 

год

 

 

 

 

 

 

 

Ремонтный резерв ГЭС располагают после периода половодья в 9–ом месяце. Ремонтный резерв ТЭС – в месяцы провала нагрузки, в данном случае июнь – июль.

10.Баланс мощности

Баланс мощностей представляет собой распределение мощностей на покрытие максимальной нагрузки между всеми участниками энергосистемы и размещение резервов во времени и по конкретным электростанциям.

Расчёт и распределение резервов посчитаны в пункте 9 и сведены в таблицу 10.1, баланс мощностей изображен на рисунке 10.1.

Таблица 10.1 – Расчёт и распределение резервов

 

Энергосистема

 

Существующие ГЭС

Проектируемая ГЭС

Существующие ТЭС

t, мес

Pmax,

Pавар,

Pнагр

,

Nраб,

Nнагр,

Nрем,

Nраб,

Nнагр,

Nрем,

Nраб,

Nнагр,

Nавар,

Nрем,

 

МВт

МВт

МВт

 

МВт

МВт

МВт

МВт

МВт

МВт

МВт

МВт

МВт

МВт

I

496

50

15

 

39

1

0

237

12

0

259

3

50

0

II

469

47

14

 

39

1

0

210

11

0

259

3

47

0

III

421

42

13

 

39

1

0

162

8

0

259

5

42

0

IV

367

37

11

 

39

1

0

163

8

0

204

3

37

0

V

319

32

10

 

39

1

0

113

6

0

206

4

32

0

VI

292

29

9

 

39

1

0

113

6

0

179

3

29

21,5

VII

292

29

9

 

39

1

0

120

6

0

172

3

29

21,5

VIII

319

32

10

 

39

1

0

123

6

0

196

4

32

0

IX

367

37

11

 

39

1

0

124

6

0

243

5

37

0

X

421

42

13

 

39

1

7

162

8

40

259

5

42

0

XI

469

47

14

 

39

1

0

210

11

0

259

3

47

0

XII

496

50

15

 

39

1

0

237

12

0

259

3

50

0

28

600

P, МВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ремонтный резерв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

существующей ГЭС

500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нагрузочный резерв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

существующей ГЭС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Существующие ГЭС

400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ремонтный резерв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проетируемой ГЭС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ремонтный резерв ТЭС

300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аварийный резерв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нагрузочный резерв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЭС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нагрузочный резерв

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проектируемой ГЭС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проектируемая ГЭС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Существующие ТЭС

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Линия вытеснения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мощности

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t, месяцы

 

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Рисунок 10.1 – Баланс мощности

29

= 100 м3).

11.Режимное поле

Необходимо определить область допустимой работы проектируемой ГЭС, для этого построим режимное поле с указанием линий ограничений для различных режимов.

Построение напорных характеристик выполняется по следующему

уравнению:

 

ГЭС( ГЭС) = ВБ( сраб) − НБ( НБ) − ∆ ,

(13.1)

где ВБ( сраб) – отметка уровня воды в водохранилище, которая изменяется в зависимости от объема сработки от НПУ до УМО;

НБ( НБ) – отметка уровня воды в нижнем бьефе в зависимости от расхода в нижнем бьефе;

потери напора в подводящих сооружениях.

Уравнение линии ограничения по установленной мощности имеет вид:

QГЭС( ) =

 

NВЫТ

,

 

 

(13.2)

 

 

∙H

ГЭС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ограничение по пропускной способности турбины, которую определим

по зависимости:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

 

HГЭС

 

 

QГЭС = QГЭС

 

 

 

 

 

 

,

(13.3)

 

 

 

 

 

 

√HрN

 

 

 

 

 

 

где QmaxГЭС – максимальная пропускная способность ГЭС.

Ограничением слева на режимном поле является минимальный расход, определяемый заданным ограничением по условиям функционирования санитарного попуска (QminГЭС

Результаты расчётов сведены в таблицу 11.1. Режимное поле представлено на рисунке 11.1.

30

Соседние файлы в предмете Использование водной энергии