задание-малые_ГЭС

Лабораторно-практическая работа по курсу
«Нетрадиционные источники энергии»
МАЛАЯ ГИДРОЭНЕРГЕТИКА: МЕТОДЫ РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ
КАТЕГОРИЙ ПОТЕНЦИАЛА ВОДОТОКА С УЧЕТОМ ТРЕБОВАНИЙ
СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА
 
Исходные данные:
1. Рассматривается участок открытого водотока, который разбит на 10 створов, нумерация створов идет сверху-вниз по течению. По каждому створу задана следующая информация:
-(j, м - отметка естественного уровня воды в j-ом створе;
- Lj, км – расстояние от начала створа;
- Qj, м3/с – расход воды в в j-ом створе;
- Zjmax, м – максимально допустимое поднятие уровня воды в j-ом створе;
- Zjmin, м – ограничение по минимальному уровню воды в j-ом створе.
Все указанные исходные данные приведены в таблице 1
Таблица 1
Исходные данные по водотоку

·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·

·Створ реки
· (j
· Lj
· Qj
· Zjmax
·  Zjmin
·

·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·

· j
· м
· км
· м3/с
· м
· м
·

·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·

· 1
·200.0
· 30.0
· 4.5
· 215.0
· 200.0
·

· 2
·194.0
· 40.0
· 6.5
· 207.0
· 194.0
·

· 3
·181.0
· 50.0
· 7.0
· 193.0
· 181.0
·

· 4
·174.0
· 65.0
· 10.0
· 184.0
· 174.0
·

· 5
·170.0
· 70.0
· 10.5
· 180.0
· 170.0
·

· 6
·157.0
· 80.0
· 14.0
· 167.0
· 157.0
·

· 7
·143.5
· 95.0
· 14.5
· 151.5
· 143.5
·

· 8
·125.0
·115.0
· 24.0
· 135.0
· 127.0
·

· 9
·111.0
·135.0
· 48.0
· 121.0
· 113.0
·

· 10
· 99.0
·180.0
· 53.0
· 110.0
· 102.0
·

·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
Qj = Qj+0,1*n,
Zjmax = Zjmax+0,1*n, где n – номер варианта по журналу.

2. На участке между створами 2-4 не допускается нарушение естественного режима водотока (заповедник).
3. Для участка водотока, приходящегося на заповедник, заданы следующие условия:
- скорость течения воды :
участок 2-3 : Vрасчзап 0=3.5 м/с;
участок 3-4 : Vрасчзап =2.5 м/с.
- минимальные глубины водотока по фарватеру :
участок 2-3 : hзапmin =1.0 м;
участок 3-4 : hзапmin =1.8 м.
4. Заданы основные технические параметры бесплотинных свободно-поточных гидроагрегатов и условия применения для тех участков водотока, где недопустимо изменение естественного режима (заповедник между створами 2-4):
- D1, м - диаметр рабочего колеса;
- hдоп, м - минимально допустимая глубина потока для установки свободнопоточных
- Vр, м/с – скорость потока;
- Lmin,м-минимально-допустимое расстояние между свободнопоточными агрегатами, расположенными друг за другом вдоль реки.
  - КПД указанных агрегатов равно 20 %.
Все указанные исходные данные приведены в таблице 2
Таблица 2
Параметры погружных свободнопоточных агрегатов
при КПД =0.2

·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·

· Вариант
·D1,м
· hдоп,м
· Vр=3.5 м/с
· Vр=2.5м/с
· Lmin,м
·

·
·
·
· Nа, кВт
· Nа, кВт
·
·

·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·

· 1
· 0.50
· 1.5
· 0.836
· 0.304
· 10.0
·

·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·

· 2
· 1.12
· 2.0
· 4.29
· 1.56
· 22.4
·

·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
5. Технические параметры рассматриваемых для установке МГЭС на данном водотоке:
- русловые МГЭС;
- KN=8,2 – коэффициент мощности;
- рабочий диапазон напоров
для вариантов с 1 по 5 от 3 м до 7,8 м.
для вариантов с 6 по 11 от 4 м до 8,2 м.
для вариантов с 12 по 30 от 5 м до 8,7 м.


Состав задания:
1. Рассчитать в
·одноэнергетический кадастр водотока и представить его графически: ( (L), Q(L), N(L), iN(L). Определить валовой или теоретический потенциал и классифицировать водоток по его энергетическими возможностям.
2. Рассчитать значение технико-экологического потенциала водотока при условии его использования: сомкнутым каскадом русловых малых ГЭС (МГЭС) "по-водотоку"; бесплотинными гидроэнергетическими установками (ГЭУ) (при невозможности реализации предыдущего решения по каким либо условиям).

Принятые допущения:

1. Расчет основных категорий потенциала незамерзающего зимой водотока производится для гидрологических условий, соответствующих обеспеченности равной 50%.
2. Расходы водотока в каждом створе считаются постоянными в те-
чение года.
3. Рассматриваются только ГЭС по "водотоку", которые не изменяют
естественный гидрологический режим водотока.
4.Число часов использования установленной мощности ГЭС "по водотоку"- h (ч) 6000 ч.
и бесплотинных ГЭС принято равным 8760 ч.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА:
1. Рассчитать водноэнергетический кадастр водотока и представить его графически: ( (L), Q(L), N(L), iN(L). Определить валовой (теоретический потенциал) и классифицировать водоток по его энергетическими возможностям.

Алгоритм расчета
Расчет производится методом "линейного участка". Для этого водоток делится на n участков, в пределах которых считается, что изменение расхода реки Qр по длине водотока происходит по линейному закону.
В качестве исходной информации обычно для i -го участка считаются заданными:
- расходы 50% обеспеченности для начального (Qi) и конечного (Qi+1) для i -го участка;
- отметки сухого дна начального((i) и конечного ((i+1) створа для i -го участка.
На основании этих данных рассчитывается валовой потенциал водотока Nвал и основные составляющие водноэнергетического кадастра водотока: ( (L)- изменение отметки дна по длине ; Q(L) - изменение расхода по длине водотока; Nвал(L)- изменение валовой мощности по длине водотока, где для i -го участка:
13 EMBED Equation.2 1415
а также iNуд(L) - удельная мощность водотока, где для i-го участка:

iNуд=Ni/li

Значение валового (теоретического) потенциала всего водотока Nвал при этом определяется в виде: 13 EMBED Equation.2 1415.
Результаты расчетов представляются в табличном и графическом виде.

Таблица 1 - Расчет валового потенциала водотока
i

·j
Lj
Qj
l j, j-1
Н j, j-1
Q j, j-1
N j, j-1
Nj
iN j, j-1

-
м
км
м3/с
км
м
м3/с
кВт
кВт
кВт/км

1










2










10











ВЫВОД: Валовой потенциал водотока: Nвал =19,567 МВт < 30 МВт, водоток можно отнести к категории малая гидроэнергетика
Эвал= Nвал*T=19567*8760=81,81млн кВт*ч в год.


Рисунок 1- Изменение валовой мощности и удельной валовой мощности по длине водотока


Рисунок 2- Изменение расхода и отметок естественного уровня по длине водотока

2. Рассчитать значение технико-экологического потенциала водотока при условии его использования: сомкнутым каскадом русловых малых ГЭС (МГЭС) "по-водотоку"; бесплотинными гидроэнергетическими установками (ГЭУ) (при невозможности реализации предыдущего решения по каким либо условиям).
Расчет технико-экологического потенциала водотока Этех-эк в данной работе разбивается на два расчета:
- часть водотока используется каскадом малых ГЭС - Экас;
- другая – бесплотинными ГЭУ- Эсв-пот.

Этех-эк= Экас+ Эсв-пот


Таблица 2 - Расчет технико-экологического потенциала водотока при использовании каскадом МГЭС
Номер ГЭС
Lk
Qk
Qрасч k
НПУk
Zнб k
НГЭСk
NГЭСk
Э ГЭС k

-
км
м3/с
м3/с
м
м
м
кВт
млн кВт*ч

1
180,0
53,05
31,83
110,0
102,0
8,00
1986
17,40

2
147,1
49,39
29,63
118,0
110,0
8,00
1849
16,20

10
40,0
6,55
3,93
203,0
195,0
8,00
245
2,15

Сумма
9339
81,81



Приложенные файлы

  • doc 8876624
    Размер файла: 96 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий