Су шаруашылығы есебі мен ГЭС-тің энергетикалық

Стр 1 из 3Следующая ⇒

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ

МИНИСТРЛІГІ

Қ.И.Сәтбаев атындағы ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ

ЗЕРТТЕУ УНИВЕРСИТЕТІ

Т.Басенов атындағы "Сәулет және құрылыс" институты

"Инженерлік жүйелер және желілер" кафедрасы

Курстық жобаның

ТҮСІНДІРМЕ ЖАЗБАСЫ

Тақырыбы: " Шағын ГЭС-тің сушаруашылық есебі және оның негізгі құрылымдарын таңдау"

5В080500 "Су ресурстары және оны пайдалану»

Орындаған Әбдіашім С.Қ

Ғылыми жетекші,

т.ғ.д.,профессор

__________Ж.Қ.Қасымбеков

«____» __________ 2017ж.

Бақылаушы,ассистент

__________ Д.Абайұлы

«_____» ________2017ж.

Алматы 2017

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ

МИНИСТРЛІГІ

Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық

зерттеу университеті

Т.Басенов атындағы "Сәулет және құрылыс" институты

"Инженерлік жүйелер және желілер" кафедрасы

5В080500 "Су ресурстары және оны пайдалану"

«Шағын ГЭС-терді жобалау және тұрғызу» пәні бойынша

даярланатын курстық жобаға

ТАПСЫРМА

Студент Әбдіашім Сағадат Қанатұлы_______________________________________

Тақырыбы: Шағын ГЭС-тің сушаруашылық есебі және оның негізгі құрылымдарын таңдау

Университетің №_____ «___» _________________бұйырығымен бекітілген

Орындалған жобаның өткізу мерзімі – 28.11.2017ж.

Жобаның бастапқы мәліметтері

______________________________________________________

Есептік түсініктемелік жазбаның мазмұны, талқылауға берілген сұрақтардың тізімі

а) ______________________________________________

б) ______________________________________________

Графикалық материалдардың тізімі (міндетті түрде қажет сызбалар көрсетілген) _____________________________________________

Ұсынылған негізгі әдебиеттер

________________________________________________________

Курстық жобаның кеңесшілері және жобаға қатысты бөлімдер

Бөлім

атауы Кеңесші

(ғылыми дәрежесі, атағы)

Мерзімі Қолы

Кафедра меңгерушісі _________________ К.Алимова

Ғылыми жетекшісі ___________________Ж.Қ.Қасымбеков

Тапсырманы орындауға студент _____________алды

Берілген күні «___» ______________ 2017ж

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ_________________________________________

1 ГЭС сұлбасы мен жұмыс жағдайы_________________

2 Су шаруашылығы есебі мен ГЭС-тің энергетикалық

параметрлерін анықтау ___________________________

2.1 Өзеннің сумен қамту мүмкіншілігіне байланысты

су өтімін және тегеурінін анықтау__________________

2.2 Гидроэлектростанцияның қуатын анықтау_________

2.3 Реттегіш призма көлемі және бассейн тереңдігінің

өзгеруі__________________________________________

3 Турбиналық құрылымдарды таңдау_____________

3.1. Қажетті параметрлерді есептеу және турбинаны

таңдау__________________________________________

3.2 Таңдап алынған турбинаның сипаттамалары____

3.3 Турбинадан кейін орналасқан сору биіктігін

анықтау ______________________________________

3.4 Генераторды таңдау_________________________

4 Агрегат пен ГЭС-тің жұмыстық сипаттамасы___

5 Автоматты жылдамдық реттегішті таңдау_____

6 Шағын ГЭС-тің негізгі бөліктерін жақсарту_____

(тапсырма бойынша)

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ_________

ҚОСЫМША______________________________________

КІРІСПЕ

Әртүрлі энергоресурстарды кеңінен пайдаланбаса мемлекеттің экономикасының дамуы мүмкін емес. Сол энергоресурстардың біріне су көздерінің (өзендер, теңіздер, мұхиттар) қайталанатын энергоресурстары жатады.

Гидроэлектр станциясы - электр генераторын айналдыратын гидравликалық турбинамен су ағынының механикалық энергиясын электр энергиясына түрлендіретін электр станциясы.

Үзіліссіз қайталанатын су энергиясын толық пайдаланатын гидроэлектрлік станциялар ең арзан электрлік энергия өндіреді және, жылулық және атом электрлік станциялардан артықшылығы, электрлік жүктеме графиктерінің энергия тұтыну шыңдарын жабуға мүмкіндік береді.

Әлем өзендерінің суэнергетикалық ресурстары өте үлкен және 5610 млн.кВт шаманы құрайды, бірақ орналасуы бірқалыпты емес. Қазақстанда бұл ресурс 15,1 млн кВт (әлем қорының 0,27%) қанығу шамасы 5,5 кВт/км²

Жер бетіндегі ағыстың жағдайсыз үлесімі әлемнің азиялық бөлігінде айқын байқалады. Бұл жерде Торғай және Каспий ойпауыттыры, Орта Азияда шөл далалар орналасқан және тек қана екі үлкен өзені бар:Сырдария және Амудария.

Қазақстан аумағындағы су ресурстарының бірқалыпсыз табиғи орналасуы су шаруашылығын басқарудың және су ресурстарын пайдаланудың күрделі болуының себебі.Мысалы, Орталық Қазақстанды сумен қамтамасыз ету үшін шығыны 75м³/с Ертіс-Қарағанды каналы құрылды. Бұл канал негізгі орталық аудандарды, жылулық электрлік станцияларды, тау металлургиялық кешендерді және астанамызды сумен қамтамасыз етеді. Суды Ертіс өзенінен сорып биіктікке көтеріп қашықтықа жеткізу үшін 28 ірі насостық станция құрылған.

Бастауынан сағасына дейін өзен арнасымен өтетін судың массасы белгілі жұмыс жасайды(1м биіктіктен құлайтын 1 кг судың атқаратын жұмысы 1 кг▪м), Сондықтан оған энергия қоры тән. Және де өзеннің құламасы (еңісі) және шығыны үлкен болған сайын оның энергиясы да үлкен болады. Бұл энергияны су энергиясы деп атайды .

Қойылатын негізгі талаптар:

- су ағынының энергиясын пайдалану сұлбасын таңдау;

- әсер етуші тегеуірінге, шығынға және қуатқа байланысты және жұмыс шарттарына сәйкес гидротурбиналарды есептеу, қабылдау;

- энергиялық жабдықты орналдастырудың және құрылыс шарттарының тиімділігін қамтамасыз ететін ГЭС блогінің конструкциялық өлшемдерін анықтау;

- универсалдық (әмбебаб) сипаттамалар арқылы пайдаланудағы және жобаланатын гидротурбиналардың жұмыстық аумағын анықтау;

- әртүрлі жұмыс шарттарына сәйкес гидротурбинаның типін және пайдалану түрін таңдау;

- кавитация құбылысын алып гидрокүштік қондырғының орналасу биіктігі табу;

- ГЭС-ның құрылысын және пайдалануына байланысты гидрокүштік жабдықты ГЭС ғимараттарына үйлесімді орналастыру (компоновкалау).

Су ағынының энергисын ең тиімді пайдалану ол оның су деңгейінің құламасын салыстырмалы қысқа бөлігіне шоғырландыру (концентрациялау). Табиғи су құламалары болса бұл мәселе жеңілдейді, бірақ мұндай жағдай өте сирек кездеседі.

Мағыналы ұзындықтағы өзен құламасын пайдалану үшін осы құлама жасанды түрде шоғырландырылады. Мұндай шоғырландыру әртүрлі тәсілдер арқылы жасалуы мүмкін.

2.1-сурет

Құламы жерде пайдалану үшін тегеуірінді өндіру бөгеттік сұлбасы

(2.1 -сурет) бөгет арқылы өзен дегейін тежеуді қажет етеді. Пайда болатын су қоймасы бұл жағдайда мезгіл-мезгіл су қорын жинап су ағынының энергиясын толық пайдалануға мүмкіндік береді.

Деривациялық сұлба (2.1-сурет) Суды табиғи арнаудан алып еңісі осы арнаның екісінен кем жасанды су желісі арқылы шоғырланған құлама жасауға мүмкіндік береді. Осы байланысты су желісі аяғындағы судың деңгейі өзендегі су деңгейінен жоғары болады. Осы деңгейлердің айырмашылығына байланысты гидроэлектрлік бекетінің тегеуіріні пайда болады.

Тегеуіріннің бір бөлігі биіктігі жеткілікті бөгет арқылы,ал қалғаны деривация арқылы өндірілетін ГЭС-ды аралас деп атайды. Су ағысын энергетикалық пайдаланудың сұлбаларын (бөгеттік, деривациялық, аралас) таңдау өзеннің құламасына, судың шығынына, арнаның жайылмасының, аңғарының топографиялық және инженерлік-геологиялық шарттарына байланысты қабылданады.

а – тірек деңгейініңарнаға шығатын жолынсыз; б – арнаға шығатын жолымен; 1 – СуЭС ғимараты; 2 – суағызғыш бөгет; 3 – қалың бөгет

Бөгеттік ГЭС-дің тиімділігі өзендердің кіші еңістерінде тиімді, өйткені бұл жағдайда деривация арқылы керек тегеуірінді өндіру оның үлкен ұзындығын қажет етеді де деривация бөгеттен қымбат болады. Энергия пайдаланудың бөгеттік сұлбалары өте үлкен су шығындарында тиімді, өйткені бұл жағдайда деривациялық каналдардың қимасы үлкен болып бөгеттен қымбат болады.

Қазіргі кезде бөгеттік ГЭС-де пайдаланылатын судың шығыны 14000 м³/с жеткен (Еділ өзеніндегі Волжская ГЭС). Бөгеттік ГЭС-гі пайдаланылатын тегеуіріндер шамалары кең аралықта өзгереді.ГЭБ-де пайдаланалатын минималдық тегеуірін шамасы 1,5-3м. Мысалы, Диксон ГЭС-дегі (АҚШ) тегеуірін 2,4м (оның қуаты 2800 кВт, максималдық шығыны 140 м³/с). Бөгет типті ГЭС-тің максималдық тегеуіріні 280м жуық (Нурек ГЭС-і).

Құламалары үлкен (өзеннің 1 км ұзындығындағы құламасы 6-8м) тау өзендерінде деривациялық ГЭС-лар бөгеттіктерден тиімді. Деривациялық ГЭС-дің тегеуіріндері бір неше метрден 1767 м дейін өзгереді (Австриядағы Дайсек ГЭС-ы). Сондай-ақ, деривациялық ГЭС-гі шығындар мағаналы шектеулер аралығында болады-секундына бірнеше текшеметрден 1530 м³/с дейін өзгереді (Франциядағы Рене өзеніндегі Донзер-Мондраган ГЭС-і). ТМД-ғы деривациялық ГЭС-ны ең үлкен тегеуіріні 600м, ал ең үлкен шығыны 700 м³/с (Ресейдегі Нарв ГЭС-ы).

а – өзен бойындағы деривация; б – өзен түзетілуіндегі деривация; в – суды бір өзеннен екінші өзенгеөткізу; 1 – басты түйін; 2 – деривация; 3 – арын бассейні; 4 – арын құбырлары; 5 – СуЭС ғимараты; 6 – бос жүріс түсіруі

Су желісін пайдаланудың сұлбасын таңдау гидроэнергетиканың күрделі мәселесінің бірі және ол мүмкіндік варианттарды (нұсқауларды) техникалық және экономикалық салыстыру арқылы жасалады.

Аралас (бөгетті-деривациялық) сұлбаларда басқарылатын су қоймаларын жасауға болады. Өзен бастарында және салаларында су қоймалар салу арқылы судың ағынын басқаруға болады Ал өзеннің төменгі жақтарында деривациялық СуЭС каскадын салады.

2 Су шаруашылығы есебі мен ГЭС-тің энергетикалық

параметрлерін анықтау

Есепті орындау мақсаты.Берілген қамтамасыздықпен өтетін су өтімін, ГЭС-тің есептеулі су өтімін, гидростанциядағы ағынның тәуліктік реттелуін ескере отырып тегеурінді Н және гидростанцияның қуатын N анықтау.

Бастапқы берілімдер. 50%-тік қамтамасыздықпен алынған жылдық ағындының айлық орташа өтімі (12 айға), ең жоғарғы мәнімен салыстырғанда пайыз есебімен алынған жүктеменің тәуліктік графигі, жоғарғы бьефтегі су деңгейінің жылдық көрсеткіші. Курстық жұмысты орындауды жеңілдету мақсатында әдістеме нақты мысал ретінде түсіндіріледі.

Есептеулі су өтімінің қамтамасыздығы 10 ай. Су қоймасы айдынының ауданы тапсырмада көрсетілген. Су қоймасының тәуліктік реттелуі шектеусіз. Егер әртүрлі топографиялық және басқа себептермен қойманы салу мүмкін болмаған жағдайда, онда деривациялық желіні тұрғызу арқылы су ағысын жылдамдатуға, қажетті арынмен қамтамасыз етуге болады, яғни мұндай жағдайда су ағысын реттеудің аса қажеттілігі жоқ.

Орындау тәртібі. Берілген қамтамасыздықты ескере отырып өзеннің есептеулі су өтімін Q_е анықтаймыз. Одан әрі жоғарғы және төменгі бьефтер мәні бойынша гидростанцияның су тегеурінін Н табамыз. Тәуліктік реттеу кезіндегі су қоймасынан су босатуды және су қабылдағыштағы тегеуріннің кемуін ескере отырып гидростанцияның есептік тегеурінін Н_р белгілейміз. Есептік су өтімі және тегеурін арқылы ГЭС-тің қуатын табамыз. Одан соң ағындыны тәуліктік реттеу кезіндегі су босату призмасының мөлшері мен тереңдігін қарастырамыз. Егер қажет болған жағдайда гидростанцияның есептік тегеурініне түзету енгіземіз. Есептеу жобаланып отырған ГЭС-тің өндіретін электр энергиясының мөлшерін және технико-экономикалық көрсеткішін қарастырумен аяқталады.

12 3 Следующая ⇒