Главная

Контакты

Случайная статья

• Автоматизация
• Антропология
• Археология
• Архитектура
• Биология
• Ботаника
• Бухгалтерия
• Военная наука
• Генетика
• География
• Геология
• Демография
• Деревообработка
• Журналистика
• Зоология
• Изобретательство
• Информатика
• Искусство
• История
• Кинематография
• Компьютеризация
• Косметика
• Кулинария
• Культура
• Лексикология
• Лингвистика
• Литература
• Логика
• Маркетинг
• Математика
• Материаловедение
• Медицина
• Менеджмент
• Металлургия
• Метрология
• Механика
• Музыка
• Науковедение
• Образование
• Охрана Труда
• Педагогика
• Полиграфия
• Политология
• Право
• Предпринимательство
• Приборостроение
• Программирование
• Производство
• Промышленность
• Психология
• Радиосвязь
• Религия
• Риторика
• Социология
• Спорт
• Стандартизация
• Статистика
• Строительство
• Технологии
• Торговля
• Транспорт
• Фармакология
• Физика
• Физиология
• Философия
• Финансы
• Химия
• Хозяйство
• Черчение
• Экология
• Экономика
• Электроника
• Электротехника
• Энергетика

1.4.1. Исходные данные. 1. Валовой. 2. Технико-экологический. МГЭС всего

1. Расчетное задание №1
 «Исследование основных категорий потенциала открытого водотока с учетом требований социально-экологического характера»

1. 1. Исходные данные

1. Рассматривается участок открытого водотока, который разбит на 10 створов(i=1, …, 10). По каждому i–ому створу задана информация:

-Ñ _i, м - отметка естественного уровня воды в i-ом створе;

- L_i, км – расстояние от начала створа;

- Q_i, м³/с – расход воды в i -ом створе, соответствующий условиям маловодного года (Р=95%);

- Z_i^max, м – максимально допустимое поднятие уровня воды в i -ом створе;

- Z_i^min, м – ограничение по минимальному уровню воды в i -ом створе.

Все указанные исходные данные  для «0» варианта приведены в
таблице 1. 1.

Таблица 1. 1

Исходные данные по водотоку для «0» варианта

Для остальных вариантов меняются только значения Q_i-0 и Z_i-0^max, которые определяются для каждого створа по формулам:

Q_i = Q_i-0+0, 05× n,                                                    (1. 1)

Z_i^max= Z_i-0^max+0, 05× n,                                           (1. 2)

где n – номер варианта. для вариантов с 1 по 10 использовать данные формулы: Q_i = (Q_i-0+0, 05× n)+10,       (1. 1)

Z_i^max= (Z_i-0^max+0, 05× n)+15,               (1. 2)

2. На участке между створами 2-4 расположен заповедник, и не допускается нарушение естественного режима водотока.

3. Для участка водотока, приходящегося на заповедник, заданы следующие условия:

 - скорость течения воды:

· участок 2-3: V_расч^зап 0=3. 5 м/с;

· участок 3-4: V_расч^зап=2. 5 м/с.

- минимальные глубины водотока по фарватеру:

· участок 2-3: h_зап^min=1. 0 м;

· участок 3-4: h_зап^min=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) (см. табл. 1. 2):

- D₁, м - диаметр рабочего колесасвободнопоточного агрегата;

- h_доп, м - минимально допустимая глубина потока для установки свободнопоточногоагрегата;

- V_р, м/с – скорость потока;

-L_min, м-минимально-допустимое расстояние между погружными свободнопоточными агрегатами, расположенными друг за другом по фарватеру (центру) реки;

- Коэффициент полезного действия (КПД) указанных агрегатов определяем:

КПД =0. 2+0, 005*n.                                   (1. 3)

Таблица 1. 2

Параметры погружных свободнопоточных агрегатов

5. Параметры унифицированного оборудования МГЭС для размещения на водотоке:

- русловые МГЭС;

- K_N=7, 8 – коэффициент мощности;

- рабочий диапазон напоров для вариантов Н^min - H^max:

ü n= 1 ÷ 6 -Н^min=2 м иH^max=8 м;

ü n=6÷ 12-Н^min=3 м иH^max=8, 5 м;

ü n= 13÷ 20-Н^min=5 м иH^max=9 м.

1. 2. Принятые допущения

1. Расчет технико-экологического потенциала незамерзающего зимой водотока производится для гидрологических условий, соответствующих обеспеченности равной 50%.

2. Расходы водотока в каждом створе принимаются постоянными в течение года, равные среднегодовому.

3. Рассматриваются только МГЭС по " водотоку", которые не изменяют естественный гидрологический режим водотока.

4. Число часов использования установленной мощностиT (ч) принято: для МГЭС " по водотоку" 6000 часов; дляпогружных свободнопоточных агрегатов 8760 ч.

1. 3. Состав задания

1. Рассчитать водноэнергетический кадастр водотока и представить его графически: Ñ (L), Q(L), N(L), i^N(L). Определить валовой (теоретический потенциал) водотока и классифицировать водоток по его энергетическим возможностям.

2. Определить значение технико-экологического потенциала водотока при условии его использования сомкнутым каскадом русловых МГЭС ипогружными свободнопоточнымиагрегатами.

1. 4. Образец выполнения расчетного задания №1

1. 4. 1. Исходные данные

1. Рассматривается участок открытого водотока, который разбит на 10 створов(i=1, …, 10). Исходная информация по створам представлена в таблице 1. 7

Таблица 1. 7

Исходные данные по водотоку

2. На участке между створами 2-4 расположен заповедник, и не допускается нарушение естественного режима водотока.

3. Для участка водотока, приходящегося на заповедник, заданы следующие условия:

 - скорость течения воды:

· участок 2-3: V_расч^зап 0=3. 5 м/с;

· участок 3-4: V_расч^зап=2. 5 м/с.

- минимальные глубины водотока по фарватеру:

· участок 2-3: h_зап^min=1. 0 м;

· участок 3-4: h_зап^min=1. 8 м.

4. Заданы основные технические параметры погружных свободно-поточных гидроагрегатов (см. табл. 1. 2); КПД =0, 2.

5. Параметры унифицированного оборудования МГЭС для размещения на водотоке: русловые МГЭС; K_N=7, 8; Н^min=2 м иH^max=8 м.

1. 4. 2. Выполнение расчетной части

1. Расчетводноэнергетического кадастра водотока

Расчетводноэнергетического кадастра водотока произведем по формулам (1. 12)-(1. 17) (см. табл. 1. 8, рис. 1. 5-1. 6).

Таблица 1. 8

 Расчет водноэнергетического кадастра водотока для варианта №0

Вывод: Валовой потенциал водотока: N^вал =19, 567 МВт < 30 МВт, следовательноводоток можно отнести к категории малая гидроэнергетика.

Э^вал=N^вал× T=19567× 8760=81, 81млн. кВт× ч в год.

Рис. 1. 5. Изменение валовой мощности и удельной валовой мощности  по длине водотока

Рис. 1. 6. Изменение расхода и отметок естественного уровня  по длине водотока

2. Определение технико-экологического потенциала водотока

Разбиение водотока на ступени начинается с конечного 10-го створа водотока (самая низкая отметка). Для этого из точки А (см. рис. 1. 7), соответствующей L =180 км (10-й створ),  проводится вертикальная линия до пересечения с Z₁₀^max =110, 1 м – точка В, и затем из точки В проводится горизонтальная линия влево до пересечения с линией Z^min(L), т. е. определяется точка С, соответствующаяместоположению створа МГЭС2 (L =146, 9 км) и определяются параметры МГЭС1 (см. рис. 1. 7 и табл. 1. 9).

Таким образом, для МГЭС1 в 10-ом створе определяется напор:

Н_ГЭС1= Z₁₀^max- Z₁₀^min. =8, 5 м.

Проверяем на возможность использования заданного оборудования на данном водотоке по условия выполнения неравенства:

                      Н^min=2 м< Н_ГЭС1=8, 5м < H^max=8 м.                                

Поскольку Н_ГЭС1> H^max, то снижаем напор МГЭС1 до значения
H^max=8 м.

Расчет технико-экологических ресурсов ведем для условий маловодного года - расходы 95% обеспеченностиQ_расч. Принимаем допущение, считая, что в маловодный год расходы будут определяться на базе расходов средневодного года Q_kпо формуле (1. 21). Результаты расчета сведены в таблицу 1. 9 и представлены на рисунке 1. 7.

Таблица 1. 9

 Расчет технико-экологического потенциала водотока при использовании каскадом МГЭС

Рис. 1. 7. Разбиение водотока каскадом МГЭС

На участке водотока 2-4 рассматривается размещение погружных свободнопоточных ГЭУ (варианты оборудования представлены в таблице 1. 2).

Из данных таблицы 1. 2 и п. 3 исходных данных следует, что на участке водотока 2-3 невозможна реализация потенциала водотока с помощью бесплотинныхГЭС со свободнопоточными погруженными агрегатами.

На участке 3-4 возможна установка первого варианта указанных
агрегатов из таблицы 1. 2 с D₁₌0, 5 м и N_a=0. 304 кВт при V_p=2, 5 м/с, дляL_min=10, 0 м. Длина участка 3-4 составляет 15 км. Это означает, чтоздесь технически возможно установление 1500 агрегатов с общей мощностью в 456 кВт. Результаты размещения погружных свободнопоточных ГЭУ на участке водотока 2-4 представлены в таблице 1. 10.

Таблица 1. 10

Расчет технико-экологического потенциала водотока при условии его использования с помощью погружных свободнопочныхагрегатов

В таблице 1. 11 представлены итоги ГЭП рассматриваемого водотока.

Таблица 1. 11

Итоговая таблица результатов расчета

Вывод: как видно из таблицы 1. 11 только 50, 1 % от валовых ресурсов рассматриваемого водотока возможно использовать при соблюдении экологических требований и заданных параметров оборудования.