1. Oorsig van waterkragopwekking
Hidroëlektriese kragopwekking is om die waterenergie van natuurlike riviere in elektriese energie om te skakel vir mense om te gebruik. Die energiebronne wat deur kragstasies gebruik word, is uiteenlopend, soos sonenergie, waterkrag van riviere en windkrag wat deur lugvloei opgewek word. Die koste van hidroëlektriese kragopwekking met behulp van hidroëlektriese krag is goedkoop, en die konstruksie van hidroëlektriese kragstasies kan ook gekombineer word met ander waterbesparingsondernemings. China is ryk aan waterbronne en het uitstekende toestande. Hidroëlektriese krag speel 'n belangrike rol in die nasionale ekonomiese konstruksie.
Die stroomop watervlak van 'n rivier is hoër as die stroomaf watervlak. As gevolg van die verskil tussen die watervlak van die rivier word waterenergie opgewek. Hierdie energie word potensiële energie of potensiële energie genoem. Die verskil tussen die hoogte van die rivierwateroppervlak word 'n daling genoem, ook genoem watervlakverskil of -hoogte. Hierdie daling is 'n basiese voorwaarde vir hidrouliese krag. Daarbenewens hang die grootte van waterkrag ook af van die grootte van die watervloei in die rivier, wat nog 'n basiese voorwaarde is wat net so belangrik is soos die daling. Beide die daling en die afvoer beïnvloed direk die grootte van hidrouliese krag; hoe groter die waterval, hoe groter die hidrouliese krag; as die daling en watervolume relatief klein is, sal die uitset van die hidrokragstasie kleiner wees.
Die druppel word gewoonlik in meter uitgedruk. Die wateroppervlakgradiënt is die verhouding van die druppel en die afstand, wat die mate van konsentrasie van die druppel kan aandui. As die druppel relatief gekonsentreerd is, is die benutting van waterkrag geriefliker. Die druppel wat deur 'n hidrokragstasie gebruik word, is die verskil tussen die stroomop wateroppervlak van die hidrokragstasie en die stroomaf wateroppervlak nadat dit deur die hidrouliese turbine gegaan het.
Vloei is die hoeveelheid water wat deur 'n rivier in 'n tydseenheid vloei, uitgedruk in kubieke meter per sekonde. 'n Kubieke meter water is een ton. Die vloei van 'n rivier verander te eniger tyd en enige plek, so wanneer ons oor die vloei praat, moet ons die tyd van die spesifieke plek waar dit vloei, verduidelik. Die vloei verander aansienlik met verloop van tyd. Oor die algemeen het riviere in China groot vloei in die somer, herfs en reënseisoen, maar klein vloei in die winter en lente. Die vloei wissel van maand tot dag, en die watervolume wissel van jaar tot jaar. Die vloei van algemene riviere is relatief klein in die stroomop; Soos die sytakke konvergeer, neem die stroomafvloei geleidelik toe. Daarom, alhoewel die stroomop-daling gekonsentreerd is, is die vloei klein; alhoewel die stroomafvloei groot is, is die daling relatief verspreid. Daarom is dit dikwels die mees ekonomiese om waterkrag in die middellope van die rivier te gebruik.
As die daling en vloei wat deur 'n hidrokragsentrale gebruik word, bekend is, kan die uitset daarvan met die volgende formule bereken word:
N= GQH
In die formule, N – uitset, eenheid: kW, ook genoem krag;
Q — vloei, in kubieke meter per sekonde;
H — Val, in meter;
G=9.8, is die versnelling van swaartekrag, in Newton/kg
Die teoretiese krag word volgens die bogenoemde formule bereken, en geen verlies word afgetrek nie. Trouens, in die proses van hidrokragopwekking het waterturbines, transmissietoerusting, kragopwekkers, ens. onvermydelike kragverliese. Daarom moet die teoretiese krag verdiskonteer word, dit wil sê, die werklike krag wat ons kan gebruik, moet vermenigvuldig word met die doeltreffendheidskoëffisiënt (simbool: K).
Die ontwerpte krag van die kragopwekker in 'n hidrokragstasie word gegradeerde krag genoem, en die werklike krag word werklike krag genoem. In die proses van energietransformasie is dit onvermydelik om energie te verloor. In die proses van hidrokragopwekking is daar hoofsaaklik verliese van hidrouliese turbines en kragopwekkers (insluitend verliese van pypleidings). In landelike mikro-hidrokragstasies maak verskeie verliese 40~50% van die totale teoretiese krag uit, dus kan die uitset van hidrokragstasies slegs 50~60% van die teoretiese krag gebruik, dit wil sê, die doeltreffendheid is ongeveer 0.5~0.60 (insluitend die turbine-doeltreffendheid van 0.70~0.85, die kragopwekker-doeltreffendheid van 0.85~0.90, en die pyp- en transmissietoerusting-doeltreffendheid van 0.80~0.85). Daarom kan die werklike krag (uitset) van die hidrokragstasie soos volg bereken word:
K – doeltreffendheid van hidrokragsentrale, (0.5~0.6) word gebruik vir die rowwe berekening van mikro-hidrokragsentrale; Die bogenoemde formule kan vereenvoudig word as:
N=(0.5 ～ 0.6) QHG werklike krag = doeltreffendheid × vloei × druppel × nege punt agt
Die gebruik van hidrokrag is om water te gebruik om 'n soort masjinerie aan te dryf, wat 'n waterturbine genoem word. Byvoorbeeld, die antieke waterwiel in China is 'n baie eenvoudige waterturbine. Die verskillende hidrouliese turbines wat nou gebruik word, is aangepas vir verskeie spesifieke hidrouliese toestande, sodat hulle meer effektief kan roteer en waterenergie in meganiese energie kan omskep. Nog 'n masjien, die kragopwekker, is aan die waterturbine gekoppel om die rotor van die kragopwekker saam met die waterturbine te laat roteer, en dan kan elektrisiteit opgewek word. Die kragopwekker kan in twee dele verdeel word: die deel wat saam met die hidrouliese turbine roteer en die vaste deel van die kragopwekker. Die deel wat saam met die hidrouliese turbine roteer, word die rotor van die kragopwekker genoem, en daar is baie magnetiese pole rondom die rotor; 'n Sirkel om die rotor is die vaste deel van die kragopwekker, wat die stator van die kragopwekker genoem word. Die stator is met baie koperspoele gewikkel. Wanneer baie magnetiese pole van die rotor in die middel van die statorkoperspoel roteer, sal stroom op die koperdraad opgewek word, en die kragopwekker moet meganiese energie in elektriese energie omskakel.
Die elektriese energie wat deur die kragsentrale opgewek word, word van verskeie elektriese toerusting omgeskakel in meganiese energie (motor of motor), ligenergie (elektriese lamp), hitte-energie (elektriese oond), ens.
2. Samestelling van waterkragstasie
Die hidrokragsentrale bestaan uit hidrouliese strukture, meganiese toerusting en elektriese toerusting.
(1) Hidrouliese strukture
Dit sluit in keerwal (dam), inlaathek, kanaal (of tonnel), voorbaai (of reguleringstenk), pypleiding, kragstasie en agterpyp, ens.
Bou 'n keerwal (dam) in die rivier om die rivier te blokkeer, die wateroppervlak te verhoog en 'n reservoir te vorm. Op hierdie manier word 'n gekonsentreerde druppel gevorm vanaf die wateroppervlak van die reservoir op die keerwal (dam) na die wateroppervlak van die rivier onder die dam, en dan word water deur waterpype of tonnels in die hidrokragsentrale ingevoer. In die steil rivierkanaal kan die gebruik van afleidingskanale ook 'n druppel vorm. Byvoorbeeld, die druppel van 'n natuurlike rivier is 10 meter per kilometer. As 'n kanaal aan die boonste punt van hierdie gedeelte van die rivier oopgemaak word om water in te voer, sal die kanaal langs die rivier uitgegrawe word, en die helling van die kanaal sal plat wees. As die druppel in die kanaal slegs 1 meter per kilometer is, sal die water 5 kilometer in die kanaal vloei, en die water sal slegs 5 meter val, terwyl die water 50 meter sal val nadat jy 5 kilometer in die natuurlike rivier geloop het. Op hierdie tydstip word die water in die kanaal deur die rivier met waterpype of tonnels terug na die kragstasie gelei, en daar is 'n 45m gekonsentreerde druppel wat gebruik kan word om elektrisiteit op te wek.
'n Hidrokragstasie wat afleidingskanale, tonnels of waterpype (soos plastiekpype, staalpype, betonpype, ens.) gebruik om 'n gekonsentreerde druppel te vorm, word 'n afleidingskanaaltipe hidrokragstasie genoem, wat 'n tipiese uitleg van hidrokragstasies is.
(2) Meganiese en elektriese toerusting
Benewens die bogenoemde hidrouliese werke (keerwal, kanaal, voorbaai, sleepwa en kragstasie), benodig die hidrokragstasie ook die volgende toerusting:
(1) Meganiese toerusting
Daar is hidrouliese turbines, reguleerders, skuinskleppe, transmissietoerusting en nie-kragopwekkingstoerusting.
(2) Elektriese toerusting
Daar is kragopwekkers, verspreidingsbeheerpanele, transformators, transmissielyne, ens.
Nie alle klein hidrokragstasies het egter die bogenoemde hidrouliese strukture en meganiese en elektriese toerusting nie. As die laedruk-hidrokragstasie met 'n waterdruk van minder as 6 meter oor die algemeen die manier van 'n afleidingskanaal en 'n oop kanaal-afleidingskamer gebruik, sal daar geen voorbaai en sleepwa wees nie. Die kragstasie met 'n klein kragtoevoerreeks en kort transmissieafstand gebruik direkte transmissie sonder 'n transformator. Hidrokragstasies met reservoirs hoef nie damme te bou nie. Die diepwaterinlaat word gebruik, en die binneste pyp (of tonnel) en oorloop van die dam hoef nie hidrouliese strukture soos keerwal, inlaathek, kanaal en voorbaai te gebruik nie.
Om 'n hidrokragsentrale te bou, moet eers 'n deeglike opname en ontwerp uitgevoer word. Daar is drie ontwerpfases in die ontwerp: voorlopige ontwerp, tegniese ontwerp en konstruksiebesonderhede. Om 'n goeie werk in ontwerp te doen, moet ons eers 'n deeglike opname doen, dit wil sê, die plaaslike natuurlike en ekonomiese toestande ten volle verstaan - dit wil sê topografie, geologie, hidrologie, kapitaal, ens. Die korrektheid en betroubaarheid van die ontwerp kan slegs gewaarborg word nadat hierdie toestande bemeester en geanaliseer is.
Die komponente van klein hidrokragstasies het verskillende vorms volgens verskillende tipes hidrokragstasies.
3、 Topografiese opname
Die kwaliteit van topografiese opname het 'n groot invloed op die projekuitleg en die beraming van hoeveelhede.
Geologiese eksplorasie (begrip van geologiese toestande) vereis nie net algemene begrip en navorsing oor die bekkengeologie en rivieroewergeologie nie, maar ook om te verstaan of die masjienkamerfondament solied is, wat die veiligheid van die kragstasie self direk beïnvloed. Sodra die spervuur met 'n sekere reservoirvolume vernietig word, sal dit nie net die waterkragstasie self beskadig nie, maar ook groot verliese aan lewens en eiendom in die stroomaf veroorsaak. Daarom word die geologiese seleksie van die voorbaai oor die algemeen vooropgestel.
4、Hidrometrie
Vir hidrokragstasies is die belangrikste hidrologiese data rekords van rivierwatervlak, vloei, sedimentkonsentrasie, ysvorming, meteorologiese data en vloedopnamedata. Die grootte van die riviervloei beïnvloed die uitleg van die oorloop van die hidrokragstasie, en die erns van die vloed word onderskat, wat tot die vernietiging van die dam sal lei; Die sediment wat deur die rivier gedra word, kan die reservoir in die ergste geval vinnig vul. Byvoorbeeld, invloei in die kanaal sal kanaalverslikking veroorsaak, en growwe sediment sal deur die hidrouliese turbine beweeg en slytasie van die hidrouliese turbine veroorsaak. Daarom moet die konstruksie van hidrokragstasies voldoende hidrologiese data hê.
Daarom, voordat ons besluit om 'n hidrokragsentrale te bou, is dit nodig om die rigting van ekonomiese ontwikkeling en die toekomstige vraag na elektrisiteit in die kragvoorsieningsgebied te ondersoek en te bestudeer. Terselfdertyd moet die situasie van ander kragbronne in die ontwikkelingsgebied beraam word. Slegs nadat ons die bogenoemde toestande bestudeer en ontleed het, kan ons besluit of die hidrokragsentrale gebou moet word en hoe groot die konstruksieskaal moet wees.
Oor die algemeen is die doel van hidrokragopnames om akkurate en betroubare basiese data te verskaf wat nodig is vir die ontwerp en konstruksie van hidrokragstasies.
5. Algemene voorwaardes van die gekose stasieterrein
Die algemene voorwaardes vir die keuse van die stasieterrein kan in die volgende vier aspekte beskryf word:
(1) Die gekose stasieterrein moet in staat wees om die mees ekonomiese gebruik van waterenergie te maak en voldoen aan die beginsel van kostebesparing, dit wil sê, na die voltooiing van die kragstasie sal die minimum koste bestee word en die maksimum krag opgewek word. Oor die algemeen kan dit gemeet word deur die jaarlikse inkomste uit kragopwekking en belegging in stasiekonstruksie te skat om te sien hoe lank die geïnvesteerde kapitaal verhaal kan word. As gevolg van verskillende hidrologiese en topografiese toestande en verskillende aanvraag na krag, moet die koste en belegging egter nie deur sekere waardes beperk word nie.
(2) Die gekose stasieterrein moet oor beter topografiese, geologiese en hidrologiese toestande beskik, en ontwerp en konstruksie moontlik maak. Die konstruksie van klein hidrokragstasies moet sover moontlik voldoen aan die beginsel van "plaaslike materiale" wat boumateriaal betref.
(3) Die gekose stasieterrein moet so na as moontlik aan die kragtoevoer- en verwerkingsarea wees om die belegging in transmissietoerusting en kragverlies te verminder.
(4) Wanneer die stasieterrein gekies word, moet bestaande hidrouliese strukture soveel as moontlik gebruik word. Byvoorbeeld, waterdruppels kan gebruik word om hidrokragstasies in besproeiingskanale te bou, of hidrokragstasies kan naby besproeiingsreservoirs gebou word om elektrisiteit op te wek met behulp van besproeiingsvloei, ens. Omdat hierdie hidrokragstasies kan voldoen aan die beginsel van die opwekking van elektrisiteit wanneer daar water is, is hul ekonomiese betekenis meer voor die hand liggend.
Plasingstyd: 25 Okt-2022
