De ôfdieling Drainage Services fan 'e regearing fan 'e Spesjale Bestjoerlike Regio fan Hong Kong set him yn foar it ferminderjen fan wrâldwide klimaatferoaring. Yn 'e rin fan 'e jierren binne enerzjybesparjende en duorsume enerzjyfoarsjennings ynstalleare yn guon fan har fabriken. Mei de offisjele lansearring fan it "Havensreinigingsplan Fase II A" fan Hong Kong hat de ôfdieling Drainage Services in hydraulysk turbine-enerzjyopwekkingssysteem ynstalleare by de rioelwettersuveringsynstallaasje Stonecutters Island (de rioelwettersuveringsynstallaasje mei de grutste rioelwettersuveringskapasiteit yn Hong Kong), dy't de hydraulyske enerzjy fan streamend rioelwetter brûkt om de turbinegenerator oan te driuwen, en dan elektrisiteit opwekt foar it gebrûk fan foarsjennings yn 'e plant. Dit papier yntrodusearret it systeem, ynklusyf de útdagings dy't tsjinkamen by de útfiering fan relevante projekten, de oerwagings en skaaimerken fan systeemûntwerp en konstruksje, en de wurkprestaasjes fan it systeem. It systeem helpt net allinich om elektrisiteitskosten te besparjen, mar brûkt ek wetter om koalstofútstjit te ferminderjen.
1 Projektynlieding
De twadde faze A fan it "Havensreinigingsplan" is in grutskalich plan útfierd troch de Hong Kong Special Administrative Region Government om de wetterkwaliteit fan Victoria Harbour te ferbetterjen. It waard offisjeel folslein yn gebrûk nommen yn desimber 2015. De omfang fan it wurk omfettet de bou fan in djippe rioeltunnel mei in totale lingte fan sawat 21 km en 163 m ûnder de grûn, om rioelwetter dat yn it noarden en súdwesten fan it eilân generearre wurdt te ferfieren nei de Stonecutters Island Sewage Treatment Plant, en om de suveringskapasiteit fan 'e rioeltwetterynstallaasje te ferheegjen nei 245 × 105 m3/d, wêrtroch rioelwettersuveringstsjinsten levere wurde foar sawat 5,7 miljoen boargers. Fanwegen beheiningen op lân brûkt de Stonecutters Island Sewage Treatment Plant 46 sets dûbeldeks sedimintaasjetanks foar gemysk ferbettere primêre suvering fan rioelwetter, en elke twa sets sedimintaasjetanks sille in fertikale skacht diele (dat is, in totaal fan 23 skachten) om it suvere rioelwetter nei de ûndergrûnske ôfwetteringslieding te stjoeren foar definitive desinfeksje, en dan nei de djippe see.
2 Relevant ier ûndersyk en ûntwikkeling
Mei it each op de grutte hoemannichte rioelwetter dat alle dagen behannele wurdt troch de rioelwettersuveringsynstallaasje fan Stonecutters Island en it unike dûbele ûntwerp fan syn sedimintaasjetank, kin it in bepaalde hoemannichte hydraulyske enerzjy leverje by it ôffieren fan it suvere rioelwetter om de turbinegenerator oan te driuwen om elektrisiteit op te wekken. It team fan 'e ôfdieling Drainage Services hat doe yn 2008 in relevante mooglikheidsstúdzje útfierd en in searje fjildtests útfierd. De resultaten fan dizze foarriedige stúdzjes befêstigje de mooglikheid fan it ynstallearjen fan turbinegenerators.
Ynstallaasjelokaasje: yn 'e skacht fan' e sedimintaasjetank; Effektive wetterdruk: 4,5 ~ 6 m (it spesifike ûntwerp hinget ôf fan 'e werklike wurkomstannichheden yn' e takomst en de krekte posysje fan 'e turbine); Trochstreamingberik: 1,1 ～ 1,25 m3 / s; Maksimum útfierfermogen: 45 ~ 50 kW; Apparatuer en materialen: Om't it suvere rioelwetter noch in bepaalde korrosiviteit hat, moatte de selekteare materialen en relatearre apparatuer foldwaande beskerming en korrosjebestriding hawwe.
Yn dit ferbân hat de ôfdieling Drainage Tsjinsten romte reservearre foar twa sets sedimintaasjetanks yn 'e rioelwettersuveringsynstallaasje om in turbine-enerzjyopwekkingssysteem te ynstallearjen yn it útwreidingsprojekt fan it "Havenreinigingprojekt Fase II A".
3 Systeemûntwerpoerwagings en funksjes
3.1 Opwekke krêft en effektive wetterdruk
De relaasje tusken elektryske krêft opwekt troch hydrodynamyske enerzjy en effektive wetterdruk is as folget: elektryske krêft opwekt (kW) = [tichtens fan suvere rioelwetter ρ (kg/m3) × Wetterstream Q (m3/s) × Effektive wetterdruk H (m) × Swiertekrêftkonstante g (9.807 m/s2)] ÷ 1000
× Totale systeemeffisjinsje (%). De effektive wetterdruk is it ferskil tusken it maksimaal tastiene wetterpeil fan 'e skacht en it wetterpeil fan 'e oanbuorjende skacht yn it streamende wetter.
Mei oare wurden, hoe heger de streamsnelheid en de effektive wetterdruk, hoe grutter it opwekte fermogen. Dêrom, om mear fermogen te generearjen, is ien fan 'e ûntwerpdoelen om it turbinesysteem yn steat te stellen de heechste wetterstreamsnelheid en effektive wetterdruk te ûntfangen.
3.2 Wichtige punten fan systeemûntwerp
Earst fan alles, wat ûntwerp oanbelanget, mei it nij ynstalleare turbinesysteem de normale wurking fan 'e rioelwettersuveringsynstallaasje net safolle mooglik beynfloedzje. Bygelyks, it systeem moat passende beskermingsapparaten hawwe om te foarkommen dat de boppestream sedimintaasjetank it suvere rioelwetter oerstreamt fanwegen ferkearde systeemkontrôle. Bedriuwsparameters bepaald tidens ûntwerp: streamsnelheid 1.06 ～ 1.50m3/s, effektyf wetterdrukberik 24 ～ 52kPa.
Derneist, om't it rioelwetter dat troch de sedimintaasjetank suvere wurdt noch wat korrosive stoffen befettet, lykas wetterstofsulfide en sâlt, moatte alle ûnderdielmaterialen fan it turbinesysteem dy't yn kontakt komme mei it suvere rioelwetter korrosjebestindich wêze (lykas duplex roestfrij stielmaterialen dy't faak brûkt wurde foar rioelwettersuveringsapparatuer), om de duorsumens fan it systeem te ferbetterjen en it oantal ûnderhâldswurken te ferminderjen.
Wat it ûntwerp fan it stroomsysteem oanbelanget, om't de stroomopwekking fan 'e rioelwetterturbine om ferskate redenen net folslein stabyl is, is it heule stroomopwekkingssysteem parallel oan it net ferbûn om in betroubere stroomfoarsjenning te behâlden. De ferbining mei it net moat wurde regele neffens de technyske rjochtlinen foar ferbining mei it net útjûn troch it stroombedriuw en de ôfdieling Elektryske en Mechanyske Tsjinsten fan 'e Spesjale Bestjoerlike Regio fan Hongkong.
Wat de yndieling fan 'e piip oanbelanget, wurdt neist de besteande beheiningen op it terrein ek rekken holden mei de needsaak foar ûnderhâld en reparaasje fan it systeem. Yn dit ferbân is it oarspronklike plan foar it ynstallearjen fan 'e hydraulyske turbine yn 'e skacht fan 'e delslachtank, dat yn it R&D-projekt foarsteld waard, feroare. Ynstee dêrfan wurdt it suvere rioelwetter troch in kiel út 'e skacht laat en nei de hydraulyske turbine stjoerd, wat de muoite en tiid fan ûnderhâld sterk ferminderet en de ynfloed op 'e normale wurking fan 'e rioelwettersuveringsynstallaasje ferminderet.
Mei it each op it feit dat de sedimintaasjetank sa no en dan ophongen wurde moat foar ûnderhâld, is de kiel fan it turbinesysteem ferbûn mei twa assen fan fjouwer sets dûbeldeks sedimintaasjetanks. Sels as twa sets sedimintaasjetanks ophâlde mei wurkjen, kinne de oare twa sets sedimintaasjetanks ek suvere rioelwetter leverje, it turbinesysteem oandriuwe en trochgean mei it opwekken fan elektrisiteit. Derneist is in plak reservearre tichtby de as fan 47/49 # sedimintaasjetank foar de ynstallaasje fan it twadde hydraulyske turbine-enerzjyopwekkingssysteem yn 'e takomst, sadat as de fjouwer sets sedimintaasjetanks normaal wurkje, de twa turbine-enerzjyopwekkingssystemen tagelyk enerzjy opwekke kinne, wêrtroch't de maksimale enerzjykapasiteit berikt wurdt.
3.3 Seleksje fan hydraulyske turbine en generator
Hydraulyske turbines binne de wichtichste apparatuer fan it heule enerzjyopwekkingssysteem. Turbines kinne oer it algemien wurde ferdield yn twa kategoryen neffens it wurkprinsipe: pulstype en reaksjetype. Ympulstype betsjut dat de floeistof mei hege snelheid troch meardere nozzles nei it turbineblêd sjit, en dan de generator oandriuwt om enerzjy op te wekken. It reaksjetype giet troch it turbineblêd troch de floeistof, en brûkt de wetterdruk om de generator oan te driuwen om enerzjy op te wekken. Yn dit ûntwerp, basearre op it feit dat it suvere rioelwetter in lege wetterdruk kin leverje by streamen, is de Kaplan-turbine, ien fan 'e mear geskikte reaksjetypen, selektearre, om't dizze turbine in hege effisjinsje hat by lege wetterdruk en relatyf tin is, wat better geskikt is foar de beheinde romte op it terrein.
Wat de generator oanbelanget, wurdt in permaninte magneet syngroane generator keazen dy't oandreaun wurdt troch in hydraulyske turbine mei konstante snelheid. Dizze generator kin in stabiler spanning en frekwinsje leverje as in asynchrone generator, sadat de kwaliteit fan 'e stroomfoarsjenning ferbettere wurde kin, it parallel net ienfâldiger makke wurdt en minder ûnderhâld nedich is.
4 Konstruksje- en eksploitaasjefunksjes
4.1 Raster parallelle opset
De ferbining mei it net moat útfierd wurde neffens de technyske rjochtlinen foar ferbining mei it net útjûn troch it enerzjybedriuw en de ôfdieling Elektryske en Mechanyske Tsjinsten fan 'e regearing fan 'e Spesjale Bestjoerlike Regio fan Hong Kong. Neffens de rjochtlinen moat it systeem foar it opwekken fan duorsume enerzjy foarsjoen wêze fan in beskermingsfunksje tsjin eilannen, dy't it relevante systeem foar it opwekken fan duorsume enerzjy automatysk kin skiede fan it distribúsjesysteem as it stroomnet om ien of oare reden ophâldt mei it leverjen fan stroom, sadat it systeem foar it opwekken fan duorsume enerzjy net mear stroom kin leverje oan it distribúsjesysteem, om de feiligens fan it elektrotechnysk personiel dat oan it net of distribúsjesysteem wurket te garandearjen.
Wat syngroane operaasje fan stroomfoarsjenning oanbelanget, kinne it systeem foar enerzjyopwekking en distribúsje fan duorsume enerzjy allinich syngronisearre wurde as de spanningsyntensiteit, fazehoek of frekwinsjeferskil binnen akseptabele grinzen kontroleare wurde.
4.2 Kontrôle en beskerming
It systeem foar it opwekken fan stroom troch de hydraulyske turbine kin yn automatyske of hânmjittige modus regele wurde. Yn automatyske modus kinne de assen fan 'e sedimintaasjetank 47/49 # of 51/53 # brûkt wurde as boarne fan hydraulyske enerzjy, en it kontrôlesysteem sil ferskate kontrôlekleppen starte neffens de standertgegevens om de meast geskikte sedimintaasjetank te selektearjen, om de stroomopwekking fan 'e hydraulyske turbine te optimalisearjen. Derneist sil de kontrôleklep automatysk it rioelwetternivo boppestream oanpasse, sadat de sedimintaasjetank it suvere rioelwetter net oerstreamt, wêrtroch't de stroomopwekking nei it heechste nivo fergruttet wurdt. It turbinegeneratorsysteem kin yn 'e haadkontrôlekeamer of op it terrein regele wurde.
Wat beskerming en kontrôle oanbelanget, as de stroomfoarsjenningskast of kontrôleklep fan it turbinesysteem útfalt of it wetterpeil it maksimaal tastiene wetterpeil oerskriuwt, sil it hydraulyske turbine-enerzjyopwekkingssysteem ek automatysk stopje mei wurkjen en it suvere rioelwetter troch de bypasspipe ôffiere, om te foarkommen dat de streamopwaartse sedimintaasjetank it suvere rioelwetter oerstreamt fanwegen systeemfalen.
5 Prestaasjes fan systeemoperaasje
Dit hydraulyske turbine-enerzjyopwekkingssysteem waard ein 2018 yn gebrûk nommen, mei in gemiddelde moanlikse útfier fan mear as 10000 kW · oere. De effektive wetterdruk dy't it hydraulyske turbine-enerzjyopwekkingssysteem oandriuwe kin, feroaret ek mei de tiid fanwegen de hege en lege stream fan rioelwetter dat alle dagen troch de rioelwettersuveringsynstallaasje sammele en behannele wurdt. Om de krêft dy't troch it turbinesysteem opwekt wurdt te maksimalisearjen, hat de ôfdieling Drainage Services in kontrôlesysteem ûntworpen om it draaimoment fan 'e turbine automatysk oan te passen neffens de deistige rioelwetterstream, wêrtroch't de effisjinsje fan 'e enerzjyproduksje ferbettere wurdt. Figuer 7 lit de relaasje sjen tusken it enerzjyopwekkingssysteem en de wetterstream. As de wetterstream it ynstelde nivo oerskriuwt, sil it systeem automatysk wurkje om elektrisiteit op te wekken.
6 Útdagings en Oplossingen
De ôfdieling Drainage Tsjinsten is in soad útdagings tsjinkommen by it útfieren fan relevante projekten, en hat oerienkommende plannen formulearre as antwurd op dizze útdagings,
7 Konklúzje
Nettsjinsteande ferskate útdagings is dizze set hydraulyske turbine-enerzjyopwekkingssysteem mei súkses oan 'e ein fan 2018 yn gebrûk nommen. De gemiddelde moanlikse krêftútfier fan it systeem is mear as 10000 kW · h, wat lykweardich is oan it gemiddelde moanlikse enerzjyferbrûk fan sawat 25 húshâldens yn Hongkong (it gemiddelde moanlikse enerzjyferbrûk fan elke húshâlding yn Hongkong yn 2018 is sawat 390 kW · h). De ôfdieling Drainage Services set him yn foar "it leverjen fan rioelwetter- en reinwettersuvering en drainagetsjinsten fan wrâldklasse om de duorsume ûntwikkeling fan Hongkong te befoarderjen", wylst se projekten foar miljeubeskerming en klimaatferoaring befoarderje. By de tapassing fan duorsume enerzjy brûkt de ôfdieling Drainage Services biogas, sinne-enerzjy en de enerzjy út 'e stream fan suvere rioelwetter om duorsume enerzjy op te wekken. Yn 'e ôfrûne jierren is de gemiddelde jierlikse duorsume enerzjy produsearre troch de ôfdieling Drainage Services sawat 27 miljoen kW · h, wat kin foldwaan oan 'e enerzjybehoeften fan sawat 9% fan' e ôfdieling Drainage Services. De ôfdieling Drainage Services sil har ynspanningen trochsette om de tapassing fan duorsume enerzjy te fersterkjen en te befoarderjen.
Pleatsingstiid: 22 novimber 2022
