1. Muhtasari wa uzalishaji wa umeme wa maji
Uzalishaji wa umeme wa maji ni kubadilisha nishati ya maji ya mito ya asili kuwa nishati ya umeme kwa watu kutumia. Vyanzo vya nishati vinavyotumiwa na vituo vya umeme ni tofauti, kama vile nishati ya jua, nishati ya maji ya mito, na nguvu ya upepo inayotokana na mtiririko wa hewa. Gharama ya uzalishaji wa umeme kwa kutumia maji ni nafuu, na ujenzi wa vituo vya kuzalisha umeme kwa maji unaweza pia kuunganishwa na shughuli nyingine za kuhifadhi maji. China ina rasilimali nyingi za maji na ina hali nzuri. Umeme wa maji una jukumu muhimu katika ujenzi wa uchumi wa kitaifa.
Kiwango cha maji ya mto ni juu zaidi kuliko kiwango cha maji ya mto. Kwa sababu ya tofauti kati ya kiwango cha maji ya mto, nishati ya maji hutolewa. Nishati hii inaitwa nishati inayowezekana au nishati inayowezekana. Tofauti kati ya urefu wa uso wa maji ya mto inaitwa tone, pia huitwa tofauti ya kiwango cha maji au kichwa. Tone hili ni hali ya msingi kwa nguvu ya majimaji. Kwa kuongezea, saizi ya nguvu ya maji pia inategemea saizi ya mtiririko wa maji kwenye mto, ambayo ni hali nyingine ya msingi muhimu kama kushuka. Wote kushuka na kutokwa huathiri moja kwa moja ukubwa wa nguvu za majimaji; Kadiri maji yanavyoanguka, ndivyo nguvu ya majimaji inavyoongezeka; Ikiwa kiasi cha kushuka na maji ni kidogo, pato la kituo cha nguvu ya maji litakuwa ndogo.
Kushuka kwa ujumla huonyeshwa kwa mita. Upeo wa uso wa maji ni uwiano wa kushuka na umbali, ambayo inaweza kuonyesha kiwango cha mkusanyiko wa kushuka. Ikiwa tone limejilimbikizia kiasi, matumizi ya nguvu ya maji ni rahisi zaidi. Tone linalotumiwa na kituo cha umeme wa maji ni tofauti kati ya uso wa maji wa juu wa kituo cha nguvu ya maji na uso wa maji wa chini ya mto baada ya kupitia turbine ya majimaji.
Mtiririko ni kiasi cha maji yanayotiririka kupitia mto kwa muda wa kitengo, yaliyoonyeshwa kwa mita za ujazo kwa sekunde. Mita za ujazo za maji ni tani moja. Mtiririko wa mto hubadilika wakati wowote na mahali popote, kwa hivyo tunapozungumza juu ya mtiririko huo, lazima tueleze wakati wa mahali maalum ambapo unapita. Mtiririko hubadilika sana kwa wakati. Kwa ujumla, mito nchini China ina mtiririko mkubwa katika majira ya joto, vuli na msimu wa mvua, lakini mtiririko mdogo katika majira ya baridi na spring. Mtiririko hutofautiana kutoka mwezi hadi siku, na kiasi cha maji hutofautiana mwaka hadi mwaka. Mtiririko wa mito ya jumla ni ndogo katika sehemu ya juu ya mto; Vijito vinapokutana, mtiririko wa chini wa mto huongezeka polepole. Kwa hivyo, ingawa tone la juu la mto limejilimbikizia, mtiririko ni mdogo; Ingawa mtiririko wa chini wa mto ni mkubwa, tone hutawanywa kwa kiasi. Kwa hiyo, mara nyingi ni kiuchumi zaidi kutumia nguvu za maji katikati ya mto.
Kujua kushuka na mtiririko unaotumiwa na kituo cha umeme wa maji, matokeo yake yanaweza kuhesabiwa kwa fomula ifuatayo:
N = GQH
Katika formula, N - pato, kitengo: kW, pia huitwa nguvu;
Q - mtiririko, katika mita za ujazo kwa pili;
H - Tone, kwa mita;
G=9.8, ni kuongeza kasi ya mvuto, katika Newton/kg
Nguvu ya kinadharia imehesabiwa kulingana na fomula hapo juu, na hakuna hasara inayokatwa. Kwa kweli, katika mchakato wa uzalishaji wa umeme wa maji, mitambo ya maji, vifaa vya maambukizi, jenereta, nk zina hasara za nguvu zisizoweza kuepukika. Kwa hiyo, nguvu ya kinadharia inapaswa kupunguzwa, yaani, nguvu halisi tunayoweza kutumia inapaswa kuzidishwa na mgawo wa ufanisi (ishara: K).
Nguvu iliyoundwa ya jenereta katika kituo cha nguvu ya maji inaitwa nguvu iliyokadiriwa, na nguvu halisi inaitwa nguvu halisi. Katika mchakato wa mabadiliko ya nishati, ni kuepukika kupoteza baadhi ya nishati. Katika mchakato wa uzalishaji wa umeme wa maji, kuna hasara kubwa za mitambo ya majimaji na jenereta (pamoja na upotezaji wa bomba). Katika vituo vidogo vya kuzalisha umeme wa maji vijijini, hasara mbalimbali huchangia 40 ~ 50% ya jumla ya nguvu za kinadharia, hivyo matokeo ya vituo vya umeme wa maji yanaweza tu kutumia 50 ~ 60% ya nguvu ya kinadharia, yaani, ufanisi ni kuhusu 0.5 ~ 0.60 (ikiwa ni pamoja na ufanisi wa turbine wa 0.70 ~ 0.85 na 0.85 ya bomba 0.85 na 0.85 ya . ufanisi wa vifaa vya maambukizi ya 0.80 ~ 0.85). Kwa hivyo, nguvu halisi (pato) ya kituo cha umeme wa maji inaweza kuhesabiwa kama ifuatavyo:
K - ufanisi wa kituo cha umeme wa maji, (0.5~0.6) inakubaliwa kwa hesabu mbaya ya kituo cha umeme wa maji; Fomula hapo juu inaweza kurahisishwa kama:
N=(0.5 ～ 0.6) QHG nguvu halisi=ufanisi × mtiririko × Kushuka × nukta tisa nane
Matumizi ya umeme wa maji ni kutumia maji kuendesha aina ya mashine, ambayo inaitwa turbine ya maji. Kwa mfano, gurudumu la maji la kale nchini China ni turbine ya maji rahisi sana. Mitambo mbalimbali ya majimaji inayotumika sasa imebadilishwa kwa hali mbalimbali maalum za majimaji, ili iweze kuzunguka kwa ufanisi zaidi na kugeuza nishati ya maji kuwa nishati ya mitambo. Mashine nyingine, jenereta, imeunganishwa kwenye turbine ya maji ili kufanya rota ya jenereta kuzunguka na turbine ya maji, na kisha umeme unaweza kuzalishwa. Jenereta inaweza kugawanywa katika sehemu mbili: sehemu inayozunguka pamoja na turbine ya majimaji na sehemu ya kudumu ya jenereta. Sehemu inayozunguka pamoja na turbine ya majimaji inaitwa rotor ya jenereta, na kuna miti mingi ya magnetic karibu na rotor; Mduara unaozunguka rotor ni sehemu ya kudumu ya jenereta, ambayo inaitwa stator ya jenereta. Stator imefungwa na coils nyingi za shaba. Wakati nguzo nyingi za sumaku za rotor zinazunguka katikati ya coil ya shaba ya stator, sasa itatolewa kwenye waya wa shaba, na jenereta itabadilisha nishati ya mitambo kuwa nishati ya umeme.
Nishati ya umeme inayozalishwa na kituo cha nguvu hubadilishwa kutoka kwa vifaa mbalimbali vya umeme katika nishati ya mitambo (motor au motor), nishati ya mwanga (taa ya umeme), nishati ya joto (tanuru ya umeme), nk.
2. Muundo wa kituo cha umeme wa maji
Kituo cha umeme wa maji kina miundo ya majimaji, vifaa vya mitambo na vifaa vya umeme.
(1) Miundo ya majimaji
Inajumuisha weir (bwawa), lango la uingiaji, chaneli (au handaki), forebay (au tanki ya kudhibiti), penstock, nyumba ya nguvu na tailrace, nk.
Jenga weir (bwawa) kwenye mto ili kuzuia mto, kuinua uso wa maji na kuunda hifadhi. Kwa njia hii, tone la kujilimbikizia linaundwa kutoka kwenye uso wa maji ya hifadhi kwenye weir (bwawa) hadi kwenye uso wa maji ya mto chini ya bwawa, na kisha maji huletwa kwenye kituo cha umeme kwa njia ya mabomba ya maji au vichuguu. Katika mkondo wa mto mwinuko, matumizi ya njia za kugeuza pia zinaweza kuunda tone. Kwa mfano, tone la mto wa asili ni mita 10 kwa kilomita. Iwapo mfereji utafunguliwa kwenye sehemu ya juu ya sehemu hii ya mto ili kutambulisha maji, mkondo utachimbwa kando ya mto, na kipenyo cha mfereji kitakuwa tambarare. Ikiwa kushuka kwa chaneli ni mita 1 tu kwa kilomita, maji yatapita kilomita 5 kwenye mkondo, na maji yataanguka mita 5 tu, wakati maji yataanguka mita 50 baada ya kutembea kilomita 5 kwenye mto wa asili. Kwa wakati huu, maji katika mfereji huongozwa nyuma kwenye nyumba ya nguvu na mto na mabomba ya maji au vichuguu, na kuna tone la 45m la kujilimbikizia ambalo linaweza kutumika kuzalisha umeme.
Kituo cha kuzalisha umeme kwa maji kinachotumia njia za kuepusha, vichuguu au mabomba ya maji (kama vile mabomba ya plastiki, mabomba ya chuma, mabomba ya saruji, n.k.) ili kuunda tone iliyokolea inaitwa kituo cha kuzalisha umeme cha aina ya diversion, ambacho ni mpangilio wa kawaida wa vituo vya kuzalisha umeme kwa maji.
(2) Vifaa vya mitambo na umeme
Mbali na kazi za majimaji zilizo hapo juu (weir, canal, forebay, penstock na powerhouse), kituo cha kuzalisha umeme kwa maji pia kinahitaji vifaa vifuatavyo:
(1) Vifaa vya mitambo
Kuna mitambo ya majimaji, gavana, vali za lango, vifaa vya kusambaza umeme na vifaa visivyo vya kuzalisha umeme.
(2) Vifaa vya umeme
Kuna jenereta, paneli za udhibiti wa usambazaji, transfoma, mistari ya maambukizi, nk.
Hata hivyo, si vituo vyote vidogo vya umeme wa maji vilivyo na miundo ya juu ya majimaji na vifaa vya mitambo na umeme. Iwapo kituo cha chini cha kichwa cha umeme wa maji chenye kichwa cha maji chini ya mita 6 kwa ujumla kinachukua njia ya njia ya diversion na chumba cha ubadilishaji cha njia wazi, hakutakuwa na forebay na penstock. Kituo cha nguvu na upeo mdogo wa usambazaji wa umeme na umbali mfupi wa maambukizi hupitisha maambukizi ya moja kwa moja bila transformer. Vituo vya kuzalisha umeme kwa maji vilivyo na hifadhi havihitaji kujenga mabwawa. Mlango wa maji wa kina hupitishwa, na bomba la ndani (au handaki) na njia ya kumwagika ya bwawa hazihitajiki kutumia miundo ya majimaji kama vile weir, lango la kupitishia maji, chaneli na sehemu ya mbele.
Ili kujenga kituo cha kuzalisha umeme kwa maji, uchunguzi wa makini na usanifu unapaswa kufanywa kwanza. Kuna hatua tatu za kubuni katika kubuni: muundo wa awali, muundo wa kiufundi na maelezo ya ujenzi. Ili kufanya kazi nzuri katika kubuni, ni lazima kwanza tufanye uchunguzi wa kina, yaani, kuelewa kikamilifu hali ya asili na kiuchumi ya ndani - yaani, topografia, jiolojia, hydrology, mtaji, nk. Usahihi na uaminifu wa kubuni unaweza kuhakikishiwa tu baada ya kufahamu hali hizi na kuzichambua.
Vipengele vya vituo vidogo vya umeme wa maji vina aina mbalimbali kulingana na aina tofauti za vituo vya umeme.
3. Uchunguzi wa Topografia
Ubora wa uchunguzi wa topografia una ushawishi mkubwa kwenye mpangilio wa mradi na makadirio ya idadi.
Uchunguzi wa kijiolojia (uelewa wa hali ya kijiolojia) hauhitaji tu uelewa wa jumla na utafiti juu ya jiolojia ya bonde na jiolojia ya mto, lakini pia kuelewa ikiwa msingi wa chumba cha mashine ni imara, ambayo huathiri moja kwa moja usalama wa kituo cha nguvu yenyewe. Mara baada ya barrage yenye kiasi fulani cha hifadhi kuharibiwa, haitaharibu tu kituo cha umeme wa maji yenyewe, lakini pia kusababisha hasara kubwa ya maisha na mali katika mto wa chini. Kwa hiyo, uteuzi wa kijiolojia wa forebay kwa ujumla huwekwa mahali pa kwanza.
4, Hydrometry
Kwa vituo vya kuzalisha umeme kwa maji, data muhimu zaidi ya kihaidrolojia ni rekodi za kiwango cha maji ya mto, mtiririko, ukolezi wa mashapo, icing, data ya hali ya hewa na data ya uchunguzi wa mafuriko. Ukubwa wa mtiririko wa mto huathiri mpangilio wa kumwagika kwa kituo cha umeme wa maji, na ukali wa mafuriko haujapunguzwa, ambayo itasababisha uharibifu wa bwawa; Sediment iliyobebwa na mto inaweza kujaza hifadhi haraka katika hali mbaya zaidi. Kwa mfano, uingiaji ndani ya chaneli utasababisha mchanga wa chaneli, na mchanga mwembamba utapita kwenye turbine ya majimaji na kusababisha kuchakaa kwa turbine ya majimaji. Kwa hiyo, ujenzi wa vituo vya umeme wa maji lazima uwe na data ya kutosha ya hydrological.
Kwa hiyo, kabla ya kuamua kujenga kituo cha umeme wa maji, ni muhimu kuchunguza na kujifunza mwelekeo wa maendeleo ya kiuchumi na mahitaji ya baadaye ya umeme katika eneo la usambazaji wa umeme. Wakati huo huo, kadiria hali ya vyanzo vingine vya nguvu katika eneo la maendeleo. Ni baada tu ya kusoma na kuchambua masharti yaliyo hapo juu ndipo tunaweza kuamua ikiwa kituo cha kufua umeme kinahitaji kujengwa na kiwango cha ujenzi kinapaswa kuwa kikubwa.
Kwa ujumla, madhumuni ya uchunguzi wa umeme wa maji ni kutoa data sahihi na za kuaminika za msingi zinazohitajika kwa ajili ya kubuni na ujenzi wa vituo vya kuzalisha umeme kwa maji.
5, Masharti ya jumla ya tovuti iliyochaguliwa ya kituo
Masharti ya jumla ya kuchagua tovuti ya kituo yanaweza kuelezewa katika nyanja nne zifuatazo:
(1) Eneo la kituo lililochaguliwa litaweza kutumia matumizi ya kiuchumi zaidi ya nishati ya maji na kuendana na kanuni ya kuokoa gharama, yaani, baada ya kukamilika kwa kituo cha umeme, gharama ya chini itatumika na nguvu ya juu zaidi itazalishwa. Kwa ujumla, inaweza kupimwa kwa kukadiria mapato ya kila mwaka kutokana na uzalishaji wa umeme na uwekezaji katika ujenzi wa kituo ili kuona ni muda gani mtaji uliowekezwa unaweza kurejeshwa. Hata hivyo, kutokana na hali tofauti za kihaidrolojia na topografia na mahitaji tofauti ya nguvu, gharama na uwekezaji haipaswi kupunguzwa na maadili fulani.
(2) Tovuti iliyochaguliwa ya kituo inapaswa kuwa na hali ya juu ya hali ya juu ya kijiografia, kijiolojia na kihaidrolojia, na iwezekanavyo katika muundo na ujenzi. Ujenzi wa vituo vidogo vya kuzalisha umeme kwa maji utaendana na kanuni ya "vifaa vya ndani" iwezekanavyo katika suala la vifaa vya ujenzi.
(3) Eneo la kituo lililochaguliwa litakuwa karibu na eneo la usambazaji wa umeme na usindikaji iwezekanavyo ili kupunguza uwekezaji katika vifaa vya upitishaji na upotezaji wa nishati.
(4) Wakati wa kuchagua tovuti ya kituo, miundo iliyopo ya majimaji itatumika iwezekanavyo. Kwa mfano, tone la maji linaweza kutumika kujenga vituo vya kuzalisha umeme kwa maji kwenye njia za umwagiliaji, au vituo vya kuzalisha umeme kwa maji vinaweza kujengwa karibu na mabwawa ya umwagiliaji ili kuzalisha umeme kwa njia ya umwagiliaji, nk. Kwa sababu vituo hivi vya kuzalisha umeme vinaweza kuzingatia kanuni ya kuzalisha umeme wakati kuna maji, umuhimu wao kiuchumi ni dhahiri zaidi.
Muda wa kutuma: Oct-25-2022
