1, gidroenergetika ishlab chiqarishga umumiy nuqtai
Gidroelektr energiyasini ishlab chiqarish tabiiy daryolarning suv energiyasini odamlar foydalanishi uchun elektr energiyasiga aylantirishdir. Elektr stantsiyalari tomonidan ishlatiladigan energiya manbalari quyosh energiyasi, daryolarning suv quvvati va havo oqimidan hosil bo'lgan shamol energiyasi kabi turli xil. Gidroenergetikadan foydalangan holda gidroenergetika ishlab chiqarish narxi arzon va gidroelektrostantsiyalarni qurish suvni tejash bo'yicha boshqa korxonalar bilan ham birlashtirilishi mumkin. Xitoy suv resurslariga boy va juda yaxshi sharoitlarga ega. Gidroenergetika xalq xoʻjaligi qurilishida muhim oʻrin tutadi.
Daryoning yuqori oqimidagi suv sathi quyi oqimdagi suv sathidan yuqori. Daryoning suv sathi o'rtasidagi farq tufayli suv energiyasi hosil bo'ladi. Bu energiya potentsial energiya yoki potentsial energiya deb ataladi. Daryo suv sathining balandligi orasidagi farq tomchi deyiladi, shuningdek, suv sathining farqi yoki boshi deb ataladi. Ushbu pasayish gidravlik quvvat uchun asosiy shartdir. Bundan tashqari, suv quvvatining hajmi daryodagi suv oqimining hajmiga ham bog'liq bo'lib, bu tomchi kabi muhim bo'lgan yana bir asosiy shartdir. Ham tushish, ham tushirish gidravlik quvvat hajmiga bevosita ta'sir qiladi; Suv qanchalik ko'p tushsa, gidravlik quvvat shunchalik ko'p bo'ladi; Agar tomchi va suv hajmi nisbatan kichik bo'lsa, gidroelektrostantsiyaning chiqishi kichikroq bo'ladi.
Tushish odatda metrlarda ifodalanadi. Suv yuzasi gradienti - bu tomchi va masofaning nisbati, bu tomchi kontsentratsiyasi darajasini ko'rsatishi mumkin. Agar tomchi nisbatan konsentrlangan bo'lsa, suv quvvatidan foydalanish qulayroqdir. Gidroelektrostantsiya tomonidan ishlatiladigan tomchi - gidroelektrostantsiyaning yuqori oqimidagi suv yuzasi va gidravlik turbinasidan o'tgandan keyin quyi oqim suv sathi o'rtasidagi farq.
Oqim - sekundiga kub metrda ifodalangan vaqt birligida daryodan oqib o'tadigan suv miqdori. Bir kubometr suv bir tonnani tashkil qiladi. Daryoning oqimi har qanday vaqtda va istalgan joyda o'zgaradi, shuning uchun biz oqim haqida gapirganda, biz oqib o'tadigan aniq joyning vaqtini tushuntirishimiz kerak. Vaqt o'tishi bilan oqim sezilarli darajada o'zgaradi. Umuman olganda, Xitoydagi daryolar yozda, kuzda va yomg'irli mavsumda katta oqimga ega, qish va bahorda kichik oqimga ega. Oqim oydan kunga, suv hajmi esa yildan yilga o'zgarib turadi. Yuqori oqimda umumiy daryolarning oqimi nisbatan kichik; Irmoqlar yaqinlashganda, quyi oqim asta-sekin o'sib boradi. Shuning uchun, yuqori oqimning tushishi konsentrlangan bo'lsa-da, oqim kichik; Pastki oqim katta bo'lsa-da, tomchi nisbatan tarqalgan. Shuning uchun ko'pincha daryoning o'rta oqimida suv energiyasidan foydalanish eng tejamkor hisoblanadi.
Gidroelektrostantsiyadan foydalanishning pasayishi va oqimini bilib, uning chiqishini quyidagi formula bilan hisoblash mumkin:
N= GQH
Formulada N - chiqish, birlik: kVt, quvvat deb ham ataladi;
Q - oqim, sekundiga kubometrda;
H - tomchi, metrlarda;
G=9,8, tortishish tezlanishi, Nyuton/kg
Nazariy quvvat yuqoridagi formula bo'yicha hisoblanadi va hech qanday yo'qotish olib tashlanmaydi. Darhaqiqat, gidroenergetika ishlab chiqarish jarayonida suv turbinalari, uzatish uskunalari, generatorlar va boshqalar muqarrar quvvat yo'qotishlariga ega. Shuning uchun nazariy quvvatni diskontlash kerak, ya'ni biz foydalanishimiz mumkin bo'lgan haqiqiy quvvatni samaradorlik koeffitsientiga ko'paytirish kerak (belgi: K).
GESdagi generatorning loyihalashtirilgan quvvati nominal quvvat deb ataladi va haqiqiy quvvat haqiqiy quvvat deb ataladi. Energiyani o'zgartirish jarayonida bir oz energiyani yo'qotish muqarrar. Gidroenergetika ishlab chiqarish jarayonida asosan gidravlik turbinalar va generatorlarning yo'qotishlari (shu jumladan quvur yo'qotishlari) mavjud. Qishloq mikro GESlarida turli yo'qotishlar umumiy nazariy quvvatning 40 ~ 50% ni tashkil qiladi, shuning uchun gidroelektrostantsiyalarning chiqishi nazariy quvvatning atigi 50 ~ 60% ni ishlatishi mumkin, ya'ni samaradorlik taxminan 0,5 ~ 0,60 ni tashkil qiladi (shu jumladan turbinaning samaradorligi 0,70 ~ 0,85, generatorning samaradorligi 0,70 ~ 0,85, generatorning samaradorligi va trubkasi 0.0). 0,80~0,85). Shuning uchun GESning haqiqiy quvvatini (chiqishini) quyidagicha hisoblash mumkin:
K – GES samaradorligi, (0,5~0,6) mikro GESni taxminiy hisoblash uchun qabul qilingan; Yuqoridagi formulani quyidagicha soddalashtirish mumkin:
N=(0,5～ 0,6) QHG haqiqiy quvvat=samaradorlik × oqim × tushish × to‘qqiz nuqta sakkiz
Gidroenergetikadan foydalanish suv turbinasi deb ataladigan bir turdagi texnikani boshqarish uchun suvdan foydalanishdir. Misol uchun, Xitoydagi qadimgi suv g'ildiragi juda oddiy suv turbinasi. Hozirgi vaqtda ishlatiladigan turli xil gidravlik turbinalar turli xil o'ziga xos gidravlik sharoitlarga moslashtirilgan bo'lib, ular samaraliroq aylanishlari va suv energiyasini mexanik energiyaga aylantirishlari mumkin. Yana bir mashina, generator, generatorning rotorini suv turbinasi bilan aylantirish uchun suv turbinasiga ulanadi va keyin elektr energiyasi ishlab chiqarilishi mumkin. Jeneratorni ikki qismga bo'lish mumkin: gidravlik turbina bilan birga aylanadigan qism va generatorning sobit qismi. Shlangi turbina bilan birga aylanadigan qism generatorning rotori deb ataladi va rotor atrofida ko'plab magnit qutblar mavjud; Rotor atrofidagi doira generatorning statori deb ataladigan generatorning sobit qismidir. Stator ko'plab mis sariqlar bilan o'ralgan. Rotorning ko'plab magnit qutblari stator mis lasanining o'rtasida aylanganda, mis simda oqim hosil bo'ladi va generator mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantiradi.
Elektr stansiyasi ishlab chiqaradigan elektr energiyasi turli elektr jihozlaridan mexanik energiyaga (motor yoki motor), yorug'lik energiyasiga (elektr chiroq), issiqlik energiyasiga (elektr pechka) va boshqalarga aylanadi.
2, GES tarkibi
GES gidrotexnika inshootlari, mexanik uskunalar va elektr jihozlaridan iborat.
（1） Gidrotexnika inshootlari
U toʻgʻon (toʻgʻon), suv olish eshigi, kanal (yoki tunnel), old burma (yoki tartibga soluvchi tank), penstok, elektr quvvati va dumgʻaza va boshqalarni oʻz ichiga oladi.
Daryoni to'sish, suv sathini ko'tarish va suv omborini hosil qilish uchun daryoda to'siq (to'g'on) qurish. Shu tariqa suv omborining suv sathidan toʻgʻon (toʻgʻon) ustidagi toʻgʻon ostidagi daryoning suv sathigacha konsentrlangan tomchi hosil boʻladi, soʻngra suv quvurlari yoki tunnellar orqali gidroelektrostantsiyaga kiritiladi. Tik daryo kanalida burilish kanallaridan foydalanish ham tomchi hosil qilishi mumkin. Masalan, tabiiy daryoning tushishi har kilometrga 10 metrni tashkil qiladi. Agar daryoning ushbu uchastkasining yuqori uchida suv chiqarish uchun kanal ochilsa, kanal daryo bo'ylab qazib olinadi va kanalning gradienti tekis bo'ladi. Kanaldagi pasayish har bir kilometrga atigi 1 metr bo'lsa, suv kanalda 5 kilometr oqadi va suv faqat 5 metrga tushadi, suv esa tabiiy daryoda 5 kilometr yurgandan keyin 50 metrga tushadi. Ayni paytda, kanaldagi suv suv quvurlari yoki tunnellar bilan daryo bo'ylab elektr inshootiga qaytariladi va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan 45 m konsentrlangan tomchi mavjud.
Konsentrlangan tomchi hosil qilish uchun aylanma kanallar, tunnellar yoki suv quvurlari (masalan, plastmassa quvurlar, po'lat quvurlar, beton quvurlar va boshqalar) dan foydalanadigan gidroelektrostantsiyaga GESlarning tipik sxemasi bo'lgan burilish kanali tipidagi GES deyiladi.
（2） Mexanik va elektr jihozlari
Yuqoridagi gidrotexnika ishlariga qo'shimcha ravishda (arqon, kanal, tog'ora, penstok va elektr stantsiyasi) GESga quyidagi uskunalar ham kerak:
(1) Mexanik uskunalar
Gidravlik turbinalar, regulyatorlar, eshik klapanlari, uzatish uskunalari va energiya ishlab chiqarmaydigan uskunalar mavjud.
(2) Elektr jihozlari
Bu erda generatorlar, taqsimlovchi boshqaruv panellari, transformatorlar, elektr uzatish liniyalari va boshqalar mavjud.
Biroq, barcha kichik GESlar yuqoridagi gidrotexnika inshootlari va mexanik va elektr jihozlariga ega emas. Agar suv boshi 6 metrdan kam bo'lgan past bo'yli gidroelektr stantsiyasi odatda kanalni burish usulini va ochiq kanalni burish kamerasini qabul qilsa, hech qanday old va penstok bo'lmaydi. Kichik quvvat manbai diapazoni va qisqa uzatish masofasi bo'lgan elektr stantsiyasi transformatorsiz to'g'ridan-to'g'ri uzatishni qabul qiladi. Suv omborlari bo'lgan GESlar to'g'on qurishga hojat yo'q. Chuqur suv kirish joyi qabul qilingan va to'g'onning ichki trubkasi (yoki tunnel) va to'kish yo'lida suv o'tkazgich, suv olish eshigi, kanal va old buyum kabi gidrotexnik inshootlardan foydalanish shart emas.
GESni qurish uchun avvalo puxta o'rganish va loyihalash ishlari olib borilishi kerak. Loyihalashda uchta loyiha bosqichi mavjud: dastlabki loyiha, texnik loyiha va qurilish detallari. Loyihalashda yaxshi ish qilish uchun biz avvalo puxta tadqiqot ishlarini olib borishimiz kerak, ya’ni mahalliy tabiiy va iqtisodiy sharoitlarni — ya’ni topografiya, geologiya, gidrologiya, kapital va boshqalarni to‘liq tushunishimiz kerak. Loyihaning to‘g‘riligi va ishonchliligiga faqat ushbu shartlarni o‘zlashtirib, tahlil qilgandan keyingina kafolat berish mumkin.
Kichik gidroelektrostantsiyalarning tarkibiy qismlari har xil turdagi gidroelektrostantsiyalar bo'yicha har xil shakllarga ega.
3, Topografik tadqiqot
Topografik suratga olish sifati loyihani rejalashtirish va miqdorlarni baholashga katta ta'sir ko'rsatadi.
Geologik qidiruv (geologik sharoitlarni tushunish) nafaqat havza geologiyasi va daryo bo'yi geologiyasi bo'yicha umumiy tushuncha va tadqiqotlarni, balki mashina xonasi poydevorining mustahkamligini tushunishni ham talab qiladi, bu esa elektr stantsiyasining xavfsizligiga bevosita ta'sir qiladi. Ma'lum hajmdagi suv ombori vayron bo'lgandan so'ng, u nafaqat GESning o'ziga zarar etkazadi, balki quyi oqimda ham katta hayot va mulk yo'qotishlariga olib keladi. Shuning uchun, oldingi o'rindiqning geologik tanlovi odatda birinchi o'ringa qo'yiladi.
4, Gidrometriya
GESlar uchun eng muhim gidrologik ma'lumotlar daryo suvining sathi, oqimi, cho'kindi kontsentratsiyasi, muzlash, meteorologik ma'lumotlar va toshqinlarni o'rganish ma'lumotlari hisoblanadi. Daryo oqimining o'lchami gidroelektrostantsiyaning suv oqimining sxemasiga ta'sir qiladi va toshqinning jiddiyligi kam baholanadi, bu esa to'g'onning buzilishiga olib keladi; Daryo tomonidan olib ketilgan cho'kindi suv omborini eng yomon holatda tezda to'ldirishi mumkin. Masalan, kanalga kirish kanalning loylanishiga olib keladi, qo'pol cho'kindi esa gidravlik turbinadan o'tib, gidravlik turbinaning eskirishiga olib keladi. Shuning uchun gidroelektrostantsiyalarni qurishda etarli gidrologik ma'lumotlar bo'lishi kerak.
Shu bois, gidroelektr stansiyasini qurish to‘g‘risida qaror qabul qilishdan avval, elektr ta’minoti sohasida iqtisodiy rivojlanish yo‘nalishi va kelajakdagi elektr energiyasiga bo‘lgan talabni o‘rganish va o‘rganish zarur. Shu bilan birga, rivojlanish sohasidagi boshqa energiya manbalarining holatini baholang. Yuqoridagi shart-sharoitlarni o‘rganib, tahlil qilgandan keyingina gidroelektr stansiyasini qurish kerakmi yoki yo‘qmi, qurilish ko‘lami qanchalik katta bo‘lishi kerakligi haqida qaror qabul qilishimiz mumkin.
Umuman olganda, gidroenergetika tadqiqotining maqsadi gidroelektr stantsiyalarini loyihalash va qurish uchun zarur bo'lgan aniq va ishonchli asosiy ma'lumotlarni taqdim etishdan iborat.
5, Tanlangan stantsiya uchastkasining umumiy shartlari
Stansiya joyini tanlashning umumiy shartlarini quyidagi to'rt jihatdan tavsiflash mumkin:
（1） Tanlangan stansiya uchastkasi suv energiyasidan eng tejamkor foydalanishi va tejamkorlik tamoyiliga mos kelishi kerak, ya’ni elektr stansiyasi qurib bo‘lingandan so‘ng minimal xarajat sarflanadi va maksimal quvvat ishlab chiqariladi. Umuman olganda, uni elektr energiyasi ishlab chiqarishdan va stansiya qurilishiga investitsiyalardan olinadigan yillik daromadni taxmin qilish orqali investitsiya qilingan kapital qancha vaqt davomida tiklanishi mumkinligini ko'rish mumkin. Biroq, har xil gidrologik va topografik sharoitlar va quvvatga bo'lgan turli talablar tufayli xarajatlar va investitsiyalar ma'lum qiymatlar bilan cheklanmasligi kerak.
（2） Tanlangan stansiya uchastkasi yuqori topografik, geologik va gidrologik sharoitlarga ega bo'lishi va loyihalash va qurishda mumkin bo'lishi kerak. Kichik gidroelektrostantsiyalarni qurish qurilish materiallari bo'yicha imkon qadar "mahalliy materiallar" tamoyiliga mos kelishi kerak.
（3） Tanlangan stansiya uchastkasi uzatish uskunasiga investitsiya va quvvat yo'qotilishini kamaytirish uchun imkon qadar elektr ta'minoti va qayta ishlash maydoniga yaqin bo'lishi kerak.
（4） Stansiya joyini tanlashda iloji boricha mavjud gidrotexnika inshootlaridan foydalanish kerak. Masalan, suv tomchisidan sug‘orish kanallarida GES qurish yoki sug‘orish oqimidan foydalangan holda elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun sug‘orish suv omborlari yaqinida gidroelektr stansiyalar qurish mumkin va hokazo... Chunki bu GESlar suv bor paytda elektr energiyasi ishlab chiqarish tamoyiliga to‘g‘ri kelishi mumkinligi sababli ularning iqtisodiy ahamiyati yanada yaqqolroq namoyon bo‘ladi.
Xabar vaqti: 25-oktabr-2022
