Побудова інтегральної кривої стоку (ІКС) та променевого масштабу

Вступ

Сутність водноенергетичних розрахунків та їх мета.

Водна енергія – це енергія поверхневого стоку, припливів морів та океанів, їх хвильова енергія та енергія течії. Основною вважається енергія річок, яка є відновлювальним джерелом енергії.

Для обгрунтування ефективності нових ГЕС та вибору їх параметрів, необхідно виконати значні обсяги вишукувальних, дослідницьких та проектних робіт.

Великі обсяги і висока відповідальність проектних робіт потребують досконалих розрахунків водноенергетичних показників і характеристик показників та режимних характеристик ГЕС. Правильна та надійна оцінка проектних водноенергетичних показників і характеристик має першорядне значення для визначення капіталовкладень в запроектовані гідроенергетичні установки, а також для визначення затрат електроенергії для спорудження об’єктів.

Метою даного курсового проекту є визначення потужності ГЕС в конкретних умовах, а також середньобагаторічної виробки електроенергії, розрахунок витрати води, яка пропускається через споруду. Отримані результати водноенергетичних розрахунків є вихідними даними до курсового проекту «Машинна будівля ГЕС».

 

Розділ І

Вихідні дані

1. Гідрограф природних середньомісячних витрат води за три різних по водності роки (табл. 1).

Таблиця 1

Роки

Середньомісячні витрати, м3/с

І

ІІ

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Маловодний

Середній

Багатоводний

 

2. Крива залежності об'ємів водосховища від рівнів води у верхньому б'єфі (табл. 2).

Таблиця 2

▼ ВБ, м	65,0	100,0	112,0	126,0	148,0	157,0
W, км3		1,0	2,5	5,0	10,0	15,0
F,км2 тис		0,13	0,20	0,34	0,50	0,75

3. Крива зв'язку рівнів і витрат у нижньому б'єфі ГЕС (табл. 3).

Таблиця 3

Параметр						6 7
▼ НБ, м	65,0	67,5	69,6	72,6	74,5	77,4 78,5
Q, м3/с						1000 1400

 

4. Рівні води у водосховищі: Нормальний підпертий горизонт НПГ = 291,0 та рівень мертвого об'єму РМО=284,0.

5. Розрахункова забезпеченість водотоку (середньодобової потужності ГЕС) – Р = 80 %.

6. Умови регулювання стоку – регулювання із постійною санітарною витратою (водопостачання селищ) Q_cан = 0,75∙Q_cер , де Q_cер – середня витрата стоку за три роки, Q_cер = 1573,9 м³/с.

7. Графік роботи навантаження енергосистеми (табл. 4)

Таблиця 4

Години	1-2	3-4	5-6	7-8	9-10	11-12	13-14	15-16	17-18	19-20	21-22	23-24
N,млн..кВт	0,9	0,7	1,5	2,0	2,0	1,8	1,3	1,2	1,6	2,2	2,0	1,4

2. Побудова кривих W=f(Z_ВБ), Q=f(Z_НБ)

Використовуючи вихідні дані будуємо криву W=f(Z_ВБ)(рис.1). Визначаємо величину корисного об’єму за допомогою рисунка 1 (W_к=5,1 км³). Також, використовуючи вихідні дані будуємо криву Q=f(Z_НБ)(рис.2).

Побудова гідрографа стоку за три роки

Приймаємо масштаб часу 1см=1місяць=2,63∙10⁶ с, масштаб витрати 1см=500 м³/с, і будуємо в цьому масштабі гідрограф стоку (рис. 3).

Побудова інтегральної кривої стоку (ІКС) та променевого масштабу

Використовуючи програму “Weras” визначаємо (табл.5):

а) Середні витрати за кожний рік

Q₁=1430,0 м³/с

Q₂=1537,5 м³/с

Q₃=1754,2 м³/с

Середню витрату за три роки

Q_1-3=1573,9 м³/с (табл. 1)

Наносимо їх на гідрограф стоку (рис. 3);

б) Координати ІКС, за якими у прийнятому масштабі (1см=2·10⁹ м³), будуємо ІКС (рис.4).

Будуємо променевий масштаб (рис. 5). Від полюса О відкладаємо фіктивний час ∆t_ф= 10⁷ с – відстань ОА у прийнятому масштабі часу. Відстань ОА буде складати 3,8 см ().

Визначаємо фіктивний об’єм

W_ф=Q_1-3·∆t_ф=1573,9·10⁷ м³=15,74·10⁹ м³,

де Q_1-3 – середня витрата за три роки, яка дорівнює 1573,9 м³/с;

∆t_ф= 10⁷ с.

Призначаємо масштаб об’єму: 1см=2·10⁹ м³ . Масштаб приймається таким, щоб корисний об’єм водосховища у прийнятому масштабі об’ємів був в межах 2…5см. Від точки А відкладаємо на відстань АК до низу W_ф у прийнятому масштабі. Масштаб об’ємів 1 см=2·10⁹ м³. Поруч будуємо масштабну лінію витрат на рисунку 5. На променевий масштаб (рис.5) наносимо промені витрат гідрографа (рис.3).

На рис.4 визначаємо необхідні корисні об’єми, які потрібні для повного вирівнювання стоку. Значення корисного об’єму водосховища для повного регулювання стоку визначається відстанню по вертикалі між двома дотичними, що проведені до інтегральної кривої стоку паралельно лінії середньої витрати за весь період регулювання: для першого року – W_кI = 15,1·10⁹ м³ , для другого року – W_кII = 16,2·10⁹ м³ , для третього року – W _кIII = 20,7·10⁹ м³ . Для трьох років – W_кI-III = 21,61·10⁹ м³ .

5. Побудова інтегральної кривої споживання (ІКСп)

На рисунку 4 будуємо еквідістантну криву, яка віддалена від ІКС на величину W_к = 5,1 км³. Між ІКС та еквідістантною кривою будуємо лінію зарегульованих витрат (ІКСп) за методом натягнутої нитки. Також на рис. 4 наносимо лінії рівних об’ємів паралельні променю нульової витрати.