Побудова графіка зарегульованих витрат

При регулюванні із постійною санітарною витратою (водопостачання селищ) потрібно розглянути доцільність корегування ІКСп. Для цього 0,75∙Q_cер та визначаємо величину витрати Q_cан=1180,1 м³/с для забезпечення санітарних витрат.

Будуємо графік зарегульованих витрат (рис.6) використовуючи ІКСп на рис. 4 та променевий масштаб (рис.5). Наносимо на рис.6 санітарну витрату Q_cан=1180,1 м³/с за весь період регулювання (3 роки). У випадку, коли Q_cан буде більшою за зарегульовані витрати потрібно зробити корекцію ІКСп, як в нашому випадку і є. З променевого масштабу знімаємо лінію витрати, яка відповідає Q_cан і переносимо її паралельно на рис. 4 туди, де Q_cан буде більшою за зарегульовані витрати. Так ми відкориговуємо ІКСп. В нашому випадку ГЕС буде працювати на природному стоці в I-ий місяць маловодного року, I-ий, II-ий, III-ій місяці середнього за водністю року, II-ий, III-ій, XII-ий місяці багатоводного року.

 

7. Побудова г рафіка залишків води у корисному об'ємі водосховища

Будуємо графік залишків води у корисному об'ємі водосховища W_з (рис. 7) використовуючи рис. 4 (відстань по вертикалі від ІКС до ІКСп). Наприклад: для I-го місяця маловодного року: початок місяця – 3,8·10⁹ м³ , кінець місяця – 2,7·10⁹ м³.

 

8. Побудова графіка рівнів води у верхньому б’єфі

Будуємо графік рівнів води у верхньому б’єфі (рис. 8) використовуючи графік залишків води у корисному об’ємі водосховища (рис. 7) та криву залежності об’ємів води у водосховищі від рівнів води у верхньому б’єфі (рис. 1). Наприклад: початок І-го місяця маловодного року – 289,8 м, кінець І-го місяця – 288,5 м.

 

9. Побудова графіка рівнів води у нижньому б’єфі

Будуємо графік рівнів води у нижньому б’єфі (рис. 9) використовуючи графік зарегульованих витрат відкорегований (рис. 6)0 та криву зв’язку рівнів і витрат води у нижньому б’єфі (рис. 2). Наприклад: початок І-го місяця маловодного року – 276,8 м, кінець І-го місяця – 276,8 м.

 

10. Побудова графіка напорів

Будуємо графік напорів (рис. 10) на початок і кінець кожного місяця за формулою

Н_ст=Z_ВБ – Z_НБ,

використовуючи рис. 8 та рис. 9. Наприклад: початок І-го місяця багатоводного року – 287,6-277,2=10,4 м, кінець І-го місяця – 284,9-277,2=7,7 м. Також на рис. 10 наносимо величину напору нетто Н_н, який визначається за формулою

Н_н=k·Н_ст,

де k – коефіцієнт, який враховує втрати напору (k=0,95 при напорі до 40 м). початок І-го місяця багатоводного року – 10,4·0,95=9,88 м, кінець І місяця –7,7·0,95= 7,315 м.

 

11. Побудова графіка середньодобової потужності ГЕС

Визначаємо середньодобову потужність ГЕС на початок і кінець кожного місяця за формулою

N^с.д_ГЕС=9,81·Q_з·Н_н·η_а, кВт

де Q_з – зарегульована витрата (Q_сп) з рис. 6а;

Н_н – напір нетто в метрах (рис. 10);

η_а – коефіцієнт ККД агрегата (0,93 – 0,95), приймаю η_а =0,94.

Будуємо графік середньодобової потужності ГЕС (рис. 11). Наприклад: початок І-го місяця багатоводного року – 9,81·1200·9,88·0,94=109,33 МВт, кінець І місяця – 9,81·1200·7,315 ·0,94=80,945 МВт.

Розрахунки по рис. 6 – рис. 11 проводимо в табличній формі (табл. 6)

 

12. Побудова графіка забезпеченості середньодобової потужності

Будуємо графік забезпеченості середньодобової потужності (рис. 12). Визначаємо середньодобову розрахункову потужність ГЕС. Для цього на рис. 12 наносимо величину розрахункової забезпеченості (Р = 80 %) і знімаємо значення середньодобової розрахункової потужності ГЕС N^c.д.р_ГЕС = 92,5 МВт.

 

Величина	Роки
Q, м3/с	Маловодний
Середній
Багатоводний
Qсп, м3/с	Маловодний
Середній
Багатоводний
ZВБ, м	Маловодний	289,8	288,5	286,2	284,0	291,0	291,0	290,4	289,6	289,1	288,0	289,6	288,6
288,5	286,2	284,0	291,0	291,0	290,4	289,6	289,1	288,0	289,6	288,6	285,6
Середній	285,6	284,8	284,0	284,0	291,0	291,0	290,2	289,7	289,1	288,3	290,3	289,5
284,8	284,0	284,0	291,0	291,0	290,2	289,7	289,1	288,3	290,3	289,5	287,6
Багатоводний	287,6	284,9	284,4	284,0	291,0	291,0	290,5	290,0	289,9	289,4	291,0	290,5
284,9	284,4	284,0	291,0	291,0	290,5	290,0	289,9	289,4	291,0	290,5	289,8
ZНБ, м	Маловодний	276,8	277,2	277,2	278,5	278,1	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2
276,8	277,2	277,2	278,5	278,1	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2
Середній	276,7	276,7	276,8	278,5	278,2	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2
276,7	276,7	276,7	278,5	278,2	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2
Багатоводний	277,2	276,7	276,7	278,75	278,6	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2	277,0
277,2	276,7	276,9	278,75	278,6	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2	277,2	277,0
Нст, м	Маловодний	13,0	10,0	9,0	5,5	12,9	13,8	13,2	12,4	11,9	10,8	12,4	11,4
11,3	9,0	6,8	12,5	12,9	13,2	12,4	11,9	10,8	12,4	11,4	8,4
Середній	8,9	8,1	7,2	5,5	12,8	13,8	13,0	12,5	11,9	11,1	13,1	12,3
8,1	7,3	7,2	12,5	13,8	13,0	12,5	11,9	11,1	13,1	12,3	10,4
Багатоводний	10,4	8,2	7,7	5,25	12,4	13,8	13,3	12,8	12,7	12,2	13,8	13,5
7,7	7,7	7,3	12,25	12,4	13,3	12,8	12,7	12,2	13,8	13,3	12,8
Нн, м	Маловодний	12,35	9,5	8,55	5,225	12,255	13,11	12,54	11,78	11,305	10,26	11,78	10,83
10,7	7,695	6,46	11,875	12,255	12,54	11,78	11,305	10,26	11,78	10,83	7,98
Середній	8,455	7,695	6,84	5,225	12,16	13,11	12,35	11,875	11,305	10,545	12,445	11,685
7,695	6,935	6,84	11,875	12,16	12,35	11,875	11,305	10,545	12,445	11,685	9,88
Багатоводний	9,88	7,79	7,315	4,987	11,78	13,11	12,635	12,16	12,065	11,59	13,11	12,825
7,315	7,315	6,935	11,637	11,78	12,635	12,16	12,065	11,59	13,11	12,635	12,16
Nc.дГЕС, кВт	Маловодний
Середній
Багатоводний

13. Побудова графіка добового навантаження енергосистеми та інтегральної

кривої енергії та визначення робочої гарантованої (установленої) потужності ГЕС, зони роботи ГЕС і побудова графіку роботи ГЕС впродовж доби при обмеженому регулюванні(санітарні витрати)

1. В масштабі будуємо добовий графік навантаження енергосистеми з табл. 7.;

2. Будуємо ІКЕ. Розрахунки проводимо в табличній формі

Таблиця 7

N	кВт·106	0,7	0,2	0,3	0,1	0,1	0,1	0,1	0,2	0,2	0,2
t	год
E	кВт·год106	16,8	4,4		1,8	1,6	1,4	1,2		1,2	0,4

3. Визначаємо енергію, яку може виробити ГЕС за добу по водотоку

Е_ГЕС=N^c.д.р_ГЕС ·24=92,5·24=2,22·10⁶ кВт·год;

4. Зазначаємо гарантовану витрату подачі води до нижнього б’єфу (Q_г= 1200 м³/с);

5. Визначаємо розрахунковий напір за формулою

Н_мін=5,225 м, Н_макс=13,11 м – знімаємо з рис. 10;

6. Режим роботи ГЕС обмежений умовою подачі до нижнього б’єфу витрати Q_г= 1200 м³/с у весь період (3 роки). Доцільно витрату Q_г пропускати через гідротурбіни і отримувати потужність

N^б_ГЕС=9,81· Q_г ·Н_р·η_а=9,81·1200·7,853·0,94=0,0869·10⁶ кВт

де η_а – коефіцієнт корисної дії агрегату (η_а=0,94);

Н_р- розрахунковий напір, який визначений вище.

Оскільки Q_г повинна поступати до нижнього б’єфу впродовж всієї доби, то потужність ГЕС на цій витраті розміщуємо в базовій частині графіка навантаження енергосистеми. Гідроелектростанція в цій частині буде виробляти енергію Е^б _ГЕС=N^б_ГЕС ·24 = 0,0869·10⁶·24=2,086·10⁶ кВт·год, решту енергії Е^п_ГЕС розміщуємо в піковій частині графіка навантаження енергосистеми Е^п_ГЕС = Е_ГЕС - Е^б _ГЕС= 2,22·10⁶-2,086·10⁶= =0,134·10⁶ кВт·год. Графічно за допомогою ІКЕ (рис. 14) знаходимо зони роботи ГЕС в енергосистемі, графік роботи ГЕС впродовж доби та робочу гарантовану потужність (N_y) ГЕС.

Будуємо графік роботи ГЕС впродовж доби (рис. 15) використовуючи рис. 13.

 

 

14.Основні характеристики регульованого стоку і параметри ГЕС

1. Середньобагаторічний річний стік:

• обчислений арифметично:

W=Q_сер·nроків·t =1573,9·12·2,63·10⁶ =49,67·10⁹ м³

• знайдений графічно: W= 50,67 ·10⁹ м³

2. Корисний об'єм водосховища: W_К = 5,1 км³

3. Коефіцієнт ємності водосховища: К_ємв= W_К/ W=5,1_/49,67=0,101

4. Максимальна природна витрата: Q^пр_max=7220 м³/с

5. Мінімальна природна витрата: Q^пр_min=500 м³/с

6. Середньобагаторічна природна витрата: Q^пр_{сер.баг} = 1573,9 м³/с

7. Максимальна зарегульована витрата: Q^зар_max = 5300 м³/с

8. Мінімальна зарегульована витрата: Q^зар_min=750 м³/с

9. Середньобагаторічна зарегульована витрата: Q^зар_{сер.баг}=1573,9 м³/с

10. Мінімальний рівень нижнього б'єфу: ▼НБ_тіп= 276,7 м;

11.Максимальний рівень нижнього б'єфу: ▼НБ_тах=278,75 м;

12.Напір:

• максимальний: Н_н^max=13,11 м;

• мінімальний: Н_н^min =5,225 м;

• розрахунковий:

13.Установлена потужність ГЕС: N_у=203 МВт.

 

 

Використана література

1. Золотухін В. І., Лутаєв В.В. Водноенергетичні розрахунки при проектуванні гідроелектростанцій: Навч. Посібник. – Рівне: НУВГП, 2005. – 204 с.:іл..

 

Міністерство освіти і науки України

Національний університет водного господарства та природокористування

 

Кафедра гідроенергетики та гідравлічних машин

 

Пояснювальна записка

до курсової роботи на тему: