Исходная информация

Цель настоящего курсового проекта по дисциплине «Использование водной энергии» - ознакомление студентов с основными положениями современной методики проектирования технологической части гидроэлектростанций в условиях, максимально приближенных к реальным. Основная особенность реальных условий проектирования состоит в необходимости учета работы ГЭС в двух больших системах: энергетической и водохозяйственной, каждая из которых представляет собой сложный комплекс производителей и потребителей определенной продукции для народного хозяйства.

Задача в общем виде формулируется следующим образом: обосновать в заданном створе реки параметры проектируемой ГЭС, в частности, установленную мощность и среднемноголетнюю выработку, предназначенную для работы в объединенной энергетической системе с учетом требований водохозяйственного комплекса (ВХК). Состав задач, их детализация и последовательность решения определяются конкретным целевым назначением проектируемого гидроузла и зависят главным образом от требований водопотребителей, существующих ГЭС на реке, характера перспективных графиков нагрузки, структуры генерирующих мощностей, а также местных условий.

Данный курсовой проект для существующей схемы использования водных ресурсов известного бассейна реки, выбранного створа гидроузла и принятой отметки НПУ предполагает решение следующих задач:

- для заданного ряда наблюдений за фактическим расходом воды в створе проектируемой ГЭС и заданной обеспеченности стока выбрать расчетные гидрографы маловодного и средневодного года, а при необходимости - и расчетный гидрограф многоводного года;

- определить потери воды из водохранилища;

- рассчитать и построить характерные суточные и годовые графики нагрузки электропотребления энергосистемы на перспективный уровень развития промышленности;

- определить вытесняющую, резервную и установленную мощности проектируемой ГЭС;

- составить баланс мощности энергосистемы с учетом капитального ремонта оборудования для расчетного маловодного и средневодного года;

- выбрать тип и параметры гидроэнергетического оборудования проектируемой ГЭС на базе технико-экономического обоснования;

- рассчитать и построить энергетические характеристики гидроагрегата и ГЭС в целом.

При выполнении курсового проекта по створу проектируемой ГЭС исходными данными служат:

- гидрологический ряд расходов воды за период наблюдений;

- потери воды из водохранилища на дополнительное испарение, льдообразование, фильтрацию и шлюзование;

- топографические характеристики водохранилища (кривые зависимости площади водного сечения и объема стока от уровня воды);

- отметка нормального подпорного уровня (НПУ);

- кривая зависимости расхода от уровня воды в створе гидроузла для периода открытого русла и поправочный коэффициент для зимних условий.

По энергосистеме:

- район, в котором расположена энергосистема;

- годовой максимум нагрузки Р_с^max энергосистемы;

- число часов использования годового максимума нагрузки T_c;

- укрупненная структура генерирующих мощностей тепловых электростанций с указанием процентного соотношения оборудования блочного и с поперечными связями;

- установленная и гарантированная мощности существующих ГЭС.

По ВХК для нижнего бьефа ГЭС требования задаются в виде попусков:

- санитарных (для поддержания нормальных санитарных условий);

- транспортных (для поддержания гарантированных глубин в период навигации);

- рыбохозяйственных (для создания условий развития рыбного хозяйства);

- ирригационных (для забора воды в каналы на орошение сельскохозяйственных земель).

В данных методических указаниях приводится контрольный пример, который для удобства восприятия размещается по тексту.

Исходные данные контрольного примера по створу проектируемой ГЭС:

- гидрологический ряд расходов воды за период 1966–1987 гг. (табл.1);

- топографические характеристики водохранилища (кривые зависимости площади зеркала водохранилища и объема стока от уровня воды (рис.1 и рис.2);

- кривая зависимости расхода от уровня воды в створе гидроузла для периода открытого русла (рис.3) и коэффициент для зимних условий К_З = 0,6;

- отметка нормального подпорного уровня НПУ = 225 м;

- весенне –летний период: V–X; осенне–зимний период: XI – IV;

- для нижнего бьефа ГЭС требования задаются в виде попусков: санитарных Q_с = 200 м³/с (круглогодично); транспортных Q_т = 340 м³/с (в период навигации с V по X месяцы);

- потери воды на испарение ∆Q_и= 4 м³/с;

- потери воды на фильтрацию ∆Q_ф= 0,5 м³/с;

- потери напора в водоподводящих сооружениях Dh=0,5м.

По энергосистеме:

- энергосистема Дальнего Востока, типовой график для широты «Центр»;

- годовой максимум нагрузки энергосистемы Р_с^макс= 12000 МВт;

- число часов использования годового максимума нагрузки Т_с = 5500 ч;

- укрупненная структура генерирующих мощностей тепловых электростанций, заданная в виде: 50% блочного оборудования и 50 % с поперечными связями;

- установленная и гарантированная мощности существующих ГЭС в годовом балансе мощностей: N_уст = 1277 МВт; N_гар^зима= 606 МВт, N_гар^лето = 495 МВт;

- аварийный резерв составляет 8% рабочей мощности, нагрузочный – 2%;

- рабочие мощности существующих ГЭС (табл. 2).

Таблица 1

Среднемесячные и среднегодовые расходы воды (м³/с) в створе ГЭС

Годы	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	I	II	III	Q_ср.г.
			56,1							95,4	34,3	10,7	6,27	5,92
	-									81,5	33,9		10,5	9,6
	-									65,4	32,9	16,9	8,91	7,72
	-		75,5								48,8	18,6	10,8	9,03
	-										56,1	22,8	15,2	12,7
	-									78,7	36,6		8,57	7,91
	-										52,2	23,3	14,9	11,4
	-		45,4							48,3	22,8	13,7	8,25	7,58
	-		87,8								44,6	18,7	12,5	10,2
	-										73,5	31,4	13,7	12,8
	-		96,7								35,2	15,9	9,88	6,91
	-										62,6	28,6	16,5
	-										61,4	31,1	18,3	13,3
	-		74,9								76,7	49,6	28,9	21,1
	-									62,5	43,9	23,4	11,3	8,38
	-										59,2	28,2	13,1	8,11
	-											58,1	27,8
	-										73,2	43,2	31,4	20,8
	-									85,4	53,6	16,6	6,89	6,58
	-										31,1	8,28	4,53	4,52
	-		19,6							28,1		24,4	13,1	10,6