Материал: 3

3. Проектируемые водохозяйственные мероприятия.

3.1 Расчет основных водно-энергетических параметров водотока и вида годичного регулирования стока.

Основными водно-энергетическими параметрами являются:

-полный объем водохранилища (W_вх), может быть принят при соот­ветствующих топографических и геологических условиях как годовой объем избыточного стока из перспективного водобалансового расчета (W_г.изб);

-глубина в верхнем бьефе (H₁) и отметка НПУ, определяются по W_вх и графику связи объемов и уровней верхнего бьефа (топографическая характеристика верхнего бьефа); H₁ (h_ср) при неполном годичном регулировании;

-мертвый объем (W_м.о) устанавливается как разность полного и полезного;

Вид годичного регулирования определяется исходя из условий получения максимальной выработки электроэнергии ГЭС. Максимальной выработке соответствует оптимальная величина сработки водохранилища, которая находится в пределах:

h_ср.опт. =0,25H, м (3.1)

h_ср.опт.=0,25×11=2,75 м.

где H - максимальная глубина верхнего бьефа, м.;

Фактическая величина сработки h_ср.ф. определяется по полезной емкости водохранилища. Для определения полезной емкости водохранилища вычерчивается интегральная кривая притока воды. Подсчет интегральной кривой избыточного стока ведется в таблице 3.1. Характеристики верхнего, нижнего бьефов и интегральной кривой избыточного стока изображены на рис.3.1, 3.2 и 3.3.

Примечание: Расчет ведется по водохозяйственному году, т.е. начиная с месяца с максимальным объемом избыточного стока.

Расход воды за период Q_м определяется по формуле:

, м³/с. (3.2)

где W_i – избыточный объем стока, тыс.м³;

t_м – количество секунд в месяце (t_м =2,64×10⁶ с.)

По величине полезного объема и топографической характеристике ВБ определяется h_ср.ф. и величина мертвого объема W_мо=94562,92 тыс.м³.

Сравниваем h_ср.ф и h_ср.опт : h_ср.опт. =2,75 м < h_ср.ф. =4,5 м.

Так как h_ср.ф. > h_ср.опт., то принимается неполное годичное регулирование стока. В этом случае за полезный принимается объем водохранилища, соответствующий оптимальной величине сработки (h_ср.опт.) Wʹплз=129749,84 тыс.м³, а Wʹ_МО=118813,08

тыс.м³.

Таблица 3.1 Подсчет подсчет интегральной кривой избыточного стока.

3.2 Определение зарегулированного расхода и расчетного напора при полном годичном регулировании стока.

Величина зарегулированного расхода при полном годичном регу­лировании стока равна среднегодовому расходу избыточного стока:

, м³/с. (3.3)

где W_г.изб - суммарный избыточный годовой сток, м³;

Т- число секунд в году (Т =31,536 × 10⁶ с).

м³/с.

Для определения возможных напоров ГЭС строится график ко­лебаний уровней воды в верхнем и нижнем бьефах (график напоров). Положение уровней воды в верхнем бьефе (W_ВБ) определяется по то­пографической характеристике в соответствии с объемами воды в во­дохранилище на конец каждого расчетного периода, объем воды в водохранилище за каждый расчетный период (W_ВБ) - как сумма мертвого объема (W_МО) и избыточного за соответствующий расчетный период (W_изб.г).

При полном годичном регулировании стока уровень воды в нижнем бьефе (ΔH_НБ) будет постоянным в течение всего года. Он определяется по расходу нижнего бьефа:

,м³/с. (3.4)

м³/с.

где Q_СП – санитарные попуски или расход на разбавление возвратных вод.

Разность уровней бьефов дает напор за соответствующий расчетный период.

, м³/с (3.5)

где W_ВОЗ – месячный объем стока на разбавление возвратных вод;

T_М – число секунд в месяце (Т_М=2,64×10⁶).

м³/с.

Все расчеты выполняются в табличной форме (табл. 3.2) и изображаются графически.

Таблица 3.2 Определение возможных напоров ГЭС.

Расчет. период	Объем воды в водохранилище, Wвх=Wмо+Wi , тыс.м3	Уровень ВБ, м.	Расход НБ, м3/с.	Уровень НБ, м.	Напор, Hi, м.
1	2	3	4	5	6
3	239515,81	11,25	9,21	3,8	7,45
4	182751,01	10,2			6,4
5	145266,53	8,85			5,05
6	120081,10	7,95			4,15
7	111294,38	7,65			3,85
8	113458,54	7,65			3,85
9	115622,69	9,45			5,65
10	119363,65	8,1			4,3
11	123463,33	8,25			4,45
12	147115,33	9,15			5,35
1	132608,77	8,7			4,9
2	123778,69	8,4			4,6
∑					60

За расчётный принимается средневзвешенный напор:

, м (3.6)

м.

3.3 Расчет среднесуточной обеспеченности мощности гэс.

Располагаемые мощности определяются по формуле:

, кВт. (3.7)

где η_а – КПД агрегата, который принимается как:

η_а =η_т×η_г; (3.8)

где η_т – коэффициент полезного действия турбины, η_т=0,85;

η_г – коэффициент полезного действия генератора, η_г=0,91.

η_а =0,85×0,91=0,75

Расчеты по определению располагаемых мощностей ГЭС сводятся в таблице 3.3.

Таблица 3.3 Подсчет располагаемых мощностей ГЭС.

Расчет обеспеченностей (Pi) мощностей можно провести по упрощенной формуле:

, (3.9)

где m_i – порядковый номер ряда;

n – число членов ряда;

По данным таблицы 3.3 строим график обеспеченности среднесуточных мощностей ГЭС (рис.3.4). По нему выбираем среднесуточную обеспеченную мощность (N_ср.сут.). Для малых ГЭС N_ср.сут. рекомендуется принимать при Р=75%.

N_ср.сут.=240 кВт.