САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Инженерно-строительный факультет

Кафедра «Возобновляющиеся источники энергии и гидроэнергетики»

Курсовой проект

Дисциплина: “Проектирование и эксплуатация нетрадиционных

и возобновляющихся источников энергии”

на тему: “Здание ГЭС”

Выполнил

студент гр.5013/2

Емельянова Ю. С.

Преподаватель

Фролов В.В.

Санкт-Петербург

2011г.

Содержание

1. Введение 3

1.1 Цель проекта 3

1.2 Исходные данные 3

2. Кривая связи расходов и уровней воды в нижнем бьефе 4

3. Определение схемы напоров 4

4. Выбор гидротурбины 5

4.1 Основные параметры РО 170 5

Диаметр рабочего колеса 5

Синхронная частота вращения 6

Зона работы гидротурбины 7

Высота отсасывания гидротурбины 8

Характеристики рабочего колеса гидротурбины : 9

4.2 Основные параметры ПЛД 170 10

Синхронная частота вращения 11

Зона работы гидротурбины 12

5. Выбор генератора 13

6. Определение параметров вала. 13

7. Выбор трансформатора 15

8. Выбор грузоподъемного оборудования. 17

9. Выбор маслонапорной установки 17

Заключение 18

10. Список литературы 19

1. Введение

1. Цель проекта

В данном курсовом проекте необходимо запроектировать здание ГЭС на основании выданного задания.

2. Исходные данные

Топография региона: №9

Кривая связи расходов и уровней: №9

Геология в основании здания ГЭС: песок 12 м., скала

Расчетный расход воды в реке после возведения ГЭС:

• максимальный 1900 ;

• минимальный 30 ;

Основные параметры ГЭС:

• Нормальный подпорный уровень (НПУ) 260 м

• Уровень мертвого объема (УМО) 256 м

• Пропускная способность всех турбин ГЭС 150 ;

• Количество агрегатов n=5;

• Связь с энергосистемой 20 км.

2. Кривая связи расходов и уровней воды в нижнем бьефе

По таблице связи расходов и уровней воды строим график кривой связи расходов и уровней в нижнем бьефе (прил. 1).

«Связь расходов и уровней воды» таблица 1.2

Абсолютная отметка уровня воды	h,м	109	110	111	112	113	114	115	116
Нескальные породы	Q,м3/с	30	120	275	485	750	1090	1470	1900

Дя построения зимней кривой связи расходов и уровней воды при Q≤300 м³/с вводить поправочный коэффициент К=0,75.

3. Определение схемы напоров

На основе исходных данных строим схему напоров (прил.2)

В процессе работы гидроэлектростанции ее напор меняется в некоторых пределах вследствие изменения уровней воды в бьефах. Изменения уровня верхнего бьефа связаны главным образом с глубиной сработки водохранилища. Уровни нижнего бьефа определяются расходами через гидроузел.

В результате анализа возможных сочетаний уровней в бьефах определяется максимальный Н_max и минимальный H_min напоры гидроэнергоустановки.

Максимальный напор обычно имеет место при НПУ водохранилища и наинизшем уровне нижнего бьефа, который наблюдается при работе ГЭС с наименьшими расходами, определяемые суточным графиком нагрузки.

Минимальный напор может устанавливаться по разному. В одном случае – это разность уровня мертвого объема (УМО) и уровня нижнего бьефа, соответствующего расходу через все агрегаты ГЭС, в другом – разность НПУ и наибольшего уровня нижнего бьефа при пропуске расхода паводка, пропускаемого без форсировки уровня верхнего бьефа.

Определяем отметки воды в нижнем бьефе по кривой связи зависимости уровней воды от расхода:

м,

м,

м.

Выбираем наименьшее из двух

4. Выбор гидротурбины

Выбираем тип гидротурбины по диапазону напоров, заданному расходу и числу агрегатов ГЭС.

Мощность гидротурбины:

где

По полученной мощности и напорам, на которых используется гидротурбина, выбираем для рассмотрения радиально-осевую турбину РО170.

1. Основные параметры ро 170 Диаметр рабочего колеса

Для определения диаметра рабочего колеса используем универсальную характеристику выбранной гидротурбины (прил. 4).

Диаметр рабочего колеса (м) гидротурбины опреде­ляем по формуле:

где: N_т - номинальная мощность гидротурбины, кВт;

- приведенный расход в расчетной точке, ;

- расчет­ный напор гидротурбины, м;

- полный КПД натурной гидротурбины, соответствующий режиму ее работы в расчетной точке.

Положение расчетной точки на универсальной характеристике в первом приближении – на линии ограничения мощности, при n’ = n’_опт + 2 …5 мин^-1.

n’ = 69+3=72 мин^-1

Коэффициент полезного действия турбины, необходимый для определения диаметра колеса, вычисляется с учетом поправки на масштабный эффект по формуле

Округляем полученный диаметр рабочего колеса до ближайшего стандартного (табл.1.5 стр.19[5]): м.

Изменение диаметра рабочего колеса при округлении до ближайшего стандартного приведет к некоторому смещению расчётной точки по приведенному расходу , что необходимо учесть при определении координаты рабочей точки:

Округление диаметра приводит к увеличению приведенного расхода до величины, стоящей на линии ограничения мощности, что недопустимо. Округляем диаметр в большую сторону м.

Таким образом, рабочая точка: м, .