ГЛАВА2
1.Определение оптимального диаметра турбинных водоводов.
Исходные данные:
Установленная мощность Nуст=31000 кВт
Мощность одного гидроагрегата Nтр=10333 кВт
Количество условных часов работы с установленной мощностью в год Tи=3600 ч
Количество условных часов работы с установленной мощностью в сутки Tи=9 ч
Максимальный
расход Qmax=80
.
Максимальный
расход одного гидроагрегата Qmaxр=26,67
.
Тип и материал водоводов: металлические.
n= 0,011 – коэффициент шероховатости.
руб/кВт
-отпускная стоимость,
руб/т-
единичные расценки металл.
Длина одиночного турбинного водовода равна L=114 м. Далее он делится ни 3
Водовода длиной L=55.5 м.
Определение диаметра производится графическим способом.
Схема подвода воды к зданию ГЭС: один водовод на один агрегат. Рассматриваются 8 вариантов, охватывающие диапазон, в котором максимальные скорости воды составляют от 1 до 10 м/с. Все агрегаты работают равнонагружено.
Рис1. Схема развилки стального напорного трубопровода
Далее находим скорость в водоводе:
,
где
-
площадь поперечного сечения водовода.
Для определения потерь напора находим коэффициент потерь по длине:
,
где
Определяем величину потерь напора:
Зная величину потерь напора, можно определить потерянную мощность:
.
Затем находим потерянную выработку электроэнергии:
,
а следовательно:
-
годовая потерянная выработка
электроэнергии;
-
потерянная прибыль.
Стоимостные расчеты.
Стоимость турбинного водовода определяется по формуле:
где
-
масса металлической облицовки;
В
результате расчетов строятся зависимости
,
,
от D и определяется оптимальный диаметр
водовода, при котором издержки и
потерянная прибыль будут минимальными.
Расчеты проводим в табличной форме.
Для
водовода L=114м
и Q=80
.
Таб1.
|
№ п/п |
F,м^2 |
D,м |
Δt |
Nгэс,кВт |
Qгэс |
λ |
vэк,м/с |
hw,м |
Nwгэс,кВт |
|
1 |
33.17 |
6.5 |
10 |
31100 |
80 |
0.0083 |
2.4 |
0.052 |
36.19 |
|
2 |
28.26 |
6 |
10 |
31100 |
80 |
0.0085 |
2.8 |
0.079 |
55.19 |
|
3 |
23.75 |
5.5 |
10 |
31100 |
80 |
0.0087 |
3.4 |
0.125 |
87.31 |
|
4 |
18.09 |
4.8 |
10 |
31100 |
80 |
0.0090 |
4.4 |
0.255 |
178.99 |
|
5 |
15.20 |
4.4 |
10 |
31100 |
80 |
0.0093 |
5.3 |
0.404 |
283.18 |
|
6 |
12.56 |
4 |
10 |
31100 |
80 |
0.0095 |
6.4 |
0.668 |
468.07 |
|
7 |
9.62 |
3.5 |
10 |
31100 |
80 |
0.0098 |
8.3 |
1.350 |
946.43 |
|
8 |
7.07 |
3 |
10 |
31100 |
80 |
0.0103 |
11.3 |
3.043 |
2133.43 |
Таб.2.
|
№ п/п |
Эwгэс,кВтч |
Эwгэс.год,кВтч/год |
Эwгэс.год∙bотп,руб/год |
W,м^3 |
G,т |
K,руб |
И,руб/год |
Σ,руб |
|
1 |
361.86 |
132082.0203 |
2641.64 |
871.1616 |
6795.06 |
10192591 |
203851 |
206493 |
|
2 |
551.874 |
201434.3463 |
4028.69 |
807.1056 |
6295.42 |
9443136 |
188862 |
192891 |
|
3 |
873.148 |
318699.1477 |
6373.98 |
743.0496 |
5795.78 |
8693680 |
173873 |
180247 |
|
4 |
1789.85 |
653296.0151 |
13065.92 |
653.3712 |
5096.29 |
7644443 |
152888 |
165954 |
|
5 |
2831.81 |
1033611.631 |
20672.23 |
602.1264 |
4696.58 |
7044879 |
140897. |
161569 |
|
6 |
4680.74 |
1708473.304 |
34169.47 |
550.8816 |
4296.87 |
6445315 |
128906. |
163075 |
|
7 |
9464.30 |
3454472.768 |
69089.46 |
486.8256 |
3797.24 |
5695860 |
113917. |
183006 |
|
8 |
21334.3 |
7787023.079 |
155740.46 |
422.7696 |
3297.60 |
4946404 |
98928.0 |
254668 |
Рис2.
Для водовода L=114
м и Q=80
.
Таб.3
|
№ п/п |
F,м^2 |
D,м |
Δt |
Nгэс,кВт |
Qгэс |
λ |
vэк,м/с |
hw,м |
Nwгэс,кВт |
|
1 |
28.26 |
6 |
10 |
10333.33 |
26.67 |
0.0085 |
0.9 |
0.003 |
0.60 |
|
2 |
23.75 |
5.5 |
10 |
10333.33 |
26.67 |
0.0087 |
1.1 |
0.004 |
0.95 |
|
3 |
19.63 |
5 |
10 |
10333.33 |
26.67 |
0.0089 |
1.4 |
0.007 |
1.57 |
|
4 |
12.56 |
4 |
10 |
10333.33 |
26.67 |
0.0095 |
2.1 |
0.022 |
5.10 |
|
5 |
7.07 |
3 |
10 |
10333.33 |
26.67 |
0.0103 |
3.8 |
0.099 |
23.24 |
|
6 |
5.31 |
2.6 |
10 |
10333.33 |
26.67 |
0.0107 |
5.0 |
0.211 |
49.42 |
|
7 |
3.14 |
2 |
10 |
10333.33 |
26.67 |
0.0115 |
8.5 |
0.843 |
197.11 |
|
8 |
2.54 |
1.8 |
10 |
10333.33 |
26.67 |
0.0118 |
10.5 |
1.470 |
343.54 |
Таб.4
|
№ п/п |
Эwгэс,кВтч |
Эwгэс.год,кВтч/год |
Эwгэс.год∙bотп,руб/год |
W,м^3 |
G,т |
K,руб |
И,руб/год |
Σ,руб |
|
1 |
6.01 |
2194.274 |
43.89 |
237.384 |
1851.5 |
2777393 |
55547. |
55591 |
|
2 |
9.51 |
3471.668 |
69.43 |
218.544 |
1704.6 |
2556965 |
51139 |
51208 |
|
3 |
15.72 |
5738.376 |
114.77 |
199.704 |
1557.6 |
2336537 |
46730. |
46845 |
|
4 |
50.99 |
18610.82 |
372.22 |
162.024 |
1263.7 |
1895681 |
37913 |
38285 |
|
5 |
232.40 |
84825.96 |
1696.52 |
124.344 |
969.88 |
1454825 |
29096 |
30793 |
|
6 |
494.22 |
180391.2 |
3607.82 |
109.272 |
852.32 |
1278482 |
25569 |
29177 |
|
7 |
1971.11 |
719454.7 |
14389.09 |
86.664 |
675.97 |
1013969 |
20279 |
34668 |
|
8 |
3435.39 |
1253916 |
25078.33 |
79.128 |
617.19 |
925797.6 |
18515 |
43594 |
Рис3.
Для водовода L=55,5
м и Q=26,67
.
По
результатам расчетов принимаем диаметр
одиночного трубопровода D=4.4
м при Q=80
,V=5.3
м/c
Диаметр
водоводов после развилки D=2.6
м при Q=26,67
иV=5.0
м/c.