17 Гидроэлектростанции.

Гидравлические электростанции (ГЭС) вырабатывают электрическую энергию путем преобразования энергии падения воды сначала в механическую, а потом и в электрическую энергию.

На ГЭС энергия падения воды а гидротурбинах превращается в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь, в электрических генераторах, механически связанных с турбиной, превращается в электрическую энергию.

ГЭС входит в состав гидроузла, в котором есть также плотина, обеспечивающая необходимый напор воды, судопропускные устройства (шлюзы), устройства водосброса.

Плотина является наиболее важным и ответственным звеном гидроузла. Высота плотины определяется площадью затопления земель при проектировании площади водохранилища. Зеркало воды перед и после плотины называют соответственно верхним и нижним бьефом. Разницу высот между верхним и нижним бьефами называют напором (Н) ГЭС. На случай превышения допустимой величины напора предусмотрена система аварийного сброса воды (водосброс) из верхнего бьефа в нижний.

Строительство ГЭС решает сразу несколько задач: выработка электрической энергии; обеспечение судоходства; снабжение питьевой водой; мелиорация земель.

В зависимости от типа плотины и ее высоты ГЭС бывают: русловые, приплотинные и деривационные.

При русловых ГЭС здание гидроэлектростанции является продолжением плотины и должно выдерживать напор воды. Это, как правило, ннзконапорные ГЭС, где высота плотины не превышает 25 метров.

Если напор воды превышает25м, то здание ГЭС размещается за плотиной, внизу ее. В первом случае ГЭС называются русловыми, во втором -приплотинными.

В теле плотины или по ее поверхности проходят напорные водоводы, по которым воды поступает к гидротурбине, а затем через отсасывающую трубу в нижний бьеф. Поток воды регулируется затвором, который управляется с помощью крана.

Гидротурбина приводится в движение водой, подаваемой по водоводу.

Вал турбины приводит в движение гидрогенератор, где вырабатывает электрическая энергия, которая повышается трансформатором с низкого напряжения до более высокого.

Количество вырабатываемой электрической энергии на ГЭС опреде­ляется по следующей формуле:

Э = Р*t=Q*H*t*j(кВт*ч),

где Р — мошность электрических генераторов, установленных на ГЭС;

t—время работы гидрогенераторов;

Q— количество воды, проходящей через створ ГЭС (м*/сек);

Н — напор воды;

j—к.п.д. гидроагрегатов.

Количество вырабатываемой электрической энергии определяется количеством воды, проходящей через створ ГЭС. На русловых и приплотинных ГЭС она определяется годовым стоком воды реки и характеристикой этой реки. Поэтому оборудование на ГЭС работает в пределах от 1000 до 2000 часов при годовом ресурсе 8760 часов

18 Характеристика основных типов теплопроизводящих установок. Классификация котельных установок.

Классификация.

1. Водогрейные котлыдля отопления и горячего водоснабжения.

а) малой производительностидо 3 Гкал/ч, работающие под наддувом до 0.7 Кпа с вентилятором без дымососа (ВК, КСВА, НИКА, КБНГ, КВГ и др.)

б) малой производительности до 3 Гкал/ч, с разряжением до 0.1 Кпа. (Факел, НИИСТУ, Универсал, ТГ и др.)

в) средней производительности до 10 Гкал/ч, с разряжением до 0.1 Кпа (КВЖ, ТВТ, ДЕВ)

г) большой производительности до 100 Гкал/ч(ПТВМ, КВГМ)

2. Промышленные котельныепо выработке насыщенного или перегретого пара для технологических нужд и систем отопления с производительностью до 75 Г/час (до 50 мВт)

3. Котельные цехатепловых электростанций (ТЭС), теплоэлектроцентралей (ТЭЦ).

Принципиальная тепловая схема ТЭС, работающая по циклу Ренкина:

1– парогенератор;2– турбина;3– электрогенератор; 4– конденсатор; 5– насос.

Показан цикл Ренкина на перегретом паре в р, -диаграммах, состоящий из следующих процессов:изобара 4—5—6—1 — нагрев, испа­рение воды и перегрев пара в парогене­ратореза счет подводимой теплоты сго­рания топлива q₁;

адиабата 1—2 — расширение пара в турбине с совершений полезной внешней работы l_a^т;

изобара 2—3 — конденсация отработанного пара с отводом теплоты q₂охлаждающей водой;

адиабата 3—4 — сжатие конденсата питательным насосом до первоначального давления в парогенераторе с затратой подводимой извне работы l_а^н…

КС- камера сгорания,

К - компрессор

Цикл ГТУ.

Заменив сгорание топлива изобарным подводом теплоты (линия 2—3 на рис., а охлаждение выброшенных в атмосферу продуктов сгорания — изобарным отводом теп­лоты (линия 4—1), получим цикл га­зотурбинной установки 1—2—3—4.

Полезная работа l_ц изображается в p,v-диаграмме площадью, заключен­ной внутри контура цикла (площадь 1-2—3—4). На рис. 2.11, а видно, что полезная работа равна разности междутехнической работой, полученной втурбине (площадь цикла 6—3—4—5), и технической работой, затраченной на привод компрессора (площадь 6—2—1—5.)

Схема парогазовой установки. 1 – компрессор; 2 – камера сгорания; 3 – газовая турбина;4 и 10 – генераторы электрического тока; 5 – котлоагрегат; 6 - подогреватель; 7 – насос; 8 – конденсатор; 9 – паровая турбина.