Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Экзамен по ЭС.doc
Скачиваний:
29
Добавлен:
17.04.2019
Размер:
1.17 Mб
Скачать
  1. Схемы аккумулирования гидроэнергии с помощью гаэс

В часы малых нагрузок гидроагрегаты ГАЭС перекачивают воду из низового водоема в верховой, а в часы повышенных – используют запасенную воду для выработки пиковой энергии. Работа в турбинном и насосном режимах обеспечивается обратимыми гидроагрегатами, состоящими из синхронной электрической машины и гидравлической насос-турбины.

На перекачку воды в верхний водоем из нижнего затрачивается иногда в полтора раза больше электроэнергии, чем затем из нее вырабатывается. Но это оправдано с точки зрения экономики энергетической системы. Дело в том, что энергию, затрачиваемую на перекачку, вырабатывают ТЭС энергетической системы в часы пониженной нагрузки, когда ее стоимость понижается. Таким образом дешевая «ночная» электроэнергия превращается в ценную «пиковую», что повышает экономическую эффективность системы в целом.

Преимущества ГАЭС состоят в том, что у них может быть повышенный напор, для них проще выбрать место сооружения и они требуют меньше воды (поскольку вода циркулирует между верхним и нижним водоемами). Благодаря повышенному напору можно использовать более крупные и эффективные гидрогенераторы.

  1. Классификация гидротурбин. Основные элементы проточного тракта реактивных гидротурбин. Кпд гидротурбин различных типов

Гидравлической турбиной называется агрегат, преобразующей энергию движущейся воды в механическую энергию вращения рабочего колеса турбины. На основании закона Бернулли мы можем определить какой напор получается на данной гидростанции или какой напор срабатывает та или иная гидротурбина.

H1 = z1 + P1 / ρg + v12 / 2g

Н2 = z2 + P2 / ρg + v22 / 2g

H1 - Н2 = Н = (z1 - z2) + (P1 / ρg - P2 / ρg) + (v12 / 2g - v22 / 2g),

где [(z1 - z2) + (P1 / ρg - P2 / ρg)] – потенциальная энергия, (v12 / 2g - v22 / 2g) – кинетическая энергия. Таким образом, энергия потока состоит из энергии положения (z1 - z2), энергии давления ((P1 - P2) / ρg), кинетической энергии (v12 / 2g - v22 / 2g).

Если турбина хотя бы частично использует потенциальную энергию, то такие турбины называются реактивными:

[(z1 - z2) + (P1 - P2) / ρg] > 0, следовательно, процесс преобразования энергии на рабочем колесе происходит с избытком давления. И, кроме того, в реактивных турбинах используется кинетическая энергия.

Если в гидротурбинах используется только кинетическая энергия, то такие турбины называются активными:

[(z1 - z2) + (P1 - P2) / ρg] = 0.

Турбина активного типа не срабатывает перепад давления, примером турбины активного типа является ковшовая турбина.

Классификация

Ковшовая турбина – давление и с той, и с другой стороны равно атмосферному, используется только кинетическая энергия.

Реактивная турбина.

К ним относятся пропеллерные, поворотно-лопастные, которые также являются и осевыми турбинами, диагональные турбины, радиально-осевые. Лопасти пропеллерной турбины неподвижны. Поворотно-лопастные – лопасти турбины поворачиваются. Поток воды идет параллельно оси - осевые турбины. Поток воды поступает по радиусу, а затем по оси – радиально-осевые.

Турбины подразделяются на малые, средние и крупные. Такое разделение связано с диаметром рабочего колеса и мощностью. Малые мощности до 1000 кВт, турбины средней мощности до 15 МВт, крупные турбины – более 15 МВт.

Различаются турбины также по напору до 25 м, до 80 м и более 80 м малонапорные. Средненапорные и высоконапорные.

Для реактивных турбин характерны следующие основные признаки:

    1. рабочее колесо расположено полностью в воде, поэтому поток воды отдает энергию одновременно всем лопастям рабочего колеса;

    2. перед рабочим колесом только часть энергии воды находится в кинетической форме, остальная же часть – потенциальная энергия, соответствующие разности давлений до и после рабочего колеса;

    3. избыточное давление, то есть P / ρg по мере протекания воды по проточному тракту рабочего колеса расходуется на увеличение относительной скорости, то есть на создание реактивного давления потока на лопасти турбины. Изменение направления потока за счет кривизны лопастей приводит к возникновению активного давления потока. Таким образом, действие потока на лопасти рабочего колеса складывается из реактивного воздействия, возникающего из-за увеличения относительной скорости и активного давления, возникающего из-за изменения направления потока, за счет кривизны лопастей.