Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Энергетика, как участник ВХК
Общие сведения
Энергетика – основной двигатель экономики, определяющий уровень общественного развития и оказывающий влияние на размещение производительных сил и величину национального дохода.
Как уже отмечено энергетика одновременно водопотребитель и водопользователь. К первой группе относятся ТЭС, АЭС, ко второй ГЭС, ПЭС, ВЭС, ГТС, СЭС.
Объемы воды, требуемые для перечисленных групп объектов, определяются для каждой группы по - разному.
В первой группе ТЭС вырабатывает энергию, сжигая природное топливо: уголь, нефть, газ, торф. АЭС использует ядерное топливо : уран 235, 233, плутоний 239. Объем требований к воде этих потребителей рассчитывается исходя из удельного расхода на квт установленной мощности N. Удельный расход с учетом оборотного водоснабжения составляет порядка 200 м3/квт, технологический объем воды примерно в 10 раз больше.
Из второй группы практическое значение для нашей страны имеет только ГЭС. Значимость ГЭС в энергетическом балансе страны оценивается примерно в 15 % от всего энергопотенциала. ГЭС имеет ряд преимуществ перед тепловыми и атомными электростанциями. Используется возобновляемый источник энергии – вода. Благодаря этому не истощаются топливно-энергетические ресурсы. Требуется меньшее количество эксплуатационного персонала ( в 4 раза по сравнению с ТЭС и в 6 раз по сравнению с АЭС). Энергия ГЭС имеет низкую себестоимость при высокой маневренности (запуск в течении минут, на ТЭС – часов). ГЭС берут на себя неравномерную часть графика нагрузки энергосистемы (пик), создавая возможность для равномерной работы ТЭС и АЭС, тем самым обеспечивая надежность, безопасность и экономичность их работы.
Современный этап в развитии гидроэнергетического строительства ориентирован на каскадное размещение гидроузлов для повышения технико-экономических показателей ГЭС и их эксплуатационных характеристик, а также на строительство комплексных гидроузлов.
Самые крупные каскады страны: Волжско - Камский (Куйбышевская, Камская, Рыбинская, Волгоградская, Горьковская, Чебаксарская, Саратовская, Углическая, …) и Ангаро – Енисейский (Иркутская, Братская, Усть-Илимская; Красноярская, Саяно-Шушенская). Крупные гидроузлы комплексного назначения с доминирующей энергетикой : Краснодарский , Чиркейский, Бухтарминский.
Волжско-Камский – 9 ГЭС, установленная мощность 9 тыс. мвт, выработка энергии 20 млрд квт час в год. Ангаро-Енисейский – установленная мощность – 20 тыс.мвт, выработка электроэнергии – около 100 млрд квт час в год.
Принцип использования водной энергии
H
V
F
Рис.1
Понятие энергосистемы. Графики нагрузки энергосистемы. Место ГЭС в графике нагрузки.
ГЭС обычно работает совместно с другими электростанциями – тепловыми, АЭС, ГАЭС и обеспечивают электроэнергией район.
Энергосистема –система электростанций потребителей электроэнергии, соединенных в ЛЭП и электрическими сетями при общем централизованном управлении. При таком объединении в энергосистему повышается надежность и бесперебойность снабжения потребителей энергии, снижается резервная мощность, уменьшается себестоимость.
Сумму мощностей всех потребителей энергосистемы в данный момент времени называют ее нагрузкой. Изменение нагрузки во времени характеризуется графиком нагрузки ЭС. В планировании и управлении режимами ЭС используют суточные, недельные, годовые графики нагрузки. В зависимости от характера потребителя – график нагрузки различен : промпредприятия (постоянный график, кроме выходных и праздничных дней); освещение, транспорт, водоснабжение (изменяющаяся нагрузка); с/х производство, торфоразработки, машинное орошение (сезонная неравномерность).
Основная режимная характеристика – суточный график нагрузки энергосистемы. Он имеет неравномерное очертание с двумя пиками – утренним (начало работы предприятий) и вечерним (освещение и бытовая нагрузка). График имеет максимальную, минимальную и среднесуточную мощности. Коэффициент неравномерности =Nсрсут / Nмакс .
пиковая часть графика
N, квт с/х районы N, квт нагрузки
Nmax
полупик
Ncp
промрайоны базис
Т, час
0 12 0 4 8 12 20 24
Рис.2 Графики нагрузки энергосистемы
Если суточные графики разместить друг за другом в виде календарной последовательности, то получится соответственно недельный и годовой график. Недельный график характеризуется практически постоянной нагрузкой потребителей системы в рабочие дни и резким падением в выходные дни. Годовой график имеет относительно небольшую неравномерность. Прослеживается в годовом графике влияние температуры воздуха и продолжительности светового дня. Для промышленных районов максимум нагрузки обычно падает на зиму, в районах с развитым орошением на лето (рис.2).
N, кВт работа ГЭС в пике ГН N, кВт
Nпик
работа ГЭС в базисе ГН Т, час Э, кВт*час
Эсут-об
Nгар = Nпик + Nбаз
В современных условиях надежное снабжение энергией потребителей возможно только при наличии т.н. резерва мощности, который компенсирует случайные дефициты энергоснабжения.
Nрез = Nнр + Nар + Nрр + Nнхр
В т.ч. нагрузочный резерв Nнр для покрытия случайных пиков нагрузки – момент включения и выключения прокатного стана, трогания с места и остановки электропоезда (блуждающие пики) – (2-4) % максимально потребляемой мощности системы. Обеспечивается недогруженными агрегатами, дополнительной воды не требует. Nар – аварийный резерв (8-10) % , в очень крупных ЭС (4-5) %; Nрр – ремонтный резерв для возможного вывода части оборудования в ремонт –требуется не всегда и при необходимости устанавливается на ГЭС или ГАЭС. Nнхр – хозяйственный резерв на случай ввода новых потребителей энергии.
Максимальная мощность ЭС складывается таким образом из суммарных мощностей электростанций :
Работу ГЭС в энергосистеме оценивают по условному числу часов использования установленной мощности.
ГЭС, работающие в пике , Тусл = 3 000 часов , в полупике (3-5) тыс. часов, в базисной части (6-6.5) тыс. часов. Коэффициент использования установленной мощности.
Задача :
Найти регулирующую емкость для обеспечения расходов ГЭС, определить среднегодовую мощность и выработку электроэнергии за год при работе ГЭС в графике нагрузки энергокомплекса. Q =10 м3/с- расчетный расход ГЭС.
Гидрограф расчетного года, млн.м3 :
|
Мес. |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
I |
II |
Год |
|
Сток |
53 |
80 |
60 |
46 |
35 |
27 |
20 |
13 |
10 |
8 |
5 |
3 |
360 |
, м , м
120
104
110 103
102
100 V , млн.м3 Q , м3/с
50 100 5 10 15
|
Мес. |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
I |
II |
Год |
|
Сток |
53 |
80 |
60 |
46 |
35 |
27 |
20 |
13 |
10 |
8 |
5 |
3 |
360 |
|
ГЭС |
26.3 |
26.3 |
26.3 |
26.3 |
26.3 |
26.3 |
26.3 |
26.3 |
26.3 |
26.3 |
26.3 |
26.3 |
316 |
|
Деф+Рез- |
-26.7 |
-53.7 |
-33.7 |
-19.7 |
-8.70 |
-0.70 |
6.30 |
13.3 |
16.3 |
18.3 |
21.3 |
23.3 |
-44 |
|
VΣ |
98.8 |
92.5 |
79.2 |
62.9 |
44.6 |
23.3 |
0 |
Vплз=100 млн.м3
Vmо = Vплз*0.05 = 5 млн.м3
N = 9.81*Q*H*η
отм = ВБ – НБ = 110-103 = 7м , ВБ= f (Vсред = Vmo + Vplz / 2) = 110 м, НБ=f(Q)=103м ; N = 9.81*10*7*0.9=618 квт
Определить количество воды, требуемое ГЭС при заданной проектной выработке Э.
если выработка задана в тыс.мВт*час, то есть 106 кВт*час – мы соответственно получим млн.м3
ГАЭС
Это один из возможных путей экономии водных ресурсов при выработке электроэнергии. Режим работы ГАЭС обусловлен ее названием: накопление потенциальной энергии в период снижения нагрузки в энергосистеме (ночью, в выходные и праздничные дни, в менее напряженные по потреблению энергии, сезоны года).
Заряд ГАЭС – подъем воды в верхнее водохранилище (ВБ)
Разрядка ГАЭС – накопленная потенциальная энергия преобразуется в электрическую.
PAGE 1