Расчет деривационной ГЭС

Конструкция поперечно-струйной турбины. Расчёт конструктивных и технологических параметров поперечно-струйной турбины, водоводов и водоприёмника. Определение количества вырабатываемой электроэнергии за год и объёма плотины для гидроэлектростанции.

Рубрика Физика и энергетика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 09.02.2012
Размер файла 867,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГОУ «ВПО БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет: энергетический

Кафедра: автоматика и электротехника

Специальность: ЭО предприятий

Форма обучения: очная

Курс, группа: ЭО 401/1

Зарипов Рамил Рафаилович

НЕТРАДИЦИОННЫЕ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Расчетно-графическая работа

(Домашнее задание)

УФА 2010г.

ЗАДАНИЕ

на выполнение контрольной работы по дисциплине

«Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии»

Ф.И.О Зарипов Рамил Рафаилович Группа ЭО401/1

№ зачетной книжки 270566

Определить конструктивные и технологические параметры поперечно- струйной гидротурбины, водоводов и водоприемника, количество вырабатываемой электроэнергии за год и объем плотины для гидроэлектростанции по заданным параметрам:

1. Расход воды Qн = 0,6 м/с

2. Скоростной напор Hс = 12 м

3. Длина безнапорного участка Lб = 66 м

ВВЕДЕНИЕ

При расходах воды до 0,8 м3/с и мощности ГЭС более 3 кВт целесообразно применять активные поперечно-струйные (их еще называют двукратные) турбины. Работа этих турбин экономична и при больших расходах воды и мощности до 30 кВт. Экономичность их применения обусловлена необходимостью пуска наиболее мощных двигателей, пуск которых не обеспечивается прямоточными турбинами.

Поперечно-струйная турбина имеет сравнительно простую конструкцию. У данной турбины вода дважды попадает на лопасти рабочего колеса, отдавая ему энергию. Скорость его вращения составляет 100... 1000 мин1. При необходимости ее можно увеличить, применяя редукторы.

Турбину обычно делят на две части: 1/3 и 2/3 ширины рабочего колеса. В зависимости от дебита реки открывают или на 1/3 рабочего колеса, или на 2/3 или полностью. Такое деление и подключение рабочего колеса обеспечивают эффективную работу одного типоразмера поперечно-струйной турбины в широком диапазоне расхода воды.

Рисунок 1. Схема активной поперечно-струйной турбины

1 -- напорный водовод, 2 -- затвор; 3 -- рабочее колесо.

Учитывая простоту конструкции поперечно-струйной турбины, ее производство может быть организовано даже силами самих частных и фермерских хозяйств, колхозов, и других сельскохозяйственных предприятий.

В целях эффективного использования энергии водотока деривационные водоводы должны обеспечивать пропуск необходимого количества для работы ГЭС воды с наименьшими потерями. Деривационные водоводы могут быть выполнены по безнапорной или напорной схеме.

Для небольших стационарных ГЭС, устанавливаемых в горной местности, целесообразны водоводы, комбинированные из стационарных безнапорных железобетонных лотков и напорных стальных трубопроводов.

Безнапорные лотки (рисунок 2) размешают в зависимости от рельефа местности: или на грунте, или на опорных конструкциях. Такие конструкции требуют незначительных грунтовых работ, которые трудно осуществлять в скалистой горной местности. Водоводы изготавливают заблаговременно заводским способом.

Рисунок 2. Схема деривационной ГЭС: 1 -водозаборное устройство; 2 - безнапорный участок водовода (лоток); 3 - опорная конструкция водовода; 4 напорный бассейн; 5 - напорный участок водовода; б -гидроэлектроагрегат; 7 поперечное сечение безнапорного участка водовода

1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОПЕРЕЧНО - СТРУЙНОЙ ТУРБИНЫ

1.1 Наружный диаметр колеса турбины, м

(1)

1.2 Ширина рабочего колеса турбины, м

(2)

1.3 Ширина направляющего аппарата, м

(3)

1.4 Высота направляющего аппарата, м

(4)

где ц - коэффициент скорости, ц = 0,98.

1.5 Частота вращения рабочего колеса, мин-1

(5)

1.6 Нехватка воды на пятом месяце

м3/с, (6)

м3 (7)

1.7 Нехватка воды на шестом месяце

м3/с (8)

м3 (9)

1.8 Полный запас воды, м3

(10)

Рисунок 3 Схема активной поперечно-струйной турбины

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОПЕРЕЧНО - СТРУЙНОЙ ТУРБИНЫ

2.1 Определяем площадь живого сечения

(11)

Рисунок 4 Разрез безнапорного участка водовода

2.2 Находим сторону смоченной поверхности

(12)

2.3 Смоченный периметр

(13)

2.4 Гидравлическим радиусом

(14)

2.5 Коэффициент Шези

(15)

n -- коэффициент шероховатости, который для бетонных лотков можно принять 0,012...0,014.

2.6 Необходимый уклон канала определяют по формуле Шези

(16)

2.7 Потери напора на безнапорном участке водовода

(17)

где L -- длина водовода, м

2.8 Скорость на напорном участке подобрал, м/с

(18)

2.9 Длина напорного участка, м

(19)

2.1.1 Диаметр напорного трубопровода

(20)

Потери напора (м) на напорном участке водовода, а также в гибких напорных трубопроводах транспортабельных ГЭС можно приближенно рассчитать по формуле

(21)

где - коэффициент трения воды о стенки труб (0,02...0,03);

Q - действительный расход, м3/с;

d - диаметр трубопровода, м

На напорных трубопроводах могут также возникнуть значительные местные потери, вызванные резкими поворотами, неисправностью задвижек и т.п. Их величину (м) можно определить из выражения

(22)

где f - коэффициент местного сопротивления.

гидроэлектростанция турбина водовод водоприёмник

Рисунок 3. Схема деривации с указанием полученных в ходе расчетов размеров

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВО ВЫРАБАТЫВАЕМОЙ ЭНЕРГИИ ЗА ГОД

3.1 Мощность турбины Рm определяется по номограмме в зависимости от напора и расхода воды

1. Расход воды Qн = 0,6 м3

2. Скоростной напор Нc = 12 м

Исходя из графика работы турбины, мощность турбины:

Рm = 42кВт.

3.2 Выбор генератора, кВт

(23

;

;

Исходя из данных полученных при расчете гидротурбины выбрали асинхронный двигатель марки АИР180М4

Технические характеристики:

Мощность =30 кВт

Синхронная частота вращения 1500 об./мин.

Коэффициент скольжения, S = 0.03

Расшифровка маркировки:

- "А" - асинхронный двигатель,

- "И" - Интерэлектро,

- "Р" - привязка мощностей к установочным размерам в соответствии с РС-3031-71 ("C" - в случае привязки по нормам CENELEK),

- 180 - высота оси вращения (габарит),

- М установочный размер по длине станины,

4 - число полюсов,

Коэффициент редукции ; об/мин

(24)

349об/мин 4,43 1545об/мин

3.4 Количество вырабатываемой энергии

(25)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной расчетно-графической работе был произведён расчёт конструктивных и технологических параметров поперечно-струйной турбины, водоводов и водоприёмника, количество вырабатываемой электроэнергии за год и объём плотины для гидроэлектростанции, работающей при расходе воды Qн=0,6м/c2 и скоростном напоре сопла Нс=12м. Станция эксплуатируется в течение 6 месяцев в летний период. Максимальный начальный дебит реки Qmax = 1,3Qн, а минимальный конечный - Qmin = 0,8Qн. Длина безнапорного участка Lб=66м, угол наклона напорного водовода б = 600. Для рассчитываемой станции подобрал электрогенератор.

Параметры поперечно-струйной турбины:

1. Наружный диаметр колеса турбины: 0,42 м

2. Ширина рабочего колеса турбины: 0,98 м

3. Ширина направляющего аппарата: 0,78 м

4. Высота направляющего аппарата: 0,05 м

5. Частота вращения рабочего колеса: 349 мин-1

6. Мощность турбины Рm = 42кВт

Параметры электрогенератора марки АИР180М4:

1. Мощность =30 кВт

2. Синхронная частота вращения 1500 об./мин.

Количество вырабатываемой энергии

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Гидроэнергетические станции / под ред. Карелина В .Я., Кравченко Г.Н./-М.: Энергоатомиздат, 1989. - 248 с.

Кораблев А.Д. Экономия энергоресурсов в сельском хозяйстве. - М.: Агропромиздат, 1988. - 268 с.

Сапшин Л.А., Шерьязов С.К., и др. Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников. - Челябинск: ЧГАУ, 2000. - 194 с.

4. СТО 0493582-003-2009 Стандарт организации

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Расчет конструктивных и технологических параметров поперечно-струйной турбины, водоводов и водоприемника. Количество вырабатываемой электроэнергии за год и объем плотины для гидроэлектростанции, работающей при расходе воды Qн=0,8м/c2 и напоре сопла Нс=6м.

    контрольная работа [1,4 M], добавлен 24.09.2013

  • Значение тепловых электростанций. Определение расходов пара ступеней турбины, располагаемых теплоперепадов и параметров работы турбины. Расчет регулируемой и нерегулируемой ступеней и их теплоперепадов, действительной электрической мощности турбины.

    курсовая работа [515,7 K], добавлен 14.08.2012

  • Предварительный расчет параметров компрессора и турбины газогенератора. Показатель политропы сжатия в компрессоре. Детальный расчет турбины одновального газогенератора. Эскиз проточной части турбины. Поступенчатый расчет турбины по среднему диаметру.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 30.05.2012

  • Изучение принципов работы оборудования гидроэлектростанции. Выбор типа турбины и определение ее параметров. Расчет спиральной камеры. Выбор гидрогенератора и трансформатора. Определение грузоподъемности кранов, параметров маслонапорной установки.

    курсовая работа [76,3 K], добавлен 18.07.2014

  • Расчет принципиальной тепловой схемы, построение процесса расширения пара в отсеках турбины. Расчет системы регенеративного подогрева питательной воды. Определение расхода конденсата, работы турбины и насосов. Суммарные потери на лопатку и внутренний КПД.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 19.03.2012

  • Оценка расширения пара в проточной части турбины, расчет энтальпий пара в регенеративных отборах и значений теплоперепадов в каждом отсеке паровой турбины. Оценка расхода питательной воды, суммарной расчетной электрической нагрузки, вырабатываемой ею.

    задача [103,5 K], добавлен 16.10.2013

  • Определение напора и расхода воды для гидроэлектростанции, диаметра рабочего колеса, частоты вращения турбины, высоты всасывания и подбор генератора. Расчет энергетических и конструктивных параметров комбинированной ветроэлектрической энергоустановки.

    курсовая работа [166,2 K], добавлен 26.12.2015

  • Изучение конструкции турбины К-500-240 и тепловой расчет турбоустановки электростанции. Выбор числа ступеней цилиндра турбины и разбивка перепадов энтальпии пара по её ступеням. Определение мощности турбины и расчет рабочей лопатки на изгиб и растяжение.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 17.10.2014

  • Тепловая схема энергоблока, алгоритм расчета регулирующей ступени турбины К-2000-300; Сводная таблица теплового расчета турбины; расход пара на подогреватели. Расчет на прочность; переменные режимы работы турбины, коэффициент потерь энергии в решетке.

    курсовая работа [574,5 K], добавлен 13.03.2012

  • Проектирование контактной газотурбинной установки. Схема, цикл, и конструкция КГТУ. Расчёт проточной части турбины. Выбор основных параметров установки, распределение теплоперепадов по ступеням. Определение размеров диффузора, потерь энергии и КПД.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 02.08.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.