Оборудование и конструкции малых ГЭС

1.

Кафедра «Атомная энергетика»
Специальность «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии
Курс: Основное и вспомогательное
оборудование НВИЭ
Оборудование и
конструкции малых ГЭС

2. Вопросы лекции

1. Конструкции некоторых мини ГЭС
2. КПД мини ГЭС
3. Типы гидросилового оборудования
4. Условные обозначения гидротурбин

3.

Схема понтонной свободнопоточной
микро ГЭС
3
4
2
5
6
1
1– турбинный узел;
2 – генератор;
3 - редуктор;
4 – преобразователь
частоты;
5 – механизм
погружения и
подъема турбин;
6 – плавсредство.

4.

Конструкция
наплавной
МГЭС
1–турбинный узел;
2 – генератор;
3 – редуктор
4–преобразователь
частоты;
5–механизм
погружения и подъема
турбин;
6 – плавсредство.

5.

Слайд из КПСЛ Файрузовой Э.Р.
Плавучая микро ГЭС, разработана в 1940г
заводом «Электросила»
Конструкция:
- поплавки или
деревянный плот
- гидравл. пропел. турбина
проточного типа d=1,5 м
-генератор пост. тока с автом.
регулятором напряжения
Предназначена для
сравнительно глубоких
рек V=0,75-2 м/с

6. Состав гидравлической турбины

основные элементы:
-фундамент турбины;
-корпус турбины;
-рабочее колесо;
-упорные или опорные подшипники;
-соединительная муфта;
-электрогенератор с возбудителем;
-водоподводящие
и
водоотводящие
трубы
(каналы);
-регуляторы (ручные) водоподвода;
-системы автоматического управления;
-системы аварийной защиты установки;
-системы преобразования и отпуска энергии с шин
генератора.

7.

К.п.д. мини ГЭС
Коэффициент полезного действия ГЭС показывает, какая часть
гидравлической энергии преобразуется в полезную
форму (электрическую). Наиболее полно все потери энергии на
ГЭС учитывает КПД-нетто:
н э = гк м эл ген пр (1 Эсн)
где: н э - электрический КПД - нетто станции;
гк - КПД гидротурбины (гидроколеса);
м - КПД механический, учитывающий потери энергии на трение
в узлах агрегата;
эл ген - КПД генератора, учитывающий потери в электрогенераторе;
пр - КПД преобразователей, учитывающий потери энергии при
преобразовании на ГЭС;
Эсн - относительный расход энергии на собственные нужды
ГЭС (освещение, аппаратура, КИП и др.).

8.

Значения коэффициентов для мини ГЭС
гк = 0,7 0,9; м= 0,97 0,99; эл ген= 0,95 0,96
пр = 0,96 0,98;
Эсн = 0,02 0,1
Таким образом, КПД- нетто может изменяться в пределах:
н min эл = 0,7 0,97 0,95 0,96 0,9 = 0,56
н max эл = 0,9 0,99 0,96 0,98 0,98 = 0,82
Часто наряду с КПД-нетто, рассматривают КПД-брутто ГЭС данные коэффициены связывает соотношение:
н эл = бр эл (1 Эсн)

9.

Классификация малых ГЭС
по напору
-1 группа: МГЭС при существующих, строящихся либо
проектируемых водохранилищах, характеризующихся
небольшими пропусками в нижний бьеф (5-15м3/с) и
низкими (до 10 м) напорами;
-2 группа: малые ГЭС при больших водохранилищах в
составе комплексных гидроузлов на средних и
крупных реках, а также на перепадах больших каналов,
где пропуски в нижний бьеф составляют от 20 до 200
м3/с при напорах 5-20 м;
-3 группа: те же пропуски, что для 2 группы, но при
напорах более 20 м;
-4 группа: деривационные МГЭС на расходы 1-2 м3/с и
напоры до 110 м.

10.

Высоконапорная установка

11. Ковшовая турбина (Пельтона)

Применяется на гидростанциях
с большим напором воды

12.

Типы гидросилового
оборудования МГЭС
Для каждой группы МГЭС определен наиболее целесообразный тип основного гидросилового оборудования с
учетом как отечественного, так и зарубежного опыта.
Для 1 группы МГЭС – это вертикальная пропеллерная
турбина с прямоосной конической отсасывающей трубой,
непосредственно соединенная с вертикальным генератором.

13.

Типы гидросилового
оборудования МГЭС
4 группы малых ГЭС
Для 2 группы – горизонтальная осевая прямоточная
турбина с вынесенным генератором и S-образной
отсасывающей трубой; соединение турбины с
генератором осуществляется через мультипликатор
(редуктор).

14. Типы гидросилового оборудования МГЭС

4 группы малых ГЭС
Для 3 группы МГЭС принята вертикальная радиальноосевая турбина с изогнутой отсасывающей трубой,
непосредственно соединенная с вертикальным
генератором.

15. 4 группы малых ГЭС

Типы гидросилового
оборудования МГЭС
4 группы малых ГЭС
МГЭС 4 группы оборудуются горизонтальными
радиально-осевыми турбинами в металлической
спиральной камере
Рабочее колесо
радиально-осевой
турбины