Преподаватель[]
Моргачева Анна Владимировна
Терминология[]
- , [м] - напор гидроэлектростанции, находится как разность между уровнями верхнего и нижнего бьефов;
- , [м³/c] - расход воды;
- , [кВт] - мощность; здесь - КПД гидроагрегата;
примечание: точная формула [Вт], но принимают м²/с, кг/м³
- , [кВт·ч] - выработка энергии;
- , [м³] - объем;
здесь использую для обозначения времени в часах и для времени в секундах
- [м²] - поперечное сечение; .
Примеры задач[]
Задача 1.[]
Турбинный водовод имеет внутренний диаметр 7,5 м, номинальная мощность гидроагрегата 640 МВт, рабочий напор 194 м, КПД агрегата 0,9. Определить скорость воды в турбинном водоводе.
Выразим скорость из формулы расхода воды:
.
Но расход воды также неизвестен, поэтому выразим его из формулы мощности:
. (1)
А поперечное сечение находится как площадь круга:
.
Подставляя их в предыдущее получаем полное выражение:
.
Используя численные значения (и не забывая перевести МВт в кВт), находим:
м/с.
Задача 2.[]
Проектируемая ГЭС имеет следующие характеристики: рабочий напор 100 м, средний многолетний расход 400 м³/c, КПД гидроагрегата 0,9. Можно ли планировать годовую выработку в объеме 3,2 млрд кВт·ч?
Подставляя в формулу для выработки энергии формулу мощности получаем:
.
Все данные известны, учитывая что в году 8760 часов, вычисляем:
млрд кВт·ч.
Что меньше требуемой величины.
Задача 3.[]
На ГЭС установленной мощностью 1000 МВт работают 4 агрегата из 5. Напор 100 метров, КПД 0,9, расход воды, поступающей в водохранилище 1000 м³/c. Определить наполняется или срабатывается водохранилище.
Воспользуемся формулой (1) из задачи 1. Учитывая множитель 0,8 для мощности (работают не все агрегаты) получаем:
м³/c.
Это меньше скорости поступления, значит водохранилище наполняется.
Задача 4.[]
Для ГЭС задана плановая суточная выработка 3.390 тыс кВт·ч, необходимый санитарный попуск составляет 450 м³/c, напор на гидростанции 40 м, КПД гидроагрегата 0,9. Будет ли обеспечен необходимый санитарный попуск в нижний бьеф?
Выразим мощность через выработку энергии:
. (2)
Подставим в формулу (1):
.
Вычисляем:
м³/c.
Что недостаточно для обеспечения санитарного попуска.
Задача 5.[]
Река имеет средний годовой расход 400 м³/c. Необходимо спроектировать ГЭС, которая будет иметь годовую выработку 4,3 млрд кВт·ч. КПД гидроагрегата 0,9. Какой необходимо создать напор?
Выражаем напор из формулы мощности:
.
Найдем мощность по формуле (2):
.
Считаем:
м.
Задача 6.[]
ГАЭС с установленной мощностью 800 МВт и напором 80 м работает с полной нагрузкой 5 часов в сутки в режиме выработки электроэнергии. Гидроагрегаты ГАЭС имеют КПД 0,8. Определить объем верхнего бассейна ГАЭС.
Формулу (1) подставляем в формулу объема, получаем:
.
Заметим что здесь, в отличие от предыдущих задач, время выражено в секундах:
млн м³.