Tenaga hidro adalah untuk menukar tenaga air sungai semula jadi kepada elektrik untuk digunakan oleh orang ramai.Terdapat pelbagai sumber tenaga yang digunakan dalam penjanaan kuasa, seperti tenaga suria, kuasa air di sungai, dan kuasa angin yang dihasilkan oleh aliran udara.Kos penjanaan kuasa hidro menggunakan kuasa hidro adalah murah, dan pembinaan stesen kuasa hidro juga boleh digabungkan dengan projek pemuliharaan air yang lain.Negara kita sangat kaya dengan sumber tenaga hidro dan keadaannya juga sangat baik.Tenaga hidro memainkan peranan penting dalam pembinaan ekonomi negara.
Paras air hulu sungai lebih tinggi daripada paras air hilirnya.Kerana perbezaan paras air sungai, tenaga air dijana.Tenaga ini dipanggil tenaga keupayaan atau tenaga keupayaan.Perbezaan di antara ketinggian air sungai dipanggil titis, juga dipanggil perbezaan aras air atau kepala air.Penurunan ini adalah syarat asas untuk pembentukan kuasa hidraulik.Di samping itu, magnitud kuasa hidraulik juga bergantung kepada magnitud aliran air di sungai, yang merupakan satu lagi keadaan asas yang sama pentingnya dengan penurunan.Kedua-dua penurunan dan aliran secara langsung menjejaskan kuasa hidraulik;lebih besar isipadu air titisan, lebih besar kuasa hidraulik;jika penurunan dan isipadu air agak kecil, keluaran stesen janakuasa hidro akan menjadi lebih kecil.
Penurunan biasanya dinyatakan dalam meter.Kecerunan ialah nisbah kejatuhan dan jarak, yang boleh menunjukkan tahap kepekatan penurunan.Penurunan lebih pekat, dan penggunaan kuasa hidraulik adalah lebih mudah.Penurunan yang digunakan oleh stesen janakuasa hidro ialah perbezaan antara permukaan air hulu stesen janakuasa hidro dan permukaan air hilir selepas melalui turbin.
Aliran ialah jumlah air yang mengalir dalam sungai setiap unit masa, dan ia dinyatakan dalam meter padu dalam satu saat.Satu meter padu air ialah satu tan.Aliran sungai berubah pada bila-bila masa, jadi apabila kita bercakap tentang aliran, kita mesti menerangkan masa tempat tertentu ia mengalir.Aliran berubah dengan ketara mengikut masa.Sungai-sungai di negara kita umumnya mempunyai aliran yang besar pada musim hujan pada musim panas dan musim luruh, dan agak kecil pada musim sejuk dan musim bunga.Secara amnya, aliran sungai agak kecil di hulu;kerana anak-anak sungai bergabung, aliran hiliran meningkat secara beransur-ansur.Oleh itu, walaupun penurunan hulu tertumpu, alirannya kecil;aliran hiliran adalah besar, tetapi penurunannya agak bertaburan.Oleh itu, ia selalunya paling menjimatkan untuk menggunakan kuasa hidraulik di bahagian tengah sungai.
Mengetahui penurunan dan aliran yang digunakan oleh stesen janakuasa hidro, outputnya boleh dikira menggunakan formula berikut:
N= GQH
Dalam formula, N–output, dalam kilowatt, juga boleh dipanggil kuasa;
Q–aliran, dalam meter padu sesaat;
H - penurunan, dalam meter;
G = 9.8 , ialah pecutan graviti, unit: Newton/kg
Mengikut formula di atas, kuasa teori dikira tanpa menolak sebarang kerugian.Malah, dalam proses penjanaan kuasa hidro, turbin, peralatan penghantaran, penjana, dan lain-lain semuanya mempunyai kehilangan kuasa yang tidak dapat dielakkan.Oleh itu, kuasa teori harus didiskaunkan, iaitu, kuasa sebenar yang boleh kita gunakan hendaklah didarabkan dengan pekali kecekapan (simbol: K).
Kuasa reka bentuk penjana di stesen janakuasa hidro dipanggil kuasa undian, dan kuasa sebenar dipanggil kuasa sebenar.Dalam proses transformasi tenaga, tidak dapat dielakkan kehilangan sebahagian daripada tenaga.Dalam proses penjanaan kuasa hidro, terdapat terutamanya kehilangan turbin dan penjana (terdapat juga kerugian dalam saluran paip).Pelbagai kerugian di stesen kuasa mikro hidro luar bandar menyumbang kira-kira 40-50% daripada jumlah kuasa teori, jadi output stesen janakuasa hidro sebenarnya hanya boleh menggunakan 50-60% daripada kuasa teori, iaitu kecekapan adalah kira-kira 0.5-0.60 (di mana kecekapan turbin ialah 0.70-0.85 , kecekapan penjana ialah 0.85 hingga 0.90, dan kecekapan saluran paip dan peralatan penghantaran ialah 0.80 hingga 0.85).Oleh itu, kuasa sebenar (output) stesen janakuasa hidro boleh dikira seperti berikut:
K–kecekapan stesen kuasa hidro, (0.5～0.6) digunakan dalam pengiraan kasar stesen kuasa mikrohidro;nilai ini boleh dipermudahkan sebagai:
N=(0.5～0.6)QHG Kuasa sebenar=kecekapan×aliran×jatuh×9.8
Penggunaan tenaga hidro adalah menggunakan kuasa air untuk menggerakkan mesin, yang dipanggil turbin air.Sebagai contoh, kincir air kuno di negara kita adalah turbin air yang sangat mudah.Pelbagai turbin hidraulik yang digunakan pada masa ini disesuaikan dengan pelbagai keadaan hidraulik tertentu, supaya ia boleh berputar dengan lebih cekap dan menukar tenaga air kepada tenaga mekanikal.Satu lagi jenis jentera, penjana, disambungkan ke turbin, supaya pemutar penjana berputar dengan turbin untuk menjana elektrik.Penjana boleh dibahagikan kepada dua bahagian: bahagian yang berputar dengan turbin dan bahagian tetap penjana.Bahagian yang disambungkan ke turbin dan berputar dipanggil pemutar penjana, dan terdapat banyak kutub magnet di sekeliling pemutar;bulatan di sekeliling pemutar ialah bahagian tetap penjana, dipanggil pemegun penjana, dan pemegun dibalut dengan banyak gegelung tembaga.Apabila banyak kutub magnet rotor berputar di tengah-tengah gegelung kuprum stator, arus dijana pada wayar kuprum, dan penjana menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik.
Tenaga elektrik yang dijana oleh stesen janakuasa diubah menjadi tenaga mekanikal (motor elektrik atau motor), tenaga cahaya (lampu elektrik), tenaga haba (relau elektrik) dan sebagainya oleh pelbagai peralatan elektrik.
komposisi stesen janakuasa hidro
Komposisi stesen janakuasa hidro termasuk: struktur hidraulik, peralatan mekanikal, dan peralatan elektrik.
(1) Struktur hidraulik
Ia mempunyai bendung (empangan), pintu masuk, saluran (atau terowong), tangki tekanan hadapan (atau tangki pengawal selia), paip tekanan, janakuasa dan tailraces, dsb.
Bendung (empangan) dibina di sungai untuk menyekat air sungai dan menaikkan permukaan air untuk membentuk takungan.Dengan cara ini, titisan pekat terbentuk di antara permukaan air takungan di empangan (empangan) dan permukaan air sungai di bawah empangan, dan kemudian air dimasukkan ke dalam stesen janakuasa hidroelektrik melalui penggunaan paip air. atau terowong.Di sungai yang agak curam, penggunaan saluran lencongan juga boleh membentuk penurunan.Sebagai contoh: Secara amnya, penurunan setiap kilometer sungai semula jadi ialah 10 meter.Jika saluran dibuka di hujung atas bahagian sungai ini untuk memasukkan air sungai, saluran itu akan digali di sepanjang sungai, dan cerun saluran akan menjadi lebih rata.Jika kejatuhan saluran dibuat setiap kilometer Ia hanya turun 1 meter, sehingga air mengalir 5 kilometer di saluran, dan permukaan air hanya turun 5 meter, manakala air turun 50 meter selepas perjalanan 5 kilometer di saluran semula jadi. .Pada masa ini, air dari saluran itu dibawa kembali ke loji janakuasa di tepi sungai dengan paip air atau terowong, dan terdapat penurunan pekat 45 meter yang boleh digunakan untuk menjana elektrik.Rajah 2
Penggunaan saluran lencongan, terowong atau paip air (seperti paip plastik, paip keluli, paip konkrit, dll.) untuk membentuk stesen janakuasa hidro dengan penurunan tertumpu dipanggil stesen kuasa hidro saluran lencongan, yang merupakan susun atur tipikal stesen janakuasa hidro. .
(2) Peralatan mekanikal dan elektrik
Sebagai tambahan kepada kerja-kerja hidraulik yang disebutkan di atas (bendung, saluran, halaman depan, paip tekanan, bengkel), stesen janakuasa hidro juga memerlukan peralatan berikut:
(1) Peralatan mekanikal
Terdapat turbin, gabenor, injap pintu, peralatan penghantaran dan peralatan bukan penjanaan.
(2) Peralatan elektrik
Terdapat penjana, panel kawalan pengedaran, transformer dan talian penghantaran.
Tetapi tidak semua stesen janakuasa hidro kecil mempunyai struktur hidraulik dan peralatan mekanikal dan elektrik yang disebutkan di atas.Jika kepala air kurang daripada 6 meter di stesen janakuasa hidro kepala rendah, saluran panduan air dan saluran air saluran terbuka biasanya digunakan, dan tiada tekanan forepool dan paip air tekanan.Untuk stesen janakuasa dengan julat bekalan kuasa yang kecil dan jarak penghantaran yang pendek, penghantaran kuasa terus diguna pakai dan tiada pengubah diperlukan.Stesen janakuasa hidro dengan takungan tidak perlu membina empangan.Penggunaan alur masuk dalam, paip dalam empangan (atau terowong) dan alur tumpahan menghilangkan keperluan untuk struktur hidraulik seperti empang, pintu masuk, saluran dan kolam hadapan tekanan.
Untuk membina stesen janakuasa hidro, pertama sekali, kerja tinjauan dan reka bentuk yang teliti mesti dijalankan.Dalam kerja reka bentuk, terdapat tiga peringkat reka bentuk: reka bentuk awal, reka bentuk teknikal dan perincian pembinaan.Untuk melakukan kerja yang baik dalam kerja reka bentuk, pertama sekali perlu menjalankan kerja ukur yang teliti, iaitu memahami sepenuhnya keadaan semula jadi dan ekonomi tempatan - iaitu topografi, geologi, hidrologi, modal dan sebagainya.Ketepatan dan kebolehpercayaan reka bentuk boleh dijamin hanya selepas menguasai situasi ini dan menganalisisnya.
Komponen stesen janakuasa hidro kecil mempunyai pelbagai bentuk bergantung kepada jenis stesen janakuasa hidro.
3. Tinjauan Topografi
Kualiti kerja ukur topografi mempunyai pengaruh yang besar terhadap susun atur kejuruteraan dan anggaran kuantiti kejuruteraan.
Penerokaan geologi (pemahaman keadaan geologi) sebagai tambahan kepada pemahaman umum dan penyelidikan mengenai geologi tadahan air dan di sepanjang sungai, ia juga perlu untuk memahami sama ada asas bilik mesin adalah pepejal, yang secara langsung menjejaskan keselamatan kuasa. stesen itu sendiri.Apabila benteng dengan isipadu takungan tertentu dimusnahkan, ia bukan sahaja akan merosakkan stesen janakuasa hidro itu sendiri, tetapi juga menyebabkan kerugian besar nyawa dan harta benda di hilir.
4. Ujian hidrologi
Bagi stesen janakuasa hidro, data hidrologi yang paling penting ialah rekod paras air sungai, aliran, kandungan sedimen, keadaan ais, data meteorologi dan data tinjauan banjir.Saiz aliran sungai mempengaruhi susun atur alur limpah stesen janakuasa hidro.Memandang rendah tahap keparahan banjir akan menyebabkan kerosakan empangan;sedimen yang dibawa oleh sungai boleh mengisi takungan dengan cepat dalam kes yang paling teruk.Sebagai contoh, saluran aliran masuk akan menyebabkan saluran menjadi kelodak, dan sedimen berbutir kasar akan melalui turbin dan menyebabkan kehausan turbin.Oleh itu, pembinaan stesen janakuasa hidro mestilah mempunyai data hidrologi yang mencukupi.
Oleh itu, sebelum membuat keputusan untuk membina stesen janakuasa hidro, kita mesti terlebih dahulu menyiasat hala tuju pembangunan ekonomi di kawasan bekalan kuasa dan permintaan elektrik pada masa hadapan.Pada masa yang sama, menganggarkan keadaan sumber kuasa lain di kawasan pembangunan.Hanya selepas penyelidikan dan analisis situasi di atas kita boleh memutuskan sama ada stesen janakuasa hidro perlu dibina dan berapa besar skala yang sepatutnya.
Secara amnya, tujuan kerja ukur kuasa hidro adalah untuk menyediakan maklumat asas yang tepat dan boleh dipercayai yang diperlukan untuk reka bentuk dan pembinaan stesen janakuasa hidro.
5. Syarat am untuk pemilihan tapak
Syarat umum untuk memilih tapak boleh dijelaskan dari empat aspek berikut:
(1) Tapak yang dipilih harus dapat menggunakan tenaga air dengan cara yang paling menjimatkan dan mematuhi prinsip penjimatan kos, iaitu, selepas stesen janakuasa siap, paling sedikit wang dibelanjakan dan paling banyak tenaga elektrik dijana. .Ia biasanya boleh diukur dengan menganggarkan hasil penjanaan kuasa tahunan dan pelaburan dalam pembinaan stesen untuk melihat berapa lama modal yang dilaburkan boleh dipulihkan.Walau bagaimanapun, keadaan hidrologi dan topografi berbeza di tempat yang berbeza, dan keperluan elektrik juga berbeza, jadi kos pembinaan dan pelaburan tidak boleh dihadkan oleh nilai tertentu.
(2) Keadaan topografi, geologi dan hidrologi tapak yang dipilih mestilah lebih tinggi, dan harus ada kemungkinan dalam reka bentuk dan pembinaan.Dalam pembinaan stesen janakuasa hidro kecil, penggunaan bahan binaan hendaklah mengikut prinsip "bahan tempatan" sebanyak mungkin.
(3) Tapak yang dipilih dikehendaki berada hampir dengan kawasan bekalan kuasa dan pemprosesan seberapa banyak yang mungkin untuk mengurangkan pelaburan peralatan penghantaran kuasa dan kehilangan kuasa.
(4) Apabila memilih tapak, struktur hidraulik sedia ada harus digunakan sebaik mungkin.Sebagai contoh, titisan air boleh digunakan untuk membina stesen janakuasa hidro dalam saluran pengairan, atau stesen janakuasa hidro boleh dibina bersebelahan dengan takungan pengairan untuk menjana elektrik daripada aliran pengairan, dan sebagainya.Oleh kerana loji kuasa hidro ini dapat memenuhi prinsip penjanaan elektrik apabila terdapat air, kepentingan ekonominya lebih jelas.
Masa siaran: 19-Mei-2022
