И. Т. Алдибеков
жүктеу/скачать 2,7 Mb. Pdf көрінісі
|
OIpfmz5UdRAokhv7ETqW2tM9cLGBYN
| шағын, орташа, үлкен
болып бөлінеді. Шағын гидротурбиналарға қуаттары 1000 кВт аспайтын гидротурбиналар жатады. Орташа гидротурбиналарға қуаттары 1000 кВт...15000 кВт аралығында болатын гидротурбиналар жатады. Үлкен гидротурбиналарға қуаттары орташадан артық гидротурбиналар жатады. Активті гидротурбиналар . Ожаулық турбинаның сұлбасы 4.1 суретте көрсетілген. Су жоғарғы бьефтан 1 құбыр 2 арқылы турбинаның горизонтальді білігіне бекітілген және диск түрінде жасалған жұмыстық дөңгелекке 4 беріледі. Диск периметрі бойынша ожау тәріздес қанаттар 7 орналасқан. Ожаулар жұмыстық дөңгелек сыртқы шеңберімен біркелкі орналасқандықтан айналған кезде бірінен соң бірі су ағынын қабылдайды. Суды жұмыстық дөңгелекке беру ішінде реттеуіш ине орналасқан қуыс саптама 3 (сопло) арқылы жүзеге асады. Турбина жұмысы кезінде қуыс саптама тесігінен су ағыны дөңгелекке атқылап, оны айналдырады, нәтижесінде турбинаның кинетикалық энергиясына түрленеді. Жұмыстық дөңгелек пен қуыс саптама жабық қаптама 5 ішіне орналасқан. Ине арқылы саптамалық қуыстың шығыстық қимасының ауданын өзгертеді, сол арқылы турбина арқылы өтетін судың шығынын реттейді. Ине ең шеткі орынға келгенде қуыс саптама толықтай жабылады, нәтижесінде бұл турбинаның тоқтауына әкеледі. Су өз энергиясын жұмыстық дөңгелекке беріп, одан әрі шығыстық каналға (төменгі бьеф) ағып кетеді. 62 4.1 сурет - Активті турбинаның сұлбасы Гидравликалық соққы болдырмау мақсатында ине қуысты жәйлап жабады. Ал турбинаның аса қауіпті жылдамдақпен айналуын болдырмау үшін және тез тоқтату үшін су ағынын жұмыстық дөңгелекке жеткізбей бұрып, төменгі бьефке бағыттау үшін ағын бағыттағыш 6 қолданылады. Төтенше жағдайда турбина жұмысын тоқтату үшін ағын бағыттағыш іске қосылуы және иненің қуысты жабу қызметі бір уақытта орындалады. Ожаулық турбиналар біліктің орналасуына байланысты (вертикаль және горизонталь орналасу), қуыс саптама санына және бір білікке орналасқан дөңгелектер санына сәйкес түрлерге бөлінеді. Ожаулық турбиналар су қарқынының мәндері 300 м...1770 м аралығында болған кезде қолданылады, олардың жұмыстық дөңгелектерінің диаметрі 7,5 м дейін жетеді. Реактивті турбиналарға радиальды-біліктік, пропеллерлік, бұралмалы- қанатты және диагональды турбиналар жатады. 4.2 суретте жұмыстық дөңгелектердің жалпы түрі көрсетілген. Реактивті гидротурбиналар мынадай негізгі қасиеттермен (белгілермен) сипатталады. Жұмыстық дөңгелек толығымен суда орналасады, сондықтан ағын жұмыстық дөңгелектің барлық қанаттарына бір уақытта энергия береді. Дөңгелектің алдында судың энергиясының бір бөлігі ғана кинетикалық түрде болады, қалғаны дөңгелекке дейінгі және кейінгі қысымдардың айырымымен анықталатын потенциалдық энергия түрінде болады. Артық қысым p/(Qg) судың жұмыстық дөңгелек арқылы өткен кезде салыстырмалы жылдамдықтың артуына, яғни қанаттарда ағынның реактивті 63 қысымын тудыруға жұмсалады. Қанаттардың қисық болуы арқасында ағын бағытының өзгеруі оның активті қысымы пайда болуына алып келеді. Пропеллерлік гидротурбиналар . Жұмыстық дөңгелек 1 корпустан 2 және φ бұрылыс бұрышы бойынша орналасқан қанаттардан 3 тұрады (4.3 сурет). Жұмыстық дөңгелектің қанаттарына су ағыны біліктік бағытта келеді, сондықтан оларды біліктік гидротурбиналар деп аталады. Гидротурбинаның бағыттаушы аппаратына 5 су ағынын жеткізу үшін турбиналық камера 4 қолданады. Жұмыстық дөңгелектердің қанаттарының саны су қарқынына тәуелді және оның саны 3 пен 8 аралығында болуы мүмкін (қарқынның артуымен қанат саны да өседі). Бұралмалы-қанатты гидротурбиналардың құрылысы пропеллерлік турбиналардан өзгеше емес, бірақ жұмыс кезінде дөңгелектің қанаттары білікке перпендикуляр орналасқан өз бағыты бойымен бұрыла алады. Бағыттағыш аппараттардың әртүрлі мөлшерде ашылуына сәйкес (яғни турбина қуаты әртүрлі болуына сәйкес) қанаттардың орналасу бұрышын өзгерту арқылы гидротурбиналардың ПӘК мәні үлкен шамаға ие болатындай қанаттардың орын жағдайын табуға болады. а) радиальды-осьтік; б) пропеллерді; в) бұрамалы-қанатты; г) екі қауырсынды; д) диагональды. 4.2 сурет - Реактивті турбиналардың жұмыс дөңгелегінің жалпы түрі 4.3 сурет - Пропеллерлі турбинаның жұмыстық дөңгелегі Гидротурбинаның жұмысы кезінде жұмыстық дөңгелектің қанаттары ашық бағыттағыш аппараттың ашылу деңгейіне байланысты белгілі бір оптимальді бұрышқа бұрылады. Сондықтан олар бұралмалы-қанатты деп атады. Мұндай екі түрлі реттеу ПӘК-тің шамасын үлкен мәнде автоматты түрде ұстап тұруды қамтамасыз ететіндіктен үлкен артықшылыққа ие. 64 Шағын қуатты ГЭС-тің турбиналары. Шағын қуатты ГЭС-ларды жабдықтау үшін ожаулық, көлбеу-ағынды және екідүркіндік а ктивті турбиналар қолданады Екідүркіндік турбинаның горизонталь білігіне екі немесе үш дискі орналасады (4.4 сурет). Оның арасына иілген қанаттар бекітіледі. Олардың бойлық жиектері турбинаның білігіне параллель орналасқан. Қуыс саптамадан су жұмыстық дөңгелектің қанаттарына түседі де, дөңгелектің ішімен жүре отырып, тағы да қанаттарға түседі, бірақ та бұл жолы олардың ішкі жағынан жүреді де энергиясын тағы да бере отырып, сыртқа шығып кетеді. Осылайша су екі рет жұмыстық дөңгелектің қанаттарына түседі, сондықтан да турбина екідүркіндік деп аталған. Ағын дөңгелектің қанаттары арқылы бірінші рет өткенде пайдалы энергияның 70 %...80 %, екінші рет өткенде 20 %...30 % береді. Қуаты 1 кВт...250 кВт болатын мұндай турбиналар көбіне 2 м...100 м аралығындағы су қарқыны болғанда қолданылады. Гидроэлектрстансалардың генераторлары және гидроэнергетиканың потенциалы. ГЭС-ны жабдықтау үшін айналу жиілігі 20 айн/мин...1000 4.4 сурет - Екідүркіндік турбина айн/мин аралығынды болатын анық полюсті синхронды генераторлар қолданылады. Айналу жиілігінің мұндай кең диапазонда болуы гидростансада қолданылатын судың шығындарының және қарқындарының әртүрлі болуына байланысты. Әдетте ГЭС-лардың генераторлары жеке жоба бойынша аз мөлшерде жасалады. ҚР-сының гидроэнергетикасының потенциалы анықтау кезінде өзендерде келешегі бар, үлкен, орташа, шағын гидроэлектрстансалар салу 65 мүмкіндігі есепке алынады. Мысалы, Алматы облысында жалпы қуаты 1325,4 МВт болатын 9 ГЭС (әрқайсысының қуаты 50 МВт жоғары), жалпы қуаты 820,4 МВт болатын 34 ГЭС (әрқайсысының қуаты 10 МВт...50 МВт аралығында), жалпы қуаты 97,8 МВт болатын 17 ГЭС (әрқайсысының қуаты 1 МВт...10 МВт аралығында) салу мүмкіндігі бар. Әртүрлі өзендерде салуға болатын 9 мини ГЭС-лардың (әрқайсысының қуаты 1 МВт дейін) жалпы қуаты 7,2 МВт құрайды. Жоғары экономикалық тиімділікке қайта жаңғыратын үш энергетикалық ресурсты (су, жел және күн) қолданатын жергілікті энергетикалық жүйені құрған кезде қол жетеді. Бұл жазда қысқа қарағанда күн энергиясы көбірек болуымен, өзендерде көп су тасумен, көктемдегі тасқындар су қоймаларында жиналып, керегінше пайдаланылу мүмкіндігінің болуымен түсіндіріледі. Желдің белсенділігі қыста жоғары болатындықтан электр энергиясына деген сұранысты жел электр стансаларының көмегімен қанағаттандыруға болады. Мұндай ұтымды үйлесімділіктің мысалы ретінде Жоңғар қақпасындағы күн мен жел энергияларын және Жоңғар қақпасына келетін Ырғайты таулы өзенінің су ресурстарын бірге қолдануды айтуға болады. Гидроэлектрстансаның құрылысының 1 кВт қуатқа шаққанда меншікті бағасы 6000 АҚШ доллары ...7000 АҚШ доллары аралығында болады. Бақылау сұрақтары 1. Қандай ресурстарды гидроэнергетикалық ресурстар деп атайды? 2. Су ағынының қуатын және энергиясын қалай анықтайды? 3. Гидроэлектрстансаның негізгі компоненттері және құрылымдық сұлбасын сипаттаңыз. 4. Су қарқынын көтеру үшін қандай сұлбалар қолданылады? Деривация деген не? 5. Қандай қондырғыны гидравликалық турбина деп атайды? Гидротурбиналар судың қарқынына байланысты қандай топтарға бөледі? 6. Жұмыстық дөңгелекке берілген судың энергиясын қалай анықтайды? 7. Қандай қондырғыны реактивті турбина деп аталады? Реактивті гидротурбинаның түрлерін атап, құрылысын және жұмыс істеу принципін сипаттаңыз. 8. Қандай қондырғыны активті турбина деп аталады? Активті гидротурбинаның түрлерін атап, құрылысын және жұмыс істеу принципін сипаттаңыз. 9. Ожаулық турбинаның құрылысын, жұмыс істеу принципін және артықшылығын сипаттаңыз. 10. Екідүркіндік турбинаның құрылысын, жұмыс істеу принципін және артықшылығын сипаттаңыз. 11. Қазақстанның гидроэнергетикасының потенциалы қандай? |