Изучение энергетических характеристик гидротурбин, агрегатных блоков и ГЭС в целом. Вариант 5

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Новосибирский Государственный Технический университет

Кафедра «Систем электроснабжения предприятий»

Практическое задание №4

«ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИДРОАГРЕГАТОВ»

вариант 5

Выполнил: Грибов М. А.

Группа: Эн2-94

Преподаватель: Митрофанов С.В.

Дата сдачи:

Новосибирск 2012

Цель работы: Изучение энергетических характеристик гидротурбин, агрегатных блоков и ГЭС в целом.

Таблица 1

Исходные данные

1.  Расходная характеристика.

Значения КПД и соответствующие значения мощности определяем методом линейной интерполяции по эксплуатационной характеристике турбины (прил. 1), по заданным значениям минимального, расчетного и максимального напоров. Значение расхода определяется выражением:

                                                                                                    (1)

Таблица 2

Расходная характеристика

1 гидроагрегат						2 гидроагрегата
Hmin=27		Hp=31		Hmax=33		Hmin=27		Hp=31		Hmax=33
Q	N	Q	N	Q	N	Q	N	Q	N	Q	N
1,1584	27	1,2331	33	1,2988	37	2,3167	54	2,4662	66	2,5976	74
1,315	31	1,367	37	1,3883	40	2,6301	62	2,7341	74	2,7766	80
1,4682	35	1,498	41	1,5102	44	2,9365	70	2,996	82	3,0203	88
1,701	41	1,6622	46	1,6294	48	3,402	82	3,3244	92	3,2587	96
1,9288	47	1,8943	53	1,8467	55	3,8575	94	3,7887	106	3,6934	110
3,283	80	3,5742	100	3,6934	110	6,566	160	7,1484	200	7,3867	220
3,8999	94	4,3362	120			7,7998	188	8,6724	240

3 гидроагрегата
Hmin=27		Hp=31		Hmax=33
Q	N	Q	N	Q	N
3,4751	81	3,6993	99	3,8963	111
3,9451	93	4,1011	111	4,1649	120
4,4047	105	4,494	123	4,5305	132
5,1031	123	4,9866	138	4,8881	144
5,7863	141	5,683	159	5,54	165
9,849	240	10,723	300	11,08	330
11,7	282	13,009	360

Построение рабочей характеристики станции с линиями включения агрегатов рассматривается для случая, когда рабочие характеристики всех агрегатов станции одинаковы. Тогда рабочей характеристикой станции при включении одной машины является рабочая характеристика агрегата. При подключении z агрегатов координаты точек характеристики станции по оси абсцисс увеличиваются в z раз. Точки пересечения рабочей характеристики станции при изменении числа работающих агрегатов называются точками включения.

Рис.1 Расходная характеристика станции

2.  Рабочая характеристика гидротурбины

Для построения рабочей характеристики гидроагрегата необходимо эксплуатационную характеристику рассечь изолиниями и спроектировать точки пересечения секущих с изолиниями КПД на ось абсцисс для определения значений Nагр.

Таблица 6

Рабочая характеристика станции

1 гидроагрегат						2 гидроагрегата		3 гидроагрегата
Hmin=27		Hp=31		Hmax=33		Hp		Hp
N	h	N	h	N	h	N	h	N	h
27	88	33	88	37	88	66	88	99	88
31	89	37	89	40	89	74	89	111	89
35	90	41	90	44	90	82	90	123	90
41	91	46	91	48	91	92	91	138	91
47	92	53	92	55	92	106	92	159	92
80	92	100	92	110	92	200	92	300	92
94	91	120	91			240	91	360	91

Рис.5 Рабочая характеристика гидротурбины

3.  Характеристика удельного расхода.

Пусть нам известна величина расхода воды Q, проходящего через турбины ГЭС при работе ее с некоторой мощностью. Разделив этот расход на величину мощности ГЭС, мы получим удельный расход на 1 кВт мощности, т.е.

                                                          ,[м³/сек*кВт]                                         (2)

Таблица 7

Характеристика удельного расхода

К расчету удельных расходов													К расчету удельных расходов 2агр
Hmin=27			Hp=31				Hmax=33						Hmin=27		Hp=31		Hmax=33
qn		N	qn		N		qn			N			qn	N	qn	N	qn	N
0,0429		27	0,0374		33		0,0351			37			0,0429	54	0,0374	66	0,0351	74
0,0424		31	0,0369		37		0,0347			40			0,0424	62	0,0369	74	0,0347	80
0,0419		35	0,0365		41		0,0343			44			0,0419	70	0,0365	82	0,0343	88
0,0415		41	0,0361		46		0,0339			48			0,0415	82	0,0361	92	0,0339	96
0,041		47	0,0357		53		0,0336			55			0,041	94	0,0357	106	0,0336	110
0,041		80	0,0357		100		0,0336			110			0,041	160	0,0357	200	0,0336	220
0,0415		94	0,0361		120								0,0415	188	0,0361	240
К расчету удельных расходов 3агр
Hmin=27				Hp=31				Hmax=33
qn	N			qn		N		qn	N
0,0429	81			0,0374		99		0,0351	111
0,0424	93			0,0369		111		0,0347	120
0,0419	105			0,0365		123		0,0343	132
0,0415	123			0,0361		138		0,0339	144
0,041	141			0,0357		159		0,0336	165
0,041	240			0,0357		300		0,0336	330
0,0415	282			0,0361		360

Рис.6 Характеристика удельного расхода

4.  Дифференциальная характеристика.

Эксплуатационная расходная характеристика ГЭС может быть перестроена в дифференциальную расходную характеристику. Пусть нам известна величина расхода воды Q, проходящего через турбины ГЭС при работе ее с некоторой мощностью. Разделив прирост этого расхода на величину соответствующего прироста мощности ГЭС, мы получим относительный расход на 1 кВт мощности.

Таблица 8

Дифференциальная расходная характеристика (H min=27)

1			2			3
dQ	dN	qa	dQ	dN	qa	dQ	dN	qa
0,1339	4	0,0335	0,2679	8	0,0335	0,4018	12	0,0335
0,131	4	0,0327	0,2619	8	0,0327	0,3929	12	0,0327
0,1642	5	0,0328	0,3284	10	0,0328	0,4926	15	0,0328
0,2321	7	0,0332	0,4643	14	0,0332	0,6964	21	0,0332
1,6799	47	0,0357	3,3598	94	0,0357	5,0397	141	0,0357
0,762	20	0,0381	1,524	40	0,0381	2,2859	60	0,0381

Рис.7 Дифференциальная характеристика

Вывод: Выполнив практическое задание изучили энергетические характеристики гидротурбин, агрегатных блоков и ГЭС в целом. Энергетические характеристики отражают процесс преобразования подведенной энергии в полезную энергию в зависимости от определенных параметров (количество включенных агрегатов, режима работы). Значения мощности и КПД, полученные при различных напорах на рабочей характеристике, представлены в табл.2. Значения расхода и мощности для точек оптимального включения при различных напорах можно определить графически.