urzÄ dzenia elektrowni wodnej urzÄ dzenia elektrowni wodnej
urzÄ dzenia elektrowni wodnej urzÄ dzenia elektrowni wodnej
urzÄ dzenia elektrowni wodnej urzÄ dzenia elektrowni wodnej
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
OBIEKTY ELEKTROWNI WODNEJ
RÓWNANIE BERNOULLIEGORównanie Bernoulliego opisuje ruch płynu i ma trzy składowe:- składow prdkoci - (energia kinetyczna ruchu),- składow połoenia (wysokoci) - (energia potencjalna),- składow cinienia - (praca przetłaczania)Poniej s przedstawione trzy postacie tego równania:- równanie energii,- równanie wysokoci,- równanie cinienia.Woda jest płynem nieciliwym, wic jest uzasadnionezastosowanie równania Bernoulliego
RÓWNANIE BERNOULLIEGOPierwsza posta równania - równanie energiim ⋅ w2 + m⋅g⋅z+ p⋅V2=constgdzie: - m - masa płynu, kgw - prdko przepływu płynu, m/sz - wysoko połoenia rodka masy płynu, mp - cinienie całkowite, PaV - objto masy m płynu, m 3Inna posta równania energiiw 2 p+ g⋅z+2 ρ= constmρ =V- gsto masy, kg/m 3
RÓWNANIE BERNOULLIEGODruga posta równania - równanie wysokociw 2 p+ z + const2⋅gγ=gdzie: γ = g⋅ρ- ciar właciwyw 22⋅gzpγ- wysoko prdkoci, m- wysoko połoenia, m- wysoko cinienia, mTrzecia posta równania - równanie cinieniaρ⋅ w 2 + ρ⋅g⋅z+ p2=const
ENERGIA CIEKU I MOC ELEKTROWNI WODNEJ
ENERGIA CIEKU I MOC ELEKTROWNI WODNEJ
ENERGIA CIEKU I MOC ELEKTROWNI WODNEJ
URZDZENIA I UKŁADY TECHNOLOGICZNE ELEKTROWNI WODNYCH1) CIG WODNYCIG WODNY- Krata i kanał doprowadzajcy,- Komora turbinowa (spiralna, otwarta),- Rura ssawna i wylot wody,- Doprowadzenie wody do <strong>elektrowni</strong>:- sztolnia,- komora wyrównawcza,- rurocig cinieniowy,- klapa odcinajca (zamykajca), zasuwa
URZDZENIA I UKŁADY TECHNOLOGICZNE ELEKTROWNI WODNYCH2) BLOK ENERGETYCZNY- Układ poziomy, pionowy, ukony,- Turbina- Peltona,- Francisa,- migłowa (propelerowa), Kaplana,- Deriaza,- Banki-Michela- Generator- synchroniczny - wolnoobrotowy, szybkoobrotowy- asynchroniczny - szybkoobrotowy, małej mocy
URZDZENIA I UKŁADY TECHNOLOGICZNE ELEKTROWNI WODNYCH3) UKŁADY REGULACYJNEUKŁADY REGULACYJNE- Kierownica i wirnik turbiny (łopatki kierownicy i wirnika - ktustawienia - regulacja mocy)- Regulacja przepływu wody (klapy, zasuwy odcinajce- uruchamianie i zatrzymywanie bloku, zmiana stanu pracy,pneumatyczne oprónianie komór turbiny, ... )- Regulacja prdkoci obrotowej bloku (regulacjaczstotliwoci napicia i prdu) - podczas pracy <strong>elektrowni</strong>na sie wydzielon
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJ
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJDoprowadzenie wody do turbinysztolnia + rurocig+ krata zabezpieczajca z progiem przeciwrumowiskowym+ klapa zamykajcaRurocig stalowy- rednica - do 7 - 8 m - zalena od wielkoci maksymalnego przepływuwody (moc <strong>elektrowni</strong>)- przepływ wody: prdko - do 10 m/s, natenie - do 200 m 3 /s- wymagana wysoka wytrzymało konstrukcyjna- due masy wody,- wytrzymanie uderzenia hydraulicznego po zamkniciu dopływuwody do turbiny po wyłczeniu generatoraIstniej <strong>elektrowni</strong>e, w których nie ma rurocigu. S to <strong>elektrowni</strong>ena terenach nizinnych
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJ
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJIstniej <strong>elektrowni</strong>e, w których nie ma rurocigu. S to <strong>elektrowni</strong>ena terenach nizinnych.Poniszy przykład - Elektrownia Dbe na rzece Narew
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJSztolnia- Sztolnia bezcinieniowa (otwarta)Przepływ wody odbywa si o swobodnym zwierciadle wody- Sztolnia cinieniowaSztolnia cinieniowa - przekroje poprzeczne sztolni s wypełnione wodna całej długoci.Najbardziej właciwy kształt przekroju poprzecznego sztolni jest przekrójkołowy- ze wzgldów wytrzymałociowych- oraz hydraulicznych.Wewntrzna obudowa sztolni:- betonowa,- elbetowa,- betonowa opancerzona
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJ- Komora wyrównawcza- Uderzenie hydrauliczne wody moe zniszczy sztolni cinieniowwraz z zapor wodn.- Zabezpieczeniem przed uderzeniem hydraulicznym w sztolni jestkomora wyrównawcza.Dla krótkich rurocigów i niewielkich prdkoci przepływu wodynie ma potrzeby budowania komory wyrównawczej.Komory wyrównawcze mog by instalowane zarówno w sztolniachdoprowadzajcych wod do <strong>elektrowni</strong> (tzw. komory górne) ) jak tew sztolniach odpływowych - niskocinieniowych (tzw. komory dolne- gdy ich długo jest nie mniejsza ni 150 m)
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJWarunek stosowania komorywyrównawczejt = vL s/(gH)v - prdko przepływuwody w sztolni, m/s,H - spad wody, m,L s- długo sztolni, m,g - przypieszenie ziemskie,m/s 3t < 4 sek - mona komory niestosowa
Uderzenie hydrauliczneURZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJ
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJ.Krata zabezpieczajca z progiem przeciwrumowiskowym- Zadaniem kraty jest nie dopuci, aby do turbiny dostały si niesione nz wod czci stałe (np.: rumowisko, drewno, itp.)- Próg przeciwrumowiskowy zatrzymuje niesione z wod rumowisko skalne- Krata i próg wymagaj systematycznego oczyszczania
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJKlapa zamykajcaTurbina z komor limakowaKierownicaRura ssawna
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJKlapa zamykajca dopływ wody do turbiny- Zamykanie dopływu wody jest w planowych wyłczeniach blokuenergetycznego oraz w wyłczeniach awaryjnych.- W wyłczeniach planowych jest powolne zamykanie klapy, takie,aby nie nastpiło uderzenie hydrauliczne w rurocigu doprowadajcymwod ze zbiornika górnego.- Wyłczenia awaryjneKonieczne jest szybkie zamknicie dopływu wody do turbiny.Po odłczeniu generatora od sieci turbozespół (blok turbiny z generatorem)bez wyłczenia dopływu wody ulegnie rozbiegniciu (!), wskutek czegonastpi zniszczenie urzdze (działanie(sił odrodkowych w turbiniei w generatorze, wejcie w stref rezonansu mechanicznego, , ... )
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJWyprowadzenie wody z turbiny do dolnego zbiornikaRura ssawnaRura ssawna jest nieodłcznym elementem konstrukcyjnymturbin reakcyjnych.Zapewnia uzyskanie wysokiej sprawnoci turbiny.Nie wolno dopuci do tego, , aby w rurze ssawnej nastpiło przerwaniecigłoci strugi wody (!!!). Grozi to zniszczeniem rury ssawnej i turbiny.S róne rozwizania konstrukcyjne rur ssawnych.
GENERATORY (PRDNICE)URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJW duych <strong>elektrowni</strong>ach - w wikszoci przypadków - w <strong>elektrowni</strong>achz turbinami reakcyjnymi s generatory synchroniczne wolnoobrotoweGeneratory wolnoobrotowe- dua liczba par biegunów (do kilkudziesiciu par),- due gabaryty (rednice),- zamontowane na wspólnym wale z turbin wodn.W małych <strong>elektrowni</strong>ach i w mikro<strong>elektrowni</strong>ach - najczciej generatoryasynchroniczne - szybkoobrotoweGeneratory szybkoobrotowe- do 4 par biegunów,- małe gabaryty,- najczciej połczone z turbin przez przekładni obrotów (zbat,pasow, klinow).
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJWidok generatora wolnoobrotowego (prdnicy) w przekrojuGenerator wolnoobrotowyz du liczb par biegunówObroty synchroniczne75 obr/min - 40 par biegunów100 obr/min - 30 par biegunów150 obr/min - 20 par biegunów. . .300 obr/min - 10 par biegunów. . .1000 obr/min - 3 pary biegunówDla 1 pary biegunów (turbogeneratory w EC):3 000 obr/min - czstotliwo 50 Hz. . .________________________
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJ - TURBINYTYPY TURBIN WODNYCHTURBINY AKCYJNETurbiny Peltona, , Banki-MichelaZamieniaj energi kinetyczn napływajcej strugi <strong>wodnej</strong>na energi mechaniczn ruchu obrotowego.Budowane na wysokich spadach wodyTURBINY REAKCYJNETurbiny Francisa, Kaplana (promieniowopromieniowo-osiowe, osiowe, osiowe),Zamieniaj energi potencjaln napływajcej strugi <strong>wodnej</strong>na energi mechaniczn ruchu obrotowego.Budowane na rednich i niskich spadach wody), Deriaza
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJ - TURBINYTurbina FrancisaKIEROWNICEZMIENNY KTUSTAWIENIAŁOPATEKKIEROWNICYOsigana wysokasprawnoŁOPATY WIRNIKATURBINA FRANCISAReakcyjnaPrzepływ wody- promieniowo-osiowyosiowyStosowanado spadów od niskichdo rednichH {20m - 350 (500) m}Przepływ wodypromieniowo-osiowyosiowyWirnikniskospado-wej turbinyduej mocy
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJ - TURBINYTurbina PeltonaTURBINA PELTONAAkcyjnaNapływ wody na czaszełopatek. Zamiana energiikinetycznej wody na energikinetyczn ruchuobrotowegoStosowana do spadówod rednichdo najwyszychH {300 m - 2000 m}Wirnikturbiny duejmocy
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJ - TURBINYTurbina PeltonaModel bloku energetycznego
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJ - TURBINYTurbina Banki MichellaWidok aksonometrycznyZasada działania
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJ - TURBINYTurbina Banki Michella- Turbina małej mocy - w małych <strong>elektrowni</strong>achwodnych i w mikro<strong>elektrowni</strong>ach- Sterowanie prac za pomoc kierownicy- Szeroki strumie wody przepływajcy dwukrotnieprzez palisad wirnika- Płaska charakterystyka sprawnoci- Stosowane do spadów od 2 do 50m- Polska odmiana - turbina Stellera - do wykonaniametod „gospodarcz”
URZDZENIA ELEKTROWNI WODNEJ - TURBINYDANE KONSTRUKCYJNE I EKSPLOATACYJNETURBIN WODNYCHDobór typu turbiny jest zaleny od wysokoci spadu wodyoraz od natenia przepływu wody