Реконструкция Шершневской малой ГЭС с выбором гидромеханического оборудования

 

Таблица 16 – Основные технические характеристики гидроагрегатов ЗАО

“МНТО ИНСЭТ” с пропеллерными турбинами для МГЭС

Параметры	Тип пропеллерного гидроагрегата
	ГА-1	ГА-8
Мощность, кВт	100-330	150-1800
Продолжение таблицы 16
Параметры	Тип пропеллерного гидроагрегата
	ГА-1	ГА-8
Напор, м	3,5-9	4-18
Расход, м3/с	2,0-8,0	2,5-11
Частота вращения ротора, мин-1	200-500	1000
Номинальное напряжение, В	400	6000/10000
Номинальная частота, Гц	50±2,5	50±2,5

 

Таблица 17 – Комплектность поставки и массовые характеристики гидроагрегатов

ЗАО “МНТО ИНСЭТ” с радиально-осевыми турбинами для МГЭС

Наименование	Масса, кг
	ГА-2	ГА-4	ГА-9	ГА-11
1. Гидротурбина с радиально-осевым  рабочим колесом	1300	1350	3300	6500
2. Труба и диффузор	400	400	600	700
3. Генератор (в зависимости от мощности)	2000-2600	1500-2400	12000-17000	15000-30000
4. Система автоматического управления	160-200	160-200	160-200	160-200

 

Таблица 18 – Комплектность поставки и массовые характеристики

гидроагрегатов ЗАО “МНТО ИНСЭТ” с пропеллерными турбинами для МГЭС

Параметры	Масса, кг
	ГА-1	ГА-8
1. Гидротурбина с  рабочим колесом	3980	7000
2. Труба и диффузор	1430	-
3. Противоразгонное устройство	1850	1850
4. Генератор (в зависимости от  мощности)	1320-2600	2600-3400
5. Система автоматического управления	160-200	160-200

 

1 – гидротурбина; 2 – мультипликатор; 3 – противоразгонное устройство;   4 – генератор; 5 – шкафы генераторного ввода и устройства возбуждения;                6 –система автоматического управления.

Рисунок 26 – Гидроагрегат ГА-1 с пропеллерной турбиной

 

 

1 – гидротурбина; 2 – противоразгонное устройство; 3 – генератор;               4 – система автоматического управления; 5 – колено; 6 – переходник;                      7 – диффуэор.

Рисунок 27 – Гидроагрегат ГА-8 с пропеллерной турбиной:

ОАО «Силовые машины» для использования энергии малых водотоков предлагают стандартные турбины для малых ГЭС, а также спроектированные в соответствии с условиями конкретного Заказчика.

На предприятии ОАО «Силовые машины» разрабатываются следующие типы малых гидротурбин: вертикальные осевые, горизонтальные S-образные осевые, вертикальные радиально-осевые, горизонтальные радиально-осевые, горизонтальные ковшовые. Область применения гидротурбин представлена на рисунке 28.

 

Рисунок 28 – Область применения малых гидротурбин ОАО «Силовые машины»

 

Осевые турбины выполняются, как правило, однорегулируемыми, т.е. с регулируемым направляющим аппаратом и с переставляющимися на оставленном агрегате лопастями рабочего колеса. Типоразмеры стандартных гидротурбин (таблица 19)  определены на основании проработки большого числа объектов в России, на которых могут быть установлены малые турбины, так же возможно и индивидуальное проектирование (таблица 20) [23]. За стандартные приняты типоразмеры, потребность в которых может возникать чаще всего. Осуществляется комплексная поставка агрегатов, в объем которой входят: гидротурбина, система автоматического управления, предтурбинный затвор, генератор с системой возбуждения.

 

Таблица 19 – Технические характеристики стандартных гидротурбин ОАО

“Силовые машины”

Основные характеристики	Пропеллерная S-образная (поворотно-лопастная) турбина	Вертикальная пропеллерная (поворотно-лопастная) турбина	Горизонталь-ная радиально-осевая турбина	Горизонталь-ная ковшовая турбина
Наименование	ПР(ПЛ)М S20-160	ПР(ПЛ) М20В-160	РО М100-85	КМ 350Г-110
Диаметр рабочего колеса, м	1,6	1,6	0,85	1,10
Напор, м	5,0-15,0	5,0-15,0	20,0-70,0	100,0-350,0
Расход, м3/с	5,0-15,0	5,0-15,0	1,5-5,3	0,2-1,05
Мощность, МВт	0,5-2,0	0,5-2,0	0,5-2,0	0,5-2,1

 

                      а)                                                                 б)

           

 

 

 

                                в)                                                            г)

     

 

а – пропеллерная S–образная ПЛ турбина; б – вертикальная пропеллерная ПЛ турбина; в – горизонтальная ковшовая турбина; г – горизонтальная радиально-осевая турбина.

Рисунок 29 – Стандартные гидротурбины ОАО «Силовые машины»

 

Таблица 20 - Технические характеристики индивидуально спроектированных

гидротурбин ОАО “Силовые машины”

Основные характеристики	Марки гидротурбин
	РО 140-В-112	ПЛ 15-В-270	РО 70-Г-46	К 200-Г2-114,3
Диаметр рабочего колеса, м	1,12	2,7	0,46	1,14
Напоры, м максимальный расчетный минимальный	88,8 79,6 79,0	13,1 12,6 11,6	72,3	183,0 180,0 173,3
Мощность, МВт	7,25	4,3	0,53	1,56
Частота вращения номинальная, об/мин	600,0	180,0	1200,0	500,0

 

ООО Компания ЛМВ Ветроэнергетика основана в 1992 году. Одним из основных направлений деятельности фирмы является проектирование, изготовление, комплектная поставка, монтаж, пуско-наладочные работы, гарантийное и послегарантийное обслуживание оборудования для микро и малых ГЭС. К настоящему моменту освоен выпуск гидроагрегатов единичной мощностью от 100 до 5000 кВт на напоры от 3,5 до 450 м. Кроме того, фирмой изготовлено свыше 150 микро ГЭС-10 мощностью до 10 кВт и 10 микро ГЭС-50 мощностью до 50 кВт [24].

Имеется успешный опыт эксплуатации оборудования на перепадах уже существующих плотин, каналов, систем водоснабжения и водоотведения промышленных предприятий и объектов городского хозяйства, очистных сооружений, оросительных систем и питьевых водоводов. Основные технические решения, использованные при создании оборудования, выполнены на уровне изобретений и защищены патентами. Оборудование изготавливается серийно, отличается высокими технико-эксплуатациооными показателями и доступными ценами [48].

«ЛМВ» предлагает [24]:

1. Микрогидроэлектростанции с пропеллерным рабочим колесом:

- мощностью до 10кВт (МГЭС-10Пр) на напор 2,0-4,5 м и расход        0,07-0,14 м3/с;

- мощностью до  10кВт (МГЭС-10Пр) на напор 4,0-10,0 м и расход        0,10-0,21 м3/с;

- мощностью до  15кВт (МГЭС-15Пр) на напор 1,75-3,5 м и расход        0,10-0,20 м3/с;

- мощностью до 15кВт (МГЭС-15Пр) на напор 3,5-7,0 м и расход        0,15-0,30 м3/с;

- мощностью до  50кВт (МГЭС-50Пр) на напор 2,0-10,0 м и расход        0,36-0,80 м3/с.

2. Микрогидроэлектростанции с диагональным рабочим колесом:

- мощностью до 20кВт (МГЭС-20ПрД) на напор 8-18 м и расход         0,08-0,17 м3/с.

3. Гидроагрегаты для малых ГЭС:

- гидроагрегаты  с осевыми турбинами (ГА-1, ГА-8, ГА-13) мощностью  до 2000 кВт;

- гидроагрегаты  с радиально-осевыми турбинами (ГА-2, ГА-4, ГА-9,    ГА-11) мощностью до 5500 кВт;

- гидроагрегаты  с ковшовыми турбинами (ГА-5, ГА-10) мощностью        до 3500 кВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                  

 

7 Схемы реконструкции и пристроя малых ГЭС к напорным гидроузлам

 

 

7.1 Схема пристроя малой ГЭС Шершневского гидроузла

 

7.1.1 Описание месторасположения гидроузла.  

 

Гидроузел расположен на р. Миасс и является конечным в каскаде зарегулированных водоёмов, предназначенных для водоснабжения Челябинского промышленного района, находится в черте г. Челябинск в 150 км ниже Аргазинского гидроузла, в 362 км от устья реки.

Строительство Шершневского гидроузла производилось по проекту Ленинградского Водоканалпроекта, разработанному в 1962 году. Энергетическая установка была пущена в эксплуатацию в июне 1969 г. и в маловодном 1975 году остановлена из-за отсутствия воды.

.

7.1.2 Климатические условия

 

Рассматриваемый район находится в Южном Зауралье и характеризуется резко континентальным климатом, для которого типичным являются резкие колебания метеорологических факторов в разные сезоны года.

Климат района г. Челябинск резко континентальный. Средне-месячная и годовая температуры  (° С ) воздуха приведены в таблице 21.

 

Таблица 21 – Годовая температура воздуха г.Челябинск

1	11	111	1V	V	V1	V11	V111	1X	X	X1	X11	Год
-16,4	-14,1	-8,4	2,7	11,4	16,7	18,1	16,0	10,2	2,2	-6,7	-13,4	1,5

 

Абсолютные максимальные и минимальные температуры соответственно равны  39°С и  - 44°С . Среднегодовая температура – 1,8°С. Продолжительность теплого периода (с температурой выше 0°С) в среднем по району 196-198 дней и холодного 168-169 дней.

Наибольшая глубина промерзания глинистых и суглинистых грунтов  190 см, песчаных и суглинистых  230 см.

Средняя годовая сумма осадков  520 мм, максимальное суточное количество осадков  - 88 см.

Годовое количество осадков по Миасской метеостанции, приведенные к 42-летнему периоду наблюдений по Челябинску, приведены в таблице 22

 

Таблица 22 – Годовое количество осадков по г.Челябинску в мм

1	11	111	1V	V	V1	V11	V111	1X	X	X1	X11	Год
14	9	15	21	43	97	135	70	40	32	17	19	446