水力發(fā)電技術(shù)分解PPT課件

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1、1第一節(jié) 水力發(fā)電簡述 水力發(fā)電是利用河流、湖泊等位于高處具有位能的水流至低處，將其中所含之位能（勢能）轉(zhuǎn)換成水輪機的動能，再以水輪機為原動力，推動發(fā)電機產(chǎn)生電能。利用水力(具有水頭)推動水力機械(水輪機)轉(zhuǎn)動，將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。第1頁/共30頁2第二節(jié)水力發(fā)電特點優(yōu)點：清潔能源效率高 成本低防洪 灌溉 改善航運 水產(chǎn)養(yǎng)殖 缺點：工程投資大 建設(shè)周期長 受自然條件的影響較大 大型工程對環(huán)境 生態(tài)影響較大 第2頁/共30頁3第三節(jié) 水能資源的開發(fā)方式壩式開發(fā)：在河流峽谷處，攔河筑壩，壩前壅水，在壩址處集中落差形成水頭。適用于河道坡降較緩，流量較大，有筑壩建庫條件的河段。引水式開發(fā)：適用于河道坡

2、降較大、流量較小的山區(qū)河段?；旌鲜介_發(fā)：同時采用壩和引水道共同集中落差形成水頭的開發(fā)方式。潮汐水能開發(fā)：利用海洋漲、落潮形成的水位差引海水發(fā)電的方式。第3頁/共30頁4TuesdayWednesdayFriday第四節(jié) 水電站的基本類型按水電站利用水頭的大?。焊咚^（70米以上）中水頭（ 15-70米）和低水頭（低于15米）水電站。 按水電站裝機容量的大小，可分為： 大型中型和小型水電站。一般裝機容量5 000kW以下的為小水電站，5 000至10萬kW為中型水電站，10萬kW或以上為大型水電站,或巨型水電站。 按水電站的開發(fā)水頭手段：可分為壩式水電站、引水式水電站、混合式水電站、潮汐電站和抽

3、水蓄能電站三種基本類型。第4頁/共30頁5水力發(fā)電示意圖第5頁/共30頁6裝機容量電力系統(tǒng)的總裝機容量是指該系統(tǒng)實際安裝的發(fā)電機組額定有功功率的總和。水電站分類壩后式水電站第6頁/共30頁7壩后式水電站三峽水電站第7頁/共30頁8河床式水電站葛洲壩水電站第8頁/共30頁9第五節(jié) 水力發(fā)電技術(shù)研究 總 述水電機組技術(shù)水電設(shè)備（水電機組勵磁裝置技術(shù)、微型水力發(fā)電機組含負荷調(diào)節(jié)器技術(shù)、水電站機組保護技術(shù)等）（中國水電設(shè)備制造業(yè)目前已形成約 800 萬千瓦的年生產(chǎn)能力。其中，哈爾濱電機廠有限責任公司和東方電機股份有限公司在三峽工程的拉動下，年生產(chǎn)能力合計已達到 600 萬千瓦，其他中小水電設(shè)備制造廠的

4、能力約為 200 萬千瓦。）第9頁/共30頁10總述： 我國水電裝機容量和年發(fā)電量世界第一，但仍存在難題。我國自1910年云南石龍壩水電站開工興建以來，水電發(fā)展經(jīng)歷了艱難而輝煌的百年征程。 目前，已建在建30米以上的大壩近5200座，其中壩高100米以上的大壩140多座，水電裝機容量突破2億千瓦，水電裝機容量和年發(fā)電量穩(wěn)居世界第一。 由于我國水電資源時空分布特點決定了水電開發(fā)面臨挑戰(zhàn)的獨特性和復雜性。水電開發(fā)主要面臨以下四類問題。第10頁/共30頁11 第一類：復雜區(qū)域地質(zhì)條件下高壩工程防震抗震安全問題。西南地區(qū)地震烈度高且地震頻繁，崩塌、滑坡、泥石流等物理地質(zhì)作用強烈，地質(zhì)災(zāi)害活動頻繁，工程

5、安全，尤其是高壩防震抗震安全已成為西南地區(qū)水電工程建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)問題。第11頁/共30頁12 第二類問題：復雜工程地質(zhì)條件下大型水電工程建設(shè)技術(shù)難題。 諸如流域梯級水電站的洪水安全問題，高水頭大流量泄洪消能難題，高壩工程筑壩技術(shù)難題，高邊坡及深覆蓋層地基處理難題，高邊墻大跨度地下工程的技術(shù)難題，大容量水電機組的設(shè)計、制造、安裝難題，連續(xù)高效機械化施工技術(shù)等。我國正在規(guī)劃設(shè)計或建設(shè)的一批200米級300米級高壩、上百座百萬千瓦級大型水電站大都集中在大江大河的上中游。高海拔高原高寒地區(qū)建設(shè)這些大型水電工程，需要研究破解一系列復雜技術(shù)難題。 第12頁/共30頁13 第三類問題：水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護

6、之間的協(xié)調(diào)關(guān)系問題。 第四類問題：水電開發(fā)與水庫移民安置之間的協(xié)調(diào)關(guān)系問題。第13頁/共30頁14水電機組技術(shù)水電機組勵磁裝置技術(shù)微型水力發(fā)電機組技術(shù)農(nóng)村水電站機組過速保護技術(shù)小水電技術(shù)分析水電站計算機監(jiān)控技術(shù)系統(tǒng)數(shù)字化水電站我國農(nóng)村水電站自動化勵磁裝置：勵磁裝置是指同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)中除勵磁電源以外的對勵磁電流能起控制和調(diào)節(jié)作用的電氣調(diào)控裝置。大型中小型抽水蓄能第14頁/共30頁15微型水力發(fā)電機組（含負荷調(diào)節(jié)器）技術(shù)微型水電機組常常用于偏遠的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，尤其是在發(fā)展中國末。因此，它們一般總是與電網(wǎng)隔斷的。其技術(shù)特性要求調(diào)節(jié)器能使電源頻率保持在用戶可以接受的水平。 農(nóng)村水電站機組過速保護技術(shù) 農(nóng)

7、村水電站裝機容量小，多為 單 機 5ookW 以下的低壓 機組，繼電保護十分簡 單 ，幾乎都沒有設(shè)置自動調(diào)速器，機組的有關(guān)操作全靠運行人員手動完成 。由于農(nóng)村水電 站的自動化程度較低，故一旦發(fā)生甩負荷跳閘 (或 其 他原 因 引起 跳 閘)，運行人員往往手忙腳亂地關(guān)閉水輪機導水葉(或針閥)，但 機組仍然難免發(fā)生“飛車”、過電壓等事故。農(nóng)村水電站機組過速保護技術(shù)能夠改善農(nóng)村水電站 的運行條件 ，防止因飛車”及過電壓等事故所造成 的損 失 ，同時也可以減輕運行人員的勞動強度。第15頁/共30頁16 小水電技術(shù)分析 小水電技術(shù)主要以水輪機的能量轉(zhuǎn)化實現(xiàn)，通過水輪機實現(xiàn)水能轉(zhuǎn)化為機械能這一過程；水輪機

8、的正常工作運轉(zhuǎn)，能夠帶動發(fā)電機或其他系統(tǒng)設(shè)施、設(shè)備等實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。 水電站計算機監(jiān)控技術(shù)系統(tǒng) 數(shù)字化水電站 我國農(nóng)村水電站自動化 第16頁/共30頁17水電設(shè)備產(chǎn)業(yè)分析： 據(jù)不完全統(tǒng)計，中國已投產(chǎn)的大中型各類水力發(fā)電機組有混流機組 301臺、軸流機組 55 臺、抽水蓄能機組 25 臺、貫流機組 83 臺。目前，我國在建和擬建的眾多巨型電站和單機容量在 70 萬80 萬千瓦的特大機組共計 120 臺。根據(jù)規(guī)劃，在 2020 年前，中國將投產(chǎn)的單機容量在 70 萬80 萬千瓦的混流機組約有 150 臺，單機容量在 30 萬40 萬千瓦的抽水蓄能機組約有 150 臺，單機容量在 3 萬6 萬千瓦的大

9、型貫流機組約有 150 臺。由此可見中國水電建設(shè)和發(fā)展已進入“黃金時代”。按照國家電力發(fā)展規(guī)則的安排，在 2020 年以前中國將投產(chǎn)的單機容量在 70 萬80 萬千瓦的大型混流機組約有 150 臺，并將從三峽機組的 100 米水頭段、70 萬千瓦級，提高技術(shù)參數(shù)達到 20300 米水頭段、80 萬100 萬千瓦級的更大型機組。未來十年水電建設(shè)將實現(xiàn)“加速跑”，全國新增裝機容量將達 1.8 億千瓦。而目前三峽水電站總裝機容量為 1820 萬千瓦，新增裝機容量相當于 10 個三峽電站。到 2020 年，我國投入運行的 70 萬千瓦及以上容量的超大水電機組總計將超過 100 臺。第17頁/共30頁1

10、8水利專家第18頁/共30頁19 陳祖煜，1943年2月生于重慶。 1966年畢業(yè)于清華大學，1991年在清華大學獲博士學位。 水利水電、土木工程專家。中國水利水電科學研究院教授級高工。兼任中國土木工程學會土力學及巖土工程分會副理事長。 2005年當選為中國科學院院士。 陳祖煜發(fā)展完善了邊坡穩(wěn)定分析理論，解決了中國小灣、天生橋等多個大型工程滑坡險情的工程措施難題。 曾榮獲國家科技進步二、三等獎各1項、電力部科技進步一等獎2項、水利部科技進步二等獎1項、云南省科技進步二等獎1項、茅以升土力學與基礎(chǔ)工程大獎1項。第19頁/共30頁20第20頁/共30頁21第21頁/共30頁22 陳厚群，1932年

11、5月生于江蘇省無錫。 1950年至1952年在清華大學學習，1958年畢業(yè)于蘇聯(lián)莫斯科動力學院。水工結(jié)構(gòu)專家。 19811984年曾在美國芝加哥哈扎工程公司結(jié)構(gòu)部任高級工程師、伯克利加州大學進修。 現(xiàn)任中國水利水電科學研究院高級工程師、學位委員會副主席、工程抗震研究中心主任。 歷任水利水電科學研究院工程師，抗震防護研究所副所長、所長、高級工程師，中國科學院結(jié)構(gòu)振動開放實驗室主任等職。第22頁/共30頁23第23頁/共30頁24 譚靖夷，1921.11.06生于湖南省衡陽縣。 水利水電工程施工專家。 為中國水利水電第八工程局顧問、教授級高級工程師。水利水電工程施工專家。 中國工程院院士。 長期從

12、事水利水電工程建設(shè)。主持建成大壩8座，水電站總裝機容量163萬KW，灌溉農(nóng)田150 萬畝。1997年當選為中國工程院院士。第24頁/共30頁25第25頁/共30頁26馬洪琪1942.8.23生于上海市。1967年畢業(yè)于清華大學。水利水電施工專家。曾任水電十四局總工程師?，F(xiàn)任云南瀾滄江水電開發(fā)有限公司總工程師。主持和參加建設(shè)魯布革電站、漫灣電站、廣州抽水蓄能電站、浙江天荒坪抽水蓄能電站、大朝山電站、黃河小浪底、長江三峽水利樞紐等大型水電工程20余座，探索并完善了各種地下工程和各類土石壩施工技術(shù)。第26頁/共30頁271984年從喀麥隆回國后，馬洪琪就參加了魯布革水電站的建設(shè)。魯布革水電站是新中國

13、水電事業(yè)第一次引進外資的工程，是對當時勞動密集、設(shè)備簡陋的傳統(tǒng)施工方式的革命，創(chuàng)造了舉世矚目的“魯布革沖擊波”：1986年，他又參加了漫灣電站的建設(shè)，漫灣電站第一次采用了省、部合資建設(shè)的方式，第一次運用了業(yè)主負責制、招標投標制、建設(shè)監(jiān)理制和合同管理制，完善了魯布革的經(jīng)驗，探索了具有中國特色的水利水電管理體制，形成了“漫灣模式”。1990年世界最大的抽水蓄能電站廣州抽水蓄能電站工程開工，其高壓長斜井由于大斷面、陡傾角，并穿過兩條斷層和蝕變帶，被外國專家稱為“死亡之谷”。第27頁/共30頁28陳啟卷，男，1957年7月出生，博士，武漢大學動力與機械學院教授、博士生導師，副院長。第28頁/共30頁29謝謝觀賞第29頁/共30頁30感謝您的觀看！第30頁/共30頁