水轮机教程.doc

绪???? 论 要求：建立水力发电的概念，了解水力发电、水能资源的特点及水电事业发展状况；理解本课程的性质，明确本课程的任务。 第一节? 水力发电概述 一、??????? (一) 水力发电的概念 在天然河流上，修建水工建筑物，集中水头，通过一定的流量将“载能水”输送到水轮机中，使水能→旋转机械能→带动发电机组发电→输电线路→用户。? 式中? N——水电站装机容量或水轮机的功率 Q——通过水轮机的流量 H——水轮机的水头 η——水轮机的效率 上述几项是水力发电的几个要素。 (二) 水力发电的转换原理 (三) 水电站 在水力发电的过程中，为了实现电能的连续产生需要修建一系列水工建筑物，如进水、引水、厂房、排水等，安装水轮发电机组及其附属设备和变电站的总体称为水电站(水、机、电的综合体)。 (四) 水力发电特点 (1)不耗燃料，成本低廉：? 水电站建成投产以后不需要消耗燃料，节省能源。其运行和维修费用低，工程使用寿命长，总的劳动生产率高，一般只有相同容量的火电站运行人员的1/4~1/5。不需要运输发电所用的燃料，发电成本均比火电、核电低。 (2)水火互济，调峰灵活： 电力用户的用电量是时刻变化着的，电网中的日负荷有高峰也有低谷。火电站、核电站从开机到正常运行通常需要几个小时，宜担负基荷运行。水电站启动灵活，在1~2分钟内，就能从停机状态达到满负荷运行、并网供电，宜于担任调峰、调频，事故备用，与火电站配合运行，互相补充。 ?(3)综合利用，多方得益：? 具有水库以调节水量的水电站，除发电外，还兼顾防洪、灌溉、航运、供水、旅游、水产养殖业等综合利用效益。 (4)取之不尽可，用之不竭：水能资源是随水循环(降水——径流——蒸发——降水)周而复始地不断再生的能源，取之不尽，用之不竭。煤、石油、天然气、等矿物资源是不可再生的，越用越少。太阳能、风能、潮夕能等，也是再生能源，但由于大规模地开发利用的技术不成熟，发电不稳定，成本很高，目前还不能大量利用。 (5)环境优美，能源洁净：水电站多建在僻静的山谷之中，远离城市、厂矿。大坝上游形成水库，环境幽静，水体纯洁，没有环境污染，空气清新，湖光山色，可以成为风景游览区。 缺点： (1) 受自然条件限制：水量、落差、地质、地形、地理、环境、土地淹没、移民、政治、经济、交通等。 水能资源只能就地开发，不少地区的水能资源很丰富，但由于当地经济不发达，交通不便，难于充分开发和利用。大部分水电站至负荷中心或与电网联接点有相当距离，需要修建昂贵的输变电工程。 ?(2) 一次性投资大，工期长：（水文季节、水工建筑施工、机械安装、移民、施工水平、 资金到位）小型工程为3~5年，中型工程为8~10年，大型工程为10年以上。 (3) 故后果严重：水管破裂、溃坝等，设计、施工应安全可靠。 二、我国的水能资源特点 根据2005年公布的复查结果，全国水能蕴藏量1万kW及以上的河流共有3886条，水能总蕴藏量功率为69440万kW，年发电量60829亿kW.h；技术可开发54164万kW，相应的年发电量24740亿kW.h；经济可开发40180万kW，相应的年发电量17534亿kW.h，占世界首位。 2004年底，已开发装机1亿kW，年发电量3310亿kW.h。 (1) 总量十分丰富，而人均资源量并不富裕 水能资源：实际可开发量近378532MW、19233亿kW.h左右，居世界第一位。 电 量 计：约占世界总量的15% 人?? 口： 占世界的21% 到2050年后，我国达到中等发达国家水平，如按人均装机1kW计，全国电力总装机为15亿kW~16亿kW。常规水电即使全部开发出来，加上抽水蓄能电站，水电比例也只占30%~40%左右。 注：实际可开发水能资源：由于受水量、落差、地形、地质、土地淹没、移民、政治、经济、交通、施工技术等因素的制约，一条河流的水能蕴藏量不能完全开发，只能开发其中的一部分。 (2) 地区分布极不均衡，与经济发展的现状更不匹配 资源集中在经济相对滞后的西部，尤其是西南。云、贵、川、渝、陕、甘、宁、青、新、藏等10个省(自治区，直辖市)的水能资源占67.8%，其中西南的云、川、藏三省(自治区)就占全国总资源量的60%，经济发达的东部13个省(直辖市)(辽、吉、黑、京、津、冀、鲁、苏、浙、皖、沪、粤、闽)仅占7%左右。 表????? 中国水能蕴藏量及可开发的水能资源 ? 地? 区 水? 能? 蕴? 藏? 量 可 能 开 发 的 水 能 资 源 装机容量(MW) 年发电量亿(kW.h/ a) 占全国 比重(%) 装机容量 (MW) 年发电量 (亿kW.h/a) 占全国 比重(%) 华北地区 12299.3 1077.4 1.8 691.98 232.25 1.2 东北地区 12126.6 1062.3 1