电力生产概论讲水力发电.pptxVIP

电力生产技术概论 华北电力大学 程瑜 judychengyu@163.com 第3讲 水力发电 水电站实景——三峡水电站 Three Gorges Dam in the Peoples Republic of China, the largest hydroelectric power station in the world. 水力发电厂 能量转换过程：水的位能和动能转换为电能。 从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变为机械能； 由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换为电能。 重庆电力高等专科学校 水力发电的转换过程 天然水能 可利用水能 旋转机械能 电能 基本概念 水位：河川中水平面实际海拔高度 静水头：河川中上游侧水位与下游侧水位的差值 流量：单位时间内通过断面的水的体积 §3.1水能学的基本概念 水电站输出功率 §3.1水能学的基本概念 Q：水轮机流量； H0:水电站静水头； H:水电站工作水头； H0→H：损失水头△h，据经验，一般为H0的3%~10%，输水道短取小值。 η ：水轮发电机组总效率。 K：水电站出力系数，K=9.81η。大中型水电站 k=8.0~8.5；中小型水电站k=6.5~8.0。 水电站输出功率 理论输出功率的计算-不考虑效率损失 水在重力作用下，减少的势能转化为动能（机械能守恒），动能再通过水轮机转化为转子的机械能，机械能再通过发电机转化为水电站输出的电能。 §3.1水能学的基本概念 水电站输出功率 理论输出功率的计算-不考虑效率损失 重力做的功=水减少的势能=水增加的动能=电能 =力×移动的距离=重力×水头 =重力加速度×体积×密度×水头 =重力加速度×流量×水头 注：输出功率计算的是单位时间的能量输出，体积用单位时间内的体积，即水电站的流量 §3.1水能学的基本概念 水电站输出功率 实际输出功率的计算-考虑效率损失 水头损失 局部损伤：因水流边界的急剧变化所受到阻力引起的损失 沿途损失：因摩擦力做功而引起的损失。 采用压力钢管可以集中水位差，减少水头损失。 §3.1水能学的基本概念 水电站输出功率 实际输出功率的计算-考虑效率损失 水轮发电机组的损失 η 反映水流进入水轮机后，从水能变为电能过程中的能量损失。 用百分数表示，包括水工建筑物的效率、水轮机效率和发电机效率。 §3.1水能学的基本概念 水电站装机容量 水电站全部水轮发电机组额定容量之和，单位为kW。 单台机组的额定容量为机组的额定输出功率。 水电厂的发电容量 三峡水电站的装机容量是多少？ 单台机组的额定输出功率70万kW，共32台，另外还有2台5万kW的电源机组。 §3.1水能学的基本概念 重庆电力高等专科学校 §3.1水能学的基本概念 水电站发电量 一定时段内水电站发出的电能总量，单位为kW·h 年发电量 多年平均发电量 挡水建筑物--各种坝、堤和海塘 §3.2水工建筑物 The 22,500 MW Three Gorges Dam in the Peoples Republic of China, the largest hydroelectric power station in the world. 重力坝：依靠自重维持稳定。 挡水建筑物-大坝 §3.2水工建筑物 Hoover Dam, a concrete arch-gravity dam in Black Canyon of the Colorado River. Lake Mead in the background is impounded by the dam. 拱形坝：主要依靠两岸岩体来支撑，并不是靠坝体自重来维持稳定。 泄水建筑物--如各种溢流坝、岸边溢洪道、泄水隧洞、分洪闸 §3.2水工建筑物 小浪底大坝的泄水景观。 泄水建筑物-视频演示（2分钟） n404501049.shtml §3.2水工建筑物 小浪底大坝的泄水景观。 水电开发中防洪和发电的关系 建坝，除了发电外，其库容的大小还得考虑防洪的需求。 水电站的正常水位如何受到下游防洪要求的影响？ 下游对防洪的要求愈高，洪水季节容许向下游排泄洪水的流量越小，水库需要拦蓄的洪水量越大，对水库在正常情况下所限制的水位就越低。 正常水位的降低对发电能力的影响？ 水位降低，减少了水头高度，减少了发电能力 §3.2水工建筑物 各类水位的的基本概念 死水位：正常运行条件下，水库允许消落的最低水位，这个水位以下成为死库容； 正常高水位：水库调节允许达到的最高水位； 有效库容：正常高水位与死水位之间的水库容积； 水库工作深度：正常高水位到死水位之间下落深度； 防洪水位：大坝所能承受的最高水位； §3.2水工建筑物 水工建筑物的主要特点： 　 ①受自然条