Введение к работе
Актуальность работы.
В создавшихся условиях роста цен на органическое топливо, по-дорояания транспортных услуг, уместочения экологических требований к замите окруяаящей среда становится острым вопрос использования альтернативных, менее дефицитных энергоресурсов (энергии воды, ветра, солнца). Использование их в отдаленных труднодоступных районах децентрализованного электроснабжения сыграет ваянуп роль. Крупные электростанции в горных районах не могут решить проблемы электрификации из-за разбросанности и удаленности потребителей. Освоение малых и средних водотоков колет частично решить проблему зиергоснабяения таиих потребителей С в России их насчитывается около 5.5 млн.) Здесь следует отметить, что сама разветвленная речная сеть выполняет роль ЛЗП.
Проведенная оценка гидропотенциала нескольких районов России показала, что диапазон напоров и расходов очень вирок: напоров от 2.,.100 м, расходов от 0.01 до 5 «vc, Имевшийся зарубеяный и отечественный опыт показывает, что злектроснабяение потребителей таких районов, как Кавказ, Сибирь, Дальний Восток в отсутствии распределительных электросетей целесообразно осуществить на основе как стационарных, так и передвижных станций деривационных мик-роГЭС.
Однако тейпы освоения станций небольшой мощности отстаит от спроса потребителей. Одной из причин ограниченного развития малой гидроэнергетики является недостаток средств для проектирования и строительства. Анализ осуществленных проектов деривационных микроГЗС показал, что их стоимость распределяется следующим образом: проектирование - 10%, трубопровод - 30%, гидросиловое оборудование - 402, сооруяения - 202.
Одним из путей сокращения затрат на строительство деривационных микроГЗС мояет быть упрощение турбинного оборудования, в частности, применение ценгробеаных консольных насосов в качестве турбин, а такяе, если позволяот условия (например, при рабочем давлении Рра5*1.б ИПа), использование эластичных труб условным диаметром - аг«130 мм.
Очевидно, что вывеназванныя путь удешевления микроГЗС вызывает ряд вопросов и дополнительных требований к компоновке, монтаху и эксплуатации такой станции. В частности, необходимо иметь характеристики насоса в турбинном реаиме, гидравлические параметры эластичного трубопровода, дополнительные условия компоновки напорного
- г -
водоприемника, а также гидравлические характеристики трубопроводной арматуры, выполнявшей в отсутствии направлявшего аппарата рол регуляторов мощности электростанции.
В связи с выжесказанным проблема обоснованна гидравлических параметров элементов водолроводяжего тракта рукавных микроГЗС в настоянеє время является актуальной.
Цель и задачи исследования. Цельи настоящей работы является обоснование гидравлических параметров элементов водопроводяжеп) тракта рукавных микроГЗС на основе лабораторных экспериментов эластичного трубопровода, расчетно-теоретических исследований че-тырехквадрантных (полных) характеристик центробежных консольных насосов, а также анализа характеристик трубопроводной арматуры с учетом современных требований к гидроэнергетике.
Исходя из поставленной цели планировалось ревить следцвцие за дачи:
проанализировать современное состояние и перспективу развития малой гидроэнергетики в России;
установить гидравлические параметры эластичных труб при изменении давления;
получить дополнительные рекомендации по компоновке напорных водоприемников рукавных микроГЗС;
обосновать возможность применения центробежных консольных насосов в качестве основного гидрооборудования микроГЗС путем получения приближенных характеристик при их отсутствии;
проанализировать гидравлические характеристики трубопроводной арматуры на основании чего предложить варианты ее использования в случае проведения гидравлического регулирования на микроГЗС
Научная новизна работы заключается в следудщем:
получены, эмпирические зависимости, графики и таблицы, позволявшие определить гидравлические параметры эластичного трубопровода при изменении относительного давления;
даны дополнительные рекомендации по компановке напорных вол приемников рукавных микроГЗС;
обоснована возможность применения центробежных консольных насосов в качестве турбин микроГЗС путем разработки новой методи* построения их приближенных., четкрехквадрантных характеристик;
определено влияние .гидравлических характеристик трубопровод ной арматуры на переходные процессы в эластичных турбинных водовс дах рукавных микроГЗС.
Практическая ценность работы заключается в том, что результат
зкслерииентальных и расчетно-теоретических исследований при реие-нии гидроэнергетических задач позволяет обосновать возмояность использования малых и средних водотоков для энергоснабаения децентрализованных потребителей, а такхе могут быть использованы при составлении отдельных разделов справочников и каталогов.
апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались на научно-технических конференциях Московского государственного университета прирадообустройства (МГЗП) в 1994. І935. 139S гг., меядународной конференции МЭИ 1935 г. "Гидромеханика, гидромаиины, гидропривод и гидропневыоавтоматика", на совместном заседании кафедр Насосов и насосных станций, Комплексного использования водных ресурсов, Гидравлики, Гидротехнических сооружений, Сельскохозяйственного водоснабжения, Эксплуатации гидромелиоративных систем.
Публикации. По теме диссертации имеется 5 публикаций.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, обцих выводов, списка литературы, насчитывающего 151 наименований, и прилояекий. Работа содеряит 123 страниц машинописного текста, 38 таблиц, 47 рисунков и б прилоаений.