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(jiǎn)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(shì)能）轉(zhuǎn)換成水輪機(jī)的動(dòng)能，再以水輪機(jī)為原動(dòng)力，推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。利用水力(具有水頭)推動(dòng)水力機(jī)械(水輪機(jī))轉(zhuǎn)動(dòng)，將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。第1頁(yè)/共30頁(yè)2第二節(jié)水力發(fā)電特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：清潔能源效率高 成本低防洪 灌溉 改善航運(yùn) 水產(chǎn)養(yǎng)殖 缺點(diǎn)：工程投資大 建設(shè)周期長(zhǎng) 受自然條件的影響較大 大型工程對(duì)環(huán)境 生態(tài)影響較大 第2頁(yè)/共30頁(yè)3第三節(jié) 水能資源的開(kāi)發(fā)方式壩式開(kāi)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(kù)條件的河段。引水式開(kāi)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_(kāi)發(fā)：同時(shí)采用壩和引水道共同集中落差形成水頭的開(kāi)發(fā)方式。潮汐水能開(kāi)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(yè)/共30頁(yè)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(jī)容量的大小，可分為： 大型中型和小型水電站。一般裝機(jī)容量5 000kW以下的為小水電站，5 000至10萬(wàn)kW為中型水電站，10萬(wàn)kW或以上為大型水電站,或巨型水電站。 按水電站的開(kāi)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(yè)/共30頁(yè)5水力發(fā)電示意圖第5頁(yè)/共30頁(yè)6裝機(jī)容量電力系統(tǒng)的總裝機(jī)容量是指該系統(tǒng)實(shí)際安裝的發(fā)電機(jī)組額定有功功率的總和。水電站分類壩后式水電站第6頁(yè)/共30頁(yè)7壩后式水電站三峽水電站第7頁(yè)/共30頁(yè)8河床式水電站葛洲壩水電站第8頁(yè)/共30頁(yè)9第五節(jié) 水力發(fā)電技術(shù)研究 總 述水電機(jī)組技術(shù)水電設(shè)備（水電機(jī)組勵(lì)磁裝置技術(shù)、微型水力發(fā)電機(jī)組含負(fù)荷調(diào)節(jié)器技術(shù)、水電站機(jī)組保護(hù)技術(shù)等）（中國(guó)水電設(shè)備制造業(yè)目前已形成約 800 萬(wàn)千瓦的年生產(chǎn)能力。其中，哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司和東方電機(jī)股份有限公司在三峽工程的拉動(dòng)下，年生產(chǎn)能力合計(jì)已達(dá)到 600 萬(wàn)千瓦，其他中小水電設(shè)備制造廠的

4、能力約為 200 萬(wàn)千瓦。）第9頁(yè)/共30頁(yè)10總述： 我國(guó)水電裝機(jī)容量和年發(fā)電量世界第一，但仍存在難題。我國(guó)自1910年云南石龍壩水電站開(kāi)工興建以來(lái)，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(jī)容量突破2億千瓦，水電裝機(jī)容量和年發(fā)電量穩(wěn)居世界第一。 由于我國(guó)水電資源時(shí)空分布特點(diǎn)決定了水電開(kāi)發(fā)面臨挑戰(zhàn)的獨(dú)特性和復(fù)雜性。水電開(kāi)發(fā)主要面臨以下四類問(wèn)題。第10頁(yè)/共30頁(yè)11 第一類：復(fù)雜區(qū)域地質(zhì)條件下高壩工程防震抗震安全問(wèn)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(qiáng)烈，地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)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(wèn)題。第11頁(yè)/共30頁(yè)12 第二類問(wèn)題：復(fù)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(jí)水電站的洪水安全問(wèn)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(jī)組的設(shè)計(jì)、制造、安裝難題，連續(xù)高效機(jī)械化施工技術(shù)等。我國(guó)正在規(guī)劃設(shè)計(jì)或建設(shè)的一批200米級(jí)300米級(jí)高壩、上百座百萬(wàn)千瓦級(jí)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(fù)雜技術(shù)難題。 第12頁(yè)/共30頁(yè)13 第三類問(wèn)題：水電開(kāi)發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)

6、之間的協(xié)調(diào)關(guān)系問(wèn)題。 第四類問(wèn)題：水電開(kāi)發(fā)與水庫(kù)移民安置之間的協(xié)調(diào)關(guān)系問(wèn)題。第13頁(yè)/共30頁(yè)14水電機(jī)組技術(shù)水電機(jī)組勵(lì)磁裝置技術(shù)微型水力發(fā)電機(jī)組技術(shù)農(nóng)村水電站機(jī)組過(guò)速保護(hù)技術(shù)小水電技術(shù)分析水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)系統(tǒng)數(shù)字化水電站我國(guó)農(nóng)村水電站自動(dòng)化勵(lì)磁裝置：勵(lì)磁裝置是指同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)中除勵(lì)磁電源以外的對(duì)勵(lì)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(yè)/共30頁(yè)15微型水力發(fā)電機(jī)組（含負(fù)荷調(diào)節(jié)器）技術(shù)微型水電機(jī)組常常用于偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，尤其是在發(fā)展中國(guó)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(jī)組過(guò)速保護(hù)技術(shù) 農(nóng)

7、村水電站裝機(jī)容量小，多為 單 機(jī) 5ookW 以下的低壓 機(jī)組，繼電保護(hù)十分簡(jiǎn) 單 ，幾乎都沒(méi)有設(shè)置自動(dòng)調(diào)速器，機(jī)組的有關(guān)操作全靠運(yùn)行人員手動(dòng)完成 。由于農(nóng)村水電 站的自動(dòng)化程度較低，故一旦發(fā)生甩負(fù)荷跳閘 (或 其 他原 因 引起 跳 閘)，運(yùn)行人員往往手忙腳亂地關(guān)閉水輪機(jī)導(dǎo)水葉(或針閥)，但 機(jī)組仍然難免發(fā)生“飛車”、過(guò)電壓等事故。農(nóng)村水電站機(jī)組過(guò)速保護(hù)技術(shù)能夠改善農(nóng)村水電站 的運(yùn)行條件 ，防止因飛車”及過(guò)電壓等事故所造成 的損 失 ，同時(shí)也可以減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。第15頁(yè)/共30頁(yè)16 小水電技術(shù)分析 小水電技術(shù)主要以水輪機(jī)的能量轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)，通過(guò)水輪機(jī)實(shí)現(xiàn)水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能這一過(guò)程；水輪機(jī)

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

9、型貫流機(jī)組約有 150 臺(tái)。由此可見(jiàn)中國(guó)水電建設(shè)和發(fā)展已進(jìn)入“黃金時(shí)代”。按照國(guó)家電力發(fā)展規(guī)則的安排，在 2020 年以前中國(guó)將投產(chǎn)的單機(jī)容量在 70 萬(wàn)80 萬(wàn)千瓦的大型混流機(jī)組約有 150 臺(tái)，并將從三峽機(jī)組的 100 米水頭段、70 萬(wàn)千瓦級(jí)，提高技術(shù)參數(shù)達(dá)到 20300 米水頭段、80 萬(wàn)100 萬(wàn)千瓦級(jí)的更大型機(jī)組。未來(lái)十年水電建設(shè)將實(shí)現(xiàn)“加速跑”，全國(guó)新增裝機(jī)容量將達(dá) 1.8 億千瓦。而目前三峽水電站總裝機(jī)容量為 1820 萬(wàn)千瓦，新增裝機(jī)容量相當(dāng)于 10 個(gè)三峽電站。到 2020 年，我國(guó)投入運(yùn)行的 70 萬(wàn)千瓦及以上容量的超大水電機(jī)組總計(jì)將超過(guò) 100 臺(tái)。第17頁(yè)/共30頁(yè)1

10、8水利專家第18頁(yè)/共30頁(yè)19 陳祖煜，1943年2月生于重慶。 1966年畢業(yè)于清華大學(xué)，1991年在清華大學(xué)獲博士學(xué)位。 水利水電、土木工程專家。中國(guó)水利水電科學(xué)研究院教授級(jí)高工。兼任中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)土力學(xué)及巖土工程分會(huì)副理事長(zhǎng)。 2005年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)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(guó)小灣、天生橋等多個(gè)大型工程滑坡險(xiǎn)情的工程措施難題。 曾榮獲國(guó)家科技進(jìn)步二、三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)、電力部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、水利部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、云南省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、茅以升土力學(xué)與基礎(chǔ)工程大獎(jiǎng)1項(xiàng)。第19頁(yè)/共30頁(yè)20第20頁(yè)/共30頁(yè)21第21頁(yè)/共30頁(yè)22 陳厚群，1932年

11、5月生于江蘇省無(wú)錫。 1950年至1952年在清華大學(xué)學(xué)習(xí)，1958年畢業(yè)于蘇聯(lián)莫斯科動(dòng)力學(xué)院。水工結(jié)構(gòu)專家。 19811984年曾在美國(guó)芝加哥哈扎工程公司結(jié)構(gòu)部任高級(jí)工程師、伯克利加州大學(xué)進(jìn)修。 現(xiàn)任中國(guó)水利水電科學(xué)研究院高級(jí)工程師、學(xué)位委員會(huì)副主席、工程抗震研究中心主任。 歷任水利水電科學(xué)研究院工程師，抗震防護(hù)研究所副所長(zhǎng)、所長(zhǎng)、高級(jí)工程師，中國(guó)科學(xué)院結(jié)構(gòu)振動(dòng)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室主任等職。第22頁(yè)/共30頁(yè)23第23頁(yè)/共30頁(yè)24 譚靖夷，1921.11.06生于湖南省衡陽(yáng)縣。 水利水電工程施工專家。 為中國(guó)水利水電第八工程局顧問(wèn)、教授級(jí)高級(jí)工程師。水利水電工程施工專家。 中國(guó)工程院院士。 長(zhǎng)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(jī)容量163萬(wàn)KW，灌溉農(nóng)田150 萬(wàn)畝。1997年當(dāng)選為中國(guó)工程院院士。第24頁(yè)/共30頁(yè)25第25頁(yè)/共30頁(yè)26馬洪琪1942.8.23生于上海市。1967年畢業(yè)于清華大學(xué)。水利水電施工專家。曾任水電十四局總工程師。現(xiàn)任云南瀾滄江水電開(kāi)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(zhǎng)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(yè)/共30頁(yè)271984年從喀麥隆回國(guó)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(guó)

13、水電事業(yè)第一次引進(jìn)外資的工程，是對(duì)當(dāng)時(shí)勞動(dòng)密集、設(shè)備簡(jiǎn)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(yùn)用了業(yè)主負(fù)責(zé)制、招標(biāo)投標(biāo)制、建設(shè)監(jiān)理制和合同管理制，完善了魯布革的經(jīng)驗(yàn)，探索了具有中國(guó)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(kāi)工，其高壓長(zhǎng)斜井由于大斷面、陡傾角，并穿過(guò)兩條斷層和蝕變帶，被外國(guó)專家稱為“死亡之谷”。第27頁(yè)/共30頁(yè)28陳啟卷，男，1957年7月出生，博士，武漢大學(xué)動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，副院長(zhǎng)。第28頁(yè)/共30頁(yè)29謝謝觀賞第29頁(yè)/共30頁(yè)30感謝您的觀看！第30頁(yè)/共30頁(yè)