HPP: prinsip operasi, skema, peralatan, kuasa

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Hampir semua orang membayangkan tujuan loji kuasa hidroelektrik, tetapi hanya segelintir yang benar-benar memahami prinsip operasi loji kuasa hidroelektrik. Misteri utama bagi orang ramai ialah bagaimana keseluruhan empangan besar ini menjana tenaga elektrik tanpa sebarang bahan api. Mari bincang tentang itu.

Apakah itu loji kuasa hidro?

Loji kuasa hidroelektrik ialah kompleks kompleks yang terdiri daripada pelbagai struktur dan peralatan khas. Loji kuasa hidroelektrik sedang dibina di atas sungai, di mana terdapat aliran air yang berterusan untuk mengisi empangan dan takungan. Struktur (empangan) serupa yang dicipta semasa pembinaan loji kuasa hidroelektrik diperlukan untuk menumpukan aliran air yang berterusan, yang ditukarkan kepada tenaga elektrik menggunakan peralatan khas untuk loji kuasa hidroelektrik.

Perhatikan bahawa pilihan tempat untuk pembinaan memainkan peranan penting dari segi kecekapan HPP. Dua syarat diperlukan: jaminan bekalan air yang tidak habis-habis dan cerun sungai yang tinggi.

prinsip operasi HPP

Pengendalian loji kuasa hidroelektrik agak mudah. Struktur hidraulik yang dibinamemberikan tekanan air yang stabil yang memasuki bilah turbin. Tekanan menggerakkan turbin, akibatnya ia memutarkan penjana. Yang terakhir menjana elektrik, yang kemudiannya dihantar kepada pengguna melalui talian penghantaran voltan tinggi.

Kesukaran utama struktur sedemikian adalah untuk memastikan tekanan air yang berterusan, yang dicapai dengan membina empangan. Terima kasih kepadanya, sejumlah besar air tertumpu di satu tempat. Dalam sesetengah kes, aliran air semula jadi digunakan, dan kadangkala empangan dan lencongan (aliran semula jadi) digunakan bersama.

Di dalam bangunan itu sendiri terdapat peralatan untuk stesen janakuasa hidroelektrik, yang tugas utamanya adalah untuk menukar tenaga mekanikal pergerakan air kepada tenaga elektrik. Tugas ini diberikan kepada penjana. Peralatan tambahan juga digunakan untuk mengawal operasi stesen, peranti pengedaran dan stesen pengubah.

Gambar di bawah menunjukkan gambarajah skematik HPP.

Seperti yang anda lihat, aliran air memutarkan turbin penjana, yang menjana tenaga, membekalkannya kepada pengubah untuk penukaran, selepas itu ia diangkut melalui talian kuasa kepada pembekal.

Kuasa

Terdapat loji hidroelektrik berbeza yang boleh dibahagikan mengikut kuasa yang dijana:

1. Sangat berkuasa - melebihi 25 MW.
2. Sederhana – sehingga 25 MW.
3. Kecil - dengan penjanaan sehingga 5 MW.

Kuasa stesen janakuasa hidroelektrik bergantung terutamanya pada aliran air dan kecekapan penjana itu sendiri, yang digunakan padanya. Tetapi yang paling banyakpemasangan yang cekap tidak akan dapat menghasilkan tenaga elektrik yang banyak dengan tekanan air yang lemah. Ia juga patut dipertimbangkan bahawa kuasa loji kuasa hidroelektrik tidak tetap. Atas sebab semula jadi, paras air di empangan boleh meningkat atau menurun. Semua ini memberi kesan kepada isipadu tenaga elektrik yang dihasilkan.

Peranan empangan

Elemen paling kompleks, terbesar dan secara amnya merupakan elemen utama mana-mana stesen janakuasa hidroelektrik ialah empangan. Adalah mustahil untuk memahami apa itu loji kuasa hidroelektrik tanpa memahami intipati bagaimana empangan berfungsi. Ia adalah jambatan besar yang menahan aliran air. Bergantung pada reka bentuk, mereka mungkin berbeza: terdapat graviti, melengkung dan struktur lain, tetapi matlamat mereka sentiasa sama - untuk mengekalkan sejumlah besar air. Terima kasih kepada empangan yang memungkinkan untuk menumpukan aliran air yang stabil dan kuat, mengarahkannya ke bilah turbin yang memutar penjana. Ia seterusnya menghasilkan tenaga elektrik.

Teknologi

Seperti yang kita sedia maklum, prinsip operasi stesen janakuasa hidroelektrik adalah berdasarkan penggunaan tenaga mekanikal air yang jatuh, yang kemudiannya ditukarkan kepada tenaga elektrik dengan bantuan turbin dan penjana. Turbin itu sendiri boleh dipasang sama ada di empangan atau berhampirannya. Dalam sesetengah kes, saluran paip digunakan di mana air di bawah paras empangan melalui tekanan tinggi.

Terdapat beberapa penunjuk kuasa mana-mana stesen janakuasa hidroelektrik: aliran air dan kepala hidrostatik. Penunjuk terakhir ditentukan oleh perbezaan ketinggian antara titik mula dan tamat.air jatuh bebas. Apabila mencipta reka bentuk stesen, keseluruhan reka bentuk adalah berdasarkan salah satu penunjuk ini.

Teknologi pengeluaran elektrik yang terkenal pada masa kini membolehkan anda memperoleh kecekapan tinggi apabila menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik. Kadangkala ia adalah beberapa kali lebih tinggi daripada loji kuasa haba. Kecekapan tinggi sedemikian dicapai kerana peralatan yang digunakan di stesen janakuasa hidroelektrik. Ia boleh dipercayai dan agak mudah digunakan. Di samping itu, disebabkan kekurangan bahan api dan pembebasan sejumlah besar tenaga haba, hayat perkhidmatan peralatan tersebut agak panjang. Kerosakan sangat jarang berlaku di sini. Adalah dipercayai bahawa hayat perkhidmatan minimum set penjana dan struktur secara amnya adalah kira-kira 50 tahun. Walaupun pada hakikatnya, sehingga kini, stesen janakuasa hidroelektrik yang dibina pada tahun tiga puluhan abad yang lalu cukup berjaya berfungsi.

Loji kuasa hidro Rusia

Hari ini, kira-kira 100 loji kuasa hidroelektrik beroperasi di Rusia. Sudah tentu, kapasiti mereka berbeza, dan kebanyakannya adalah stesen dengan kapasiti terpasang sehingga 10 MW. Terdapat juga stesen seperti Pirogovskaya atau Akulovskaya, yang mula beroperasi pada tahun 1937, dan kapasitinya hanya 0.28 MW.

Yang terbesar ialah Sayano-Shushenskaya dan HPP Krasnoyarsk dengan kapasiti masing-masing 6400 dan 6000 MW. Stesen mengikuti:

1. Bratskaya (4500 MW).
2. Ust-Ilimskaya HPP (3840).
3. Bochuganskaya (2997 MW).
4. Volzhskaya (2660 MW).
5. Zhigulevskaya (2450 MW).

Walaupun terdapat bilangan besar loji sedemikian, ia hanya menjana 47,700 MW, iaitu bersamaan dengan 20% daripada jumlah keseluruhan tenaga yang dihasilkan di Rusia.

Sebagai penutup

Kini anda memahami prinsip pengendalian stesen janakuasa hidroelektrik, yang menukar tenaga mekanikal aliran air kepada tenaga elektrik. Walaupun idea yang agak mudah untuk mendapatkan tenaga, kompleks peralatan dan teknologi baharu menjadikan struktur sedemikian rumit. Namun, berbanding loji tenaga nuklear, ia benar-benar primitif.