Проектирования и строительство гидроаккумулирующих электростанции в условиях Узбекистана

На рис. 2 показано совмещение слоев распределения коррозионной активности грунтов и аварий в сети водоснабжения. Анализ информации показал низкую пространственную корреляцию между наибольшим скоплением мест аварий и зо-

нами сильной коррозионной активности. Наибольшее скопление мест аварий относится к зонам средней агрессивности и местам расположения линий электропередач т.е. наличие блуждающих токов ускоряющих процесс коррозии труб.

Результаты анализа позволяют критически отнестись к замерам по электропроводности т.к. то, что электропроводность является отражением агрессивности грунтов известно по многим источникам информации. В то же время на величину электропроводности влияют много других факторов не приводящих к ускорению коррозии металла - тип грунта, влагонасыщенность грунта, время года, подземные воды и др. Поэтому, для использования результатов замеров электропроводности грунта необходимо тщательно проанализировать условия, при которых проводятся замеры и насколько выдерживались требования к проведению таких замеров, а также другие факторы.

Литература

1. Шишкина И.Ю., Углова Е.С. Коррозионно-диагностический мониторинг трубопроводных систем жилищно-коммунального городского хозяйства с автоматической системой контроля. Водоснабжение и канализация. №9, 2011. с.48-52.

2. Романова Л.В., Зуев К.И. Анализ отображения зон коррозионной активности грунтов и пространственного распределения аварийных мест в сети водоснабжения с применением ГИС - технологий. Сборник научных трудов АСФ ВлГУ 2014 г. Владимир

3. Зуев К.И., Мельников В.М. Математическое моделирование объектов исследования и управления. ВлГУ, 2009,

ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВО ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩИХ _ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ В УСЛОВИЯХ УЗБЕКИСТАНА_

Джураев Курбон Салихджанович

ТГТУ, старший преподаватель кафедры «Гидравлика и гидроэнергетика»

Саидов Фарид Самадович ТГТУ, преподаватель кафедры «Гидравлика и гидроэнергетика»

Шадибекова Фатима Тулкуновна

ТГТУ, преподаватель кафедры «Гидравлика и гидроэнергетика»

АННОТАЦИЯ.

В статье приводится ряд возможностей для строительства гидроаккумулирующих электростанции (ГАЭС) в гидроэнергетических комплексах водохозяйственных систем Республики Узбекистан. Приведены рекомендации по проектированию и расчету водно-энергетических расчетов, технологического оборудования и его компоновка в сооружениях гидроузла. Показаны технические возможности использования гидромашин различной мощности и параметров. А также в работе предложены несколько примеров в которых можно внедрять ГАЭС и обоснованы их технико-экономические параметры.

ABSTRACT.

The article provides a number of opportunities for the construction of pumped storage hydropower (PSP) complexes in water systems of the Republic of Uzbekistan. We also give recommendations on the design and sizing of water and energy calculations, process equipment and its layout in hydroelectric plants. Showing the technical possibility of using hydraulic machines of different capacities and basic technical data and parameters

of the electric machine. Except this in work are offered several objects water systems, in which will possible introduce PSP and are motivated their technical-economic parameters.

Ключевые слова: Гидроаккумулирующая электростанция, гидроэнергетический комплекс, гидромашина, энергосистема.

Key words: pumped storage hydropower (PSP) complex, hydraulic machines, power grid

Неравномерность графиков производства и потребления электрической энергии требует применения более гибкой системы управления производством и распределением энергии.

Достижение эффективности перераспределения произведенной энергии во времени, возможно, лишь путем применения аккумулирующих систем, позволяющих накопить излишки энергии в периоды минимальной нагрузки электроэнергетической системы (ЭЭС) и отдавать их в периоды прохождения пиковых нагрузок. Из всех известных аккумулирующих систем наиболее широкое применение нашли системы аккумулирования возобновляемой гидравлической энергии и гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) [1,2].

При строительстве гидроаккумулирующих электростанций, в условиях Центральной Азии, по нашему мнению, необходимо учитывать ряд особенностей гидроэнергетических комплексов водохозяйственных систем [1,2,3]:

- основная часть гидрокомплексов водохозяйственных систем, имеет большой водноэнергетиче-ский потенциал при низких напорах;

- большая часть водохозяйственных систем, работает в ирригационном режиме;

- водохозяйственные системы, большей частью находятся, относительно на больших расстояниях от промышленных центров страны, в виду их ирригационного назначения;

- наличие большого гидроэнергетического потенциала;

- в стране существует и эксплуатируется 54 водохранилища ирригационного назначения, с общим полезным объёмом свыше 23 км3 воды;

- строительство электростанции такого типа и назначения не потребует больших материальных затрат, в сравнении со строительством новых ГЭС, ТЭС и их реконструкций.

Учитывая эти особенности, можно утверждать, что строительство ГАЭС в Республике Узбекистан, имеет колоссальные возможности, при нынешнем развитии науки и техники, открываются большие перспективы развития гидроэнергетики в направлении аккумуляции энергии и использования её в нужный момент.

При выборе основного гидросилового оборудования ГАЭС, необходимо учитывать большие возможности капсульных агрегатов, работающих в большом диапазоне расходов воды при малых напорах. Основные варианты компоновки горизонтальных капсульных гидроагрегатов [3], представлены на рис.1.

В

Рис. 1. Варианты компоновки горизонтальных гидроагрегатов: А - горизонтальный гидроагрегат; Б - гидроагрегат шахтного типа (вид сверху); - гидроагрегат типа «Страфло»; Г - горизонтальный капсульный гидроагрегат с консольным рабочим колесом; 1 - опора ротора; 2 - генератор; 3 - турбина со спиральной камерой; 4 - капсула; 5 - направляющий подшипник; 6 - рабочее колесо; 7 - выходной статор; 8 - входной статор; 9 - статор генератора; 10 - ротор генератора, закрепленный на рабочих лопастях; 11 - направляющий аппарат; 12 - колонны капсулы; 13 - статор; 14 - конический направляющий аппарат.

На основе вышеизложенного материала, были разработаны рекомендации по проектированию технологической части гидроаккумулирующих электростанций.

При разработке технологической части проекта на строительство гидроаккумулирующих электростанций (мощностью 10 МВт и выше с агрегатами), параметры технологического оборудования и его компоновка в сооружениях гидроузла должны приниматься с учетом :

- технического уровня оборудования;

- надежности работы оборудования и сооружения;

- возможной унификации оборудования и сооружений;

- наименьших суммарных затрат на сооружение электростанции и эксплуатационных издержек;

- удобства обслуживания и ремонтопригодности;

- степени воздействия на окружающую среду;

- сейсмичности площадки строительства;

- местных условий (например, необходимости пропуска через агрегат минимального (санитарного) попуска или выдачи заданной минимальной мощности и др.).

При проведении водно-энергетических расчетов необходимо учитывать:

- при определении глубины сработок верхнего водохранилища, режимов нижнего водохранилища, значений максимальных и минимальных расходов через ГАЭС на основании эксплуатационных мощностных, расходных и кавитационных характеристик гидромашин;

- выбор целесообразной зоны использования ГАЭС и покрытия суточного графика нагрузки энергосистемы;

- пуск ГАЭС при пониженных напорах обосновывается технической возможностью работы как штатного гидросилового оборудования, так и специально предусмотренного, а также длительностью режимов работы при этих напорах.

При выборе створа, компоновки здания ГАЭС и гидроузла необходимо учитывать: габариты гидроагрегата, проточной части гидромашины, требуемая отметка заложения рабочего колеса гидромашины. А генеральный план гидроузла проектировать с учетом оптимальной организации его эксплуатации в части размещения вспомогательных служб и сооружений ГАЭС.

В расчетах должно учитываться влияние мощности агрегата на стоимость оборудования, стоимость строительной части, эксплуатационные затраты и водно-энергетические характеристики ГАЭС, обеспечение необходимых режимов работы ГАЭС в энергосистеме.

При равных показателях надежности и технико-экономических показателях с учетом эксплуатационных затрат необходимо принимать наибольшую технически возможную мощность с учетом соображений по унификации оборудования

как по условиям изготовления, так и по условиям эксплуатации в гидроэнергокомплексе.

Наибольшая технически возможная мощность гидромашины должна обосновываться по результатам анализа следующих факторов:

- характеристики энергосистемы и ее требований к режимам работы ГАЭС, в том числе к участию ГАЭС в покрытии пиков графика нагрузки, условиям аварийного отключения гидроагрегата и пропуска санитарного расхода;

- требований по режимам уровней воды в нижнем бьефе;

- геоморфологических и геологических условий створа ГАЭС;

- наименьшего отрицательного влияния на окружающую среду;

- технологических возможностей изготовления, транспорта и монтажа оборудования;

- типа здания ГАЭС и конструкции водопод-водящих устройств.

На основе анализа современного состояния, режимов работы ГЭК водохозяйственных систем и режимов работы ЭЭС Узбекистана, обоснованы необходимые соблюдающиеся требования на этапе проектирования и строительство ГАЭС работающие в режиме суточного, недельного и сезонного аккумулирования энергии целью повышения маневренности подачи электроэнергии.

По данным наших исследований выявлено, что во многих водохозяйственных системах (ВХС) -Туямуюнской, Таллимарджанской, Арнасайской, Куюмазарской, Гиссаракской, Чимкурганской, Адижанской и др. действующих объектах необоснованно теряется экологически чистая электроэнергия, из-за отсутствия научно-технических основ создания гидроэнергокомплексов [2,4,5]. С нашей точки зрения внедрения ГАЭС в выше представленных объектах ВХС давала бы большие возможности при улучшении режимов работы ГЭК водохозяйственных систем и режимов работы ЭЭС работающие в режиме суточного, недельного и сезонного аккумулирования энергии целью повышения маневренности подачи электроэнергии.

Была разработана методика и программа по определению технико-экономических показателей гидроаккумулирующих электростанций [6]. В табл. 1 приведены основные результаты расчётов по технико-экономическому обоснованию основных параметров ГАЭС при использовании её в некоторых объектах ВХС.

Таблица 1

Основные технико-экономические параметры ГАЭС при использовании её в некоторых объектах ВХС Узбекистана._

№ Наименование показателей Единица измерения Величина

Арнасайский водохранилища Туямуюнский гидроузел Талимарджанский водохранилища

1 Напор в турбинном режиме м 12 7,87 24,2

2 Напор в насосном режиме м 14,4 10,1 25,8

3 Расход агрегата в турбинном режиме м3/сек 220 107 45

4 Расход агрегата в насосном режиме м3/сек 180 85 36

5 Коэффициент полезного действия ГАЭС % 73,53 73,19 73,9233

6 Число агрегатов шт. 2 2 2

7 Мощность агрегата в турбинном режиме кВт 22 273 7 104 9 237

8 Мощность агрегата в насосном режиме кВт 29 740 9 896 10 657

9 Расход ГАЭС в турбинном режиме м3/сек 440 214 90

10 Расход ГАЭС в насосном режиме м3/сек 360 170 72

11 Время работы в турбинном режиме за сутки час 6 6 6

12 Время работы в насосном режиме за сутки час 7,33 7,55 7,5

13 Используемые объем воды для аккумулирования за сутки млн.м3 9,50 4,62 1,94

14 Установленная мощность ГАЭС в турбинном режиме кВт 44 545 14 209 18 473

15 Установленная мощность ГАЭС в насосном режиме кВт 59 480 19 793 21 314

16 Капиталовложения в ГАЭС млн. долл. США 37,863 12,077 7,389

млрд. сум 159026,5 50725,25 31034,98

17 Выработка электроэнергии в турбинном режиме млн. кВтчас 97,554 31,117 40,456

18 Потребление электроэнергии в насосном режиме млн. кВтчас 159,207 54,566 58,346

19 Экономия валютных средств при сокращений покупки пиковой электроэнергии у соседних энергосистем млн. долл. США 117,065 37,341 44,502

20 Стоимость вырабативаемой электроэнергии ГАЭС в пиковой период млн. сум 31221,21 9958,74 12947,64

21 Стоимость потребляемой электроэнергии ГАЭС в насосном режиме млн. сум 25476,31 8731,58 9336,49

22 Годовая экономия топливных ресурсов т.у.т. 14633,11 4667,58 6068,45

23 Годавая издержка ГАЭС млн.сум 10801,45 3453,21 2117,22

24 Выгоды от создания ГАЭС млн. сум 30062,93 8976,13 5438,42

25 Экономическая эффективность за год млн. сум 30526,97 9116,31 2610,44

26 Срок окупаемости капвложений лет 5,290 5,651 5,707

27 Рентабельность капвложений % 0,189 0,177 0,175

Из вышеизложенного можно сказать, что в стране существует и эксплуатируется 54 водохранилища ирригационного назначения, с общим полезным объёмом свыше 23 км3 воды, но из них многий водохранилище имеют низкий напор, это приводит к тому что при проектирование ГАЭС на этих объектах использования капсульных агрегатов, работающих в большом диапазоне расходов воды при малых напорах являются намного эффективнее.

Во многих действующих объектах водохозяйственных систем имеется колоссальные возможности внедрения ГАЭС и большие возможности при улучшении режимов работы ГЭК водохозяйственных систем и режимов работы ЭЭС целью повышения маневренности подачи электроэнергии.

Таким образом исходя из таблицы 1 следует,

что:

- внедрения ГАЭС мощностью 14,2 МВт и годовое экономическое эффективностью 30526,973

млрд. сум на Туямуюнском гидроузле даёт возможность за год выработать 97,554 млн. кВт-час электроэнергии, экономию 14633,114 т.у.т. органических топлив и валютных средств размере 117,065 млн. долл. США при сокращений покупки пиковой электроэнергии у соседних энергосистем.

- внедрения ГАЭС мощностью 32,3 МВт и годовое экономическое эффективностью 9116,314 млрд. сум на Талимарджанском водохранилище даёт возможность за год выработать 31,117 млн.кВт-час электроэнергии, экономию 4667,575 т.у.т. органических топлив и валютных средств размере 37,341 млн. долл. США при сокращений покупки пиковой электроэнергии у соседних энергосистем.

- внедрения ГАЭС мощностью 44,5 МВт и годовое экономическое эффективностью 2610,437 млрд. сум на Арнасайском водохранилище даёт возможность за год выработать 40,456 млн.кВт-час электроэнергии, экономию 6068,446 т.у.т. органических топлив и валютных средств размере 44,502 млн. долл. США при сокращений покупки пиковой электроэнергии у соседних энергосистем.

Литература

1. Мухаммадиев М.М., Уришев Б.У. Гидроак-кумулирующие электрические станции. Монография. Т.: Издательство «Fan va texnologiya», Ташкент, 2018, 212 стр.

2. Мухаммадиев М.М., Клычев Ш.И. Использование гидроаккумулирующих электростанций в Узбекистане. Международный журнал «Гелиотехника», №6, 2018.

3. Джураев К.С., Бобокулов У.Э. Разработка гидроаккумулирующих электростанций с оптимальной компоновкой горизантальных агрегатов. Журнал «Вестник ТашГТУ» №3, ТашГТУ, 2014, 61-67 стр.

4. Джураев К.С. и др. Перспективы строительства ГАЭС в Узбекистане Журнал «Вестник ТашГТУ», №1, Ташкент, 2019.

5. Джураев К.С. Использование гидропотенциала Арнасайского и Чардаринского водохранилища с применением гидроаккумулирующих электростанций. Журнал «Проблемы энерго- и ресурсосбережения» Спецвыпуск, № 1-2, 2014, стр. 53-58

6. Мухаммадиев М.М., Джураев К.С., Жураев С.Р., Уришев Б.У. Программа по определению технико-экономических показателей гидроаккумули-рующих электростанций. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № DGU 02721, 19.03.2013.

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ОБЛИЦОВОК КРУПНЫХ _ИРРИГАЦИОННЫХ КАНАЛОВ_

Низамов О.Х.,

к.т.н. доцент кафедры "Гидравлика и гидроэнергетика" Ташкентский государственный технический университет,

Ташкент, Узбекистан Саидов С.Ф.,

ассистент кафедры "Гидравлика и гидроэнергетика " Ташкентский государственный технический университет,

Ташкент, Узбекистан

АННОТАЦИЯ.

Целью исследований является научное обоснование и унификация применяемых бетоно-пленочных облицовок ирригационных каналов, подлежащих контролю, на стадии эксплуатации и при оценке надёжности эксплуатации насосных станций (НС). В статье рассматриваются методы оценки фильтрационного расхода через плёночный экран при наличии в нем местных повреждений. Приведённые расчёты хорошо согласуются с экспериментальными данными.

ABSTRACT.

Purpose of the studies is a scientific motivation and unification applicable concrete-film facing irrigation channel, subjecting to checking, on stage of the usages and at estimation of reliability to usages pumping station (PS). Methods of the estimation of the filtration consuption are considered In article through film screen at presence in him local damages. The Broughted calculations well with experimental data.

Ключевые слова: насосные станции, безопасная эксплуатация, бетонопленочная облицовка ирригационных каналов, пленочный экран.

Keywords: pumping stations, safe operation, concrete-film lining of irrigation canals, film screen.

Бетоно-плёночная облицовка ирригационных каналов получила широкое распространение при освоении крупных массивов орошаемых земель в Узбекской, Украинской и других республиках. Применение её обусловлено более высокими про-

тивофильтрационными качествами, меньшими эксплуатационными затратами, большим сроком службы и большей эксплуатационной надежностью, особенно на просадочных и суффозионно-неустойчивых грунтах, чем обычной бетонной облицовки [1].