Определение водохозяйственных балансов

     Задача 6. Рассчитать  годовой ВХБ для створа водохранилища при следующих исходных данных:

1. средний годовой расход стока Q_ст= 24,3 м³/c;
2. санитарные попуски за год W_сан=766,32 млн. м³;
3. годовой объем потребления для :

• W_пр=88,89 млн.м³;
• W_рек=0,12 млн.м³;

4. система водоснабжения в промышленности прямоточная, располагается в верхнем бъефе;

5. площадь орошаемых земель располагается ниже расчетного створа;
6. годовой объем потребления для рекреации расположенн ниже расчетного створа.

      Решение:

      1) ВХБ рассчитываем по формуле:

         DW=W_прих–W_расх;

      2) Расчет приходной части:

         W_прих=W_ст+SW_вв, млн. м³,

          W_ст= Q_ст ×t^сек =94·365·24·3600=2795,14 млн. м³;

         Возвратные воды рассчитываются:

         W_в.в.=k_вj·W_j, млн. м³:

          0,9×88,89=80 млн. м³;

         W_прих=2795,14 +80=2875,14млн. м³.

      3) Расчет расходной части:

         W_расх=W_сан +SW_{водопотр} +SW_р.в., млн. м³

         SW_{водопотр}= W_пр +W_рек =88,89+0,12=89,01 млн. м³;

         SW_р.в.= ;

         Разбавленные воды рассчитываются:

          , млн. м³

          =12·80=960 млн. м³;

         W_расх=766,32 +89,01 +960=1815,33 млн. м³.

         DW=2875,14–1815,33 =1059,81 млн. м³.

      Вывод: т.к. ∆W>0, то управляющее воздействие не требуется. Но необходимо распределение стока во времени. Здесь не учитывается объем воды на разбавление сточных вод рекриации. Они поступают в реку ниже расчетного створа и поэтому могут быть разбавлены санитарным расходом. 

     Задача 7. Рассчитать годовой ВХБ для створа водохранилища при следующих исходных данных:

1. объём потребления из вышележащего створа водохранилища на 30 млн.м³ больше объёма стока ГЭС;
2. величина энергетических попусков W_ГЭС в нижний бьеф:

   W_ГЭС=720 млн. м³;

3. годовой объем потребления:

W_пром = 88,89 млн. м³;

   W_с/х= 4,69  млн. м³,

     W_гор= 8,21  млн. м³;

4. система водоснабжения в промышленности прямоточная, сточные воды поступают в водохранилище;
5. все потребители воды расположены в нижнем бьефе;

     Решение:

      1) ВХБ рассчитываем по формуле:

         DW=W_прих–W_расх;

   2) Расчет  приходной части:

         W_прих=W_ГЭС+ , млн. м³;

         W_в.в.=k_вj·W_j, млн. м³:

          80 млн. м³;

         W_прих=720 + 80 =800  млн. м³.

   3) Расчет  расходной части:

         W_расх=SW_{водопотр} +_. , млн. м³

         SW_{водопотр}=W_пр+W_гор+W_c/х= 88,89 + 8,21 + 4,69 = 101,79 млн. м³;

           k_p× , млн. м³;

          960 млн. м³;

         W_расх=101,79+960 = 1061,79  млн. м³.

         DW=800 – 1061,79  = -261,79 млн. м³.

     Вывод: т.к. ∆W<0, необходимо выполнить регулирование: перевести промышленность на оборотную систему водоснабжения.

     Решение:

       0;

       0;

      1) ВХБ рассчитываем по формуле:

         DW=W_прих–W_расх;

   2) Расчет  приходной части:

         W_прих=W_ГЭС, млн. м³;

         W_ГЭС= 720 + 30 = 750 млн. м³;

         W_прих=750  млн. м³.

   3) Расчет  расходной части:

         W_расх=SW_{водопотр}, млн. м³

         SW_{водопотр}=W_пр+W_гор+W_c/х=88,89 + 8,21 + 4,69 = 101,79 млн. м³;

         W_расх= 101,79  млн. м³.

         DW= 750 – 101,79 = 648,21  млн. м³.

     Вывод: т.к. ∆W>0, то управляющее воздействие не требуется. Но необходимо распределение стока во времени.

5. ВОДНОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

      Энергия, вырабатываемая в течение суток  при неограниченном регулировании  Э_сут, в мВт·ч, рассчитывается по формуле:

      Э_сут=N_с·t,  МВт*ч                                                  (5.1)

      где N_с – суточная мощность ГЭС, принимается по ранжированному ряду, соответствующей 75% обеспеченности: N_с= 6129,42 кВт = 6,129 МВт;

      t – количество часов в сутках, t=24 часа.

      Э_сут= 6,129·24= 147,11 МВт·ч.

      Определение зоны работы ГЭС в суточном графике  нагрузки энергосистемы при ограничении  регулирования условиями поддержания  в НБ расходов воды не менее заданных. Для получения энергетического эффекта, при таких условиях, расход воды, пропускаемый в НБ, определяемый потребностями потребителей, должен быть использован турбинами ГЭС.

      В базисной части суточного графика  нагрузки энергосистемы размещается  мощность ГЭС, определяемая заданным (гарантированным) расходом НБ 

        

      Рисунок  5.1 - Определение зоны работы ГЭС в случае ограниченного суточного регулирования

      N =9,81×Q_сан×Н_р×h                                        (5.2)

      где Q_сан – санитарный расход;

      Q_сан= 24,3 м³/с.

      Н_р – расчетный напор, м, рассчитываемый по формуле:

      Н_р= , м                                                (5.3)

      где Н_i – напор в каждом месяце;

      Н_р= = 29,09 м;

      h– КПД, принимаем равным 0,85.

      N =9,81×24,3×29,09×0,85= 5,89×10³ кВт.

Тогда часть обеспеченной суточной выработки  ГЭС:

      Э =N ×24, кВт×ч.                                      (5.4)

      Э =5,89×10³×24= 141,46×10³ кВт×ч

      будет размещаться в базисной части  суточного графика нагрузки. Оставшаяся часть обеспеченной суточной выработки  ГЭС, размещается в пике суточной выработки ГЭС суточного графика  нагрузки.

      N_пик = 3·N_с, МВт.                                           (5.5)

      N_ГЭС = 4·N_с, МВт.                                          (5.6)

      N_уст = 5·N_с, МВт.                                           (5.7)

      где N_уст – установленная мощность, МВт, рассчитываемая по формуле:

      N_уст=5·6,129 =30,65 МВт;

      N_ГЭС = 4·6,129 =24,52 МВт;

      N_пик = 3·6,129 =18,39 МВт.

      Гарантированная мощность ГЭС при таком регулировании  будет равна:

      N_гар = N_баз+N_пик                                            (5.8)

      N_гар = 5,89+ 18,39= 24,28 МВт. 

      Строится  график нагрузки энергосистемы – (Рисунок 1, приложение В) Данные для построения этого графика приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Данные для построения графика  нагрузки энергосистемы

 

      По  полученному графику строится анализирующая  кривая (Рисунок 2, приложение В), путём последовательного разбиения его на участки с площадями DN_i и нахождением энергии Э, МВт·ч по следующей формуле: