水電站課件sdz-0緒論

1、水 電 站(Hydropower Station) 水利系 2013年8月世界最高峰-珠穆朗瑪峰中朝邊界上的長白山天池日月潭世界峽谷之冠-雅魯藏布江大峽谷水利的發(fā)展從呂氏春秋出現(xiàn)“水利”一詞雛形，到史記河渠書中提到“自是以后，用者爭言水利”，首次賦予“水利”一詞以廣泛的涵義后，以防洪、除澇、灌溉、排水、水道、水力、給水等為己任的水利建設(shè)走過了漫長道路。水利建設(shè)可以劃分為工程型水利、資源型水利和環(huán)境型水利三個不同的發(fā)展階段。人類從原始社會開始就是靠天吃飯，必須備水防旱、止水防洪，各項水利工程才應(yīng)運而生?？梢哉f，中國幾千年來經(jīng)濟社會的發(fā)展都是以工程水利作為物質(zhì)基礎(chǔ)的。毛澤東主席水利是農(nóng)業(yè)的命脈一定

2、要把淮河治好要把黃河的事情辦好高峽出平湖江澤民總書記全黨各級組織必須從戰(zhàn)略的高度重新審視和思考水資源問題并采取相應(yīng)的對策，以確保水資源的可持續(xù)利用。在水力發(fā)電的過程中，為了實現(xiàn)電能的連續(xù)產(chǎn)生需要修建一系列水工建筑物，如進水、引水、廠房、排水等，安裝水輪發(fā)電機組及其附屬設(shè)備和變電站的總體稱為水電站。水電站是水、機、電的綜合體。一、水力發(fā)電的基本概念 二、水力發(fā)電的特點三、我國水電事業(yè)的發(fā)展四、本課程的內(nèi)容概況 一、水力發(fā)電的概念水力發(fā)電就是利用河流中蘊藏的水能來生產(chǎn)電能。在天然河流上，修建水工建筑物，集中水頭，通過一定方式將“載能水”輸送到水輪機中，使水能旋轉(zhuǎn)機械能帶動發(fā)電機組發(fā)電輸電線路用戶。

3、水輪發(fā)電機組裝置原理圖1.水力發(fā)電的轉(zhuǎn)換過程2. 水力發(fā)電的幾個要素 N 水電站裝機容量或水輪機的功率 Q 通過水輪機的流量 H 水輪機的水頭 水輪機的效率二、水力發(fā)電特點 優(yōu)點：(1) 不耗燃料，成本低廉(2) 水火互濟，調(diào)峰靈活(3) 綜合利用，多方得益(4) 取之不盡，用之不竭(5) 環(huán)境優(yōu)美，能源潔凈二、水力發(fā)電特點缺點： (1) 受自然條件限制 (2) 一次性投資大，工期長 (3) 事故后果嚴重 (4) 大型工程對環(huán)境、生態(tài)影響較大三、我國水電事業(yè)的發(fā)展 （一）水力資源概況 水能資源是河川徑流所具有的天然資源、是能源的重要組成部分。我國的水能資源非常豐富，理論蘊藏量為694400MW

4、，相應(yīng)年發(fā)電量60829億kW.h，占世界首位。 1.總量豐富，而人均資源量并不富裕水能資源：技術(shù)可開發(fā)量54160MW，相應(yīng)年發(fā)電量24740億kWh；經(jīng)濟可開發(fā)量401795MW，相應(yīng)年發(fā)電量17534億kWh，均居世界首位。電 量 計：約占世界總量的15%。人 口： 占世界的21%。(二)我國水能資源的特點 2.分布極不均衡，與經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)狀不匹配。地 區(qū)水能蘊藏量可能開發(fā)的水能資源裝機容量(MW)年發(fā)電量億(kW.h/ a)占全國比重(%)裝機容量(MW)年發(fā)電量(億kW.h/a)占全國比重(%)華北地區(qū)12299.31077.41.8691.98232.251.2東北地區(qū)12126.

5、61062.31.81199.45383.912.0華東地區(qū)30048.82632.34.41790.22687.943.6中南地區(qū)64083.75613.89.56743.492973.6515.5西南地區(qū)47331241462.170.023234.3313050.3667.8西北地區(qū)841777373.912.54193.771904.939.9全 國67604759221.8100.037853.2419233.04100.03.總開發(fā)率很低，東西開發(fā)差異極大。 全國平均開發(fā)率按電量算僅14.8%，位居世界第83位 東部，已開發(fā)70%以上 (可開發(fā)的大型水電站只剩下3座，共161萬kW

6、，即浙江的攤坑電站(60萬kW)、大均電站(46萬kW)和福建的街面電站(30萬kW)；) 西部，開發(fā)率僅7.5% 4.我國水電資源相對集中在一些高山大河地區(qū)，不少水電站的裝機容量超過1000MW。 三峽(長江) 1820萬kW，溪落渡(金沙江) 超過1000萬kW。雅魯藏布江下游的墨脫電站，計劃開鑿35km長的隧洞，引水2000m3/s以上，落差可超過2000m，電站裝機可達4500萬kW。 大型電站，水頭高、單機容量大，帶來很多技術(shù)難題，且淹沒損失大，移民數(shù)量多，這在人口較密的地區(qū)尤為突出。 (三)我國水電開發(fā)狀況 我國水電開發(fā)有三大特點： 1、成績很大。突出表現(xiàn)在以下三方面：水電裝機容量

7、躍居世界第三。水電建設(shè)技術(shù)已具世界水平。初步建立了適應(yīng)市場經(jīng)濟的、有中國特色的水電開發(fā)和建設(shè)機制。2. 困難不少 主要是認識不大一致，政策不盡合理。機制有待完善，效益尚需提高。 認識方面的問題很多。 政策方面的問題。 機制方面。有待完善的機制很多。 關(guān)于提高效益方面。水電與火電或其他工程相比，仍然是“投資大、工期長”。 3. 機遇難得 雖然困難不少，但目前也正值水電發(fā)展的良 好機遇。 新的世紀已經(jīng)來臨，可以預(yù)見這是水電大發(fā)展的時代，中國水電也將由此走向世界前列工程型水利的偉大成就經(jīng)過大規(guī)模的水利建設(shè)，興修了一大批水利工程，對主要江河進行了初步治理和開發(fā)，提高了防御水旱災(zāi)害的能力。水利建設(shè)發(fā)揮了

8、防洪、除澇、灌溉、供水、發(fā)電、航運、漁業(yè)、改善生態(tài)環(huán)境等綜合效益。以僅占全球約7的可更新水資源、全球陸地6.4%的國土面積和全世界7.2的耕地，養(yǎng)活了占世界21的人口，取得了舉世矚目的巨大成就。全國已興建大、中、小型水庫85120座，總庫容5183億m3 ，大型水庫420座（3843億m3）。加固并興建堤防27萬多km。農(nóng)田有效灌溉面積達到8.25億畝，節(jié)水灌溉面積達到2.5億畝。累計解決了2.25億多人、1.47億多頭牲畜的飲水困難。累計治理水土流失面積80.9萬km2。到2000年底 2002年底全國水電總裝機容量達8350萬kW截止到2002年底，我國已建和在建的大中型水電站工程有220

9、多座，其中裝機100萬kW以上的25座；50萬kW以上的40座，壩高在100m以上的大壩55座，建成總長度超過500km的水工隧洞，裝機10萬kW以上的地下廠房水電站25座。在建與準備開工的水電工程包括：龍灘、小灣、公伯峽、泰安、桐柏、溪洛渡、向家壩、瀑布溝、糯扎渡、錦屏一級、虎跳峽、白鶴灘、錦屏二級、仙游等。到2000年底全國已建成小水電站4萬多座，裝機容量達到2485萬kW，年發(fā)電量800億kWh（技術(shù)可開發(fā)總小水電水能資源8700萬kW，分布在全國1600多個山區(qū)縣）1984年建設(shè)了一百個農(nóng)村電氣化縣；1991年又建設(shè)了二百個農(nóng)村電氣化縣；“十五”期間再建設(shè)三百個農(nóng)村電氣化縣。小水電主要

10、建設(shè)省份包括：浙江、福建、云南、貴州、四川、廣東等。(四)我國水電事業(yè)發(fā)展設(shè)想 第一步：20012010年。 這期間，三峽、龍灘、小灣、公伯峽、水布埡等一大批水電站將建成發(fā)電。到2010年，也就是中國開始水電建設(shè)100年時，水電裝機容量達到1.4億千瓦-1.5億千瓦，超過美國居世界第一，實現(xiàn)從資源第一大國到生產(chǎn)第一大國的轉(zhuǎn)變；水電的比例從本世紀末的23%提高到30%左右； 第二步 2011-2050年(1)基本完成水電的開發(fā)、開發(fā)率達到90%左右。這時裝機約4.3億千瓦；以3800萬千瓦的墨脫電站為代表的十幾座500萬千瓦以上的巨型電站基本開發(fā)完畢 (2) 西電東送的規(guī)模超過1.5億千瓦；東中

11、部受電區(qū)的抽水蓄能電站將得到大規(guī)模的發(fā)展，大庫容的蓄能電站建設(shè)、也為東部沿海風(fēng)電的大量開發(fā)，創(chuàng)造有利條件。 (3) 中國水電技術(shù)隨著建設(shè)達到世界領(lǐng)先水平。進一步由生產(chǎn)數(shù)量上的水電第一大國變?yōu)檎嬲?、全面?包括數(shù)量、質(zhì)量、科技、管理、效益各方面)水電第一大國。 石龍壩水電站我國第一座水電站 1912年建成發(fā)電的云南石龍壩水電站，建在滇池入金沙江的螳螂川上，是我國第一座水電站，兩臺機組，總裝機容量480kW，1950年以前擴建了五次達2368kW，1950年以后又擴建了兩次，目前該電站總裝機容量為8368kW。 三峽水利樞紐 三峽水電站三峽水利樞紐 三峽工程采用“一級開發(fā)，一次建成，分期蓄水，連

12、續(xù)移民”方案。大壩為混凝土重力壩，壩頂總長3035m，壩頂高程185m，正常蓄水位175 m，總庫容393 億m3，其中防洪庫容221.5億m3。裝機容量1820萬kW，2670萬kW，年均發(fā)電量849億度。泄洪壩段每秒泄洪能力為11萬m3/s，左岸通航建筑物，年單向通過能力500萬t。雙線五級船閘，可通過萬噸級船隊；單線一級垂直升船機，可快速通過3000t級的客貨輪。 三峽工程竣工后，將發(fā)揮防洪、發(fā)電、航運、養(yǎng)殖、旅游、保護生態(tài)、凈化環(huán)境、開發(fā)性移民、南水北調(diào)、供水灌溉等十大效益，是世界上任何巨型電站都無法比擬的！ 三峽水利樞紐世界施工難度最大的水利工程。2000年砼澆筑量為548.17萬立

13、方米，月澆筑量最高達55萬立方米。施工期流量最大的水利工程。三峽工程截流流量9010立方米/秒，施工導(dǎo)流最大洪峰流量7.9萬立方米/秒世界泄洪能力最大的泄洪閘。最大泄洪能力10.25萬立方米/秒。世界規(guī)模最大、難度最高的升船機。世界水庫移民最多、工作量最為艱巨的移民建設(shè)工程三峽工程水庫動態(tài)移民最終可達113萬。小浪底水利樞紐小浪底施工全景小浪底水利樞紐 小浪底水利樞紐位于河南省洛陽市以北40km的黃河干流上，是以防洪為主，兼顧防凌、減淤、灌溉和發(fā)電綜合利用的一座特大型工程。工程由大壩、泄洪建筑物及發(fā)電系統(tǒng)組成。大壩為粘土斜心墻堆石壩，壩頂長1667m，最大壩高154m，庫容126.5億m3，泄

14、水建筑物包括集中布置的10座進水塔，9條泄洪排沙隧洞、一個正常溢洪道和三個消力塘組成；發(fā)電系統(tǒng)由6條引水隧洞和一座地下廠房、主變室、尾閘室及三條尾水洞組成?？傃b機容量630萬千瓦，多年平均發(fā)電量51億度。新安江水電站新安江水電站 新安江水電站位于錢塘江支流新安江上，浙江省建德縣境內(nèi)，由中國自己設(shè)計、施工，自制設(shè)備，自行安裝的第一座大型水電工程。電站以發(fā)電為主，兼有防洪、灌溉、航運等綜合利用效益，電站裝機容量662.5MW，保證出力178MW，多年平均年發(fā)電量18.6億KWh，以220KV和110KV高壓輸電線路各4回接入華東電力系統(tǒng)。大壩為混凝土寬縫隙重力壩，最大壩高105米。工程于1957年

15、4月開工，1960年4月第一臺機組發(fā)電，1978年最后一臺機組投運。大壩為寬縫重力壩，最大壩高105m，水庫控制面積10442億m3，占錢塘江流域總面積的1/5以上，總庫容216.26億m3，其中防洪庫容47.32億m3（相當(dāng)于太湖的容積）為錢塘江流域唯一具有多年調(diào)節(jié)性能的大型水庫。目前，新安江水電站通過對機組、主變壓器、主接線進行增容改造，已使總裝機容量增至81萬KW。 新安江水電站二灘水電站二灘水電站建設(shè)場景二灘水電站二灘水電站二灘工程是二十世紀建成的中國最大的水電站?？傃b機容量330萬kW，單機容量55萬kW，這在21世紀初三峽電站建成之前，均列全 國第一，單機容量排世界前10位。 二灘

16、拱壩壩高240m為中國第一高壩。在雙曲拱壩排行中，高度居亞洲第一、世界第三；承受總荷載980萬t，列世界第一?？傂顾?2480m3/s，在高壩中為世界第一。進水口高度為80m，調(diào)壓室高度70m，均居全國第一。亞洲最大的地下廠房洞室群。由廠房、主變壓器室、尾水調(diào)壓室三大洞室及壓力管道、尾水管、尾水洞、母線洞、交通洞、通風(fēng)洞、排水洞（廊道）、進風(fēng)豎井、排風(fēng)豎井、電梯豎井、電纜斜井等組成龐大洞室群。地下洞室開挖量370萬m3。其中，廠房長280m、寬25.5m、高65m。八盤峽水電站劉家峽水電站鹽鍋峽水電站葛洲壩水電站葛洲壩水利樞紐是長江干流上新建的第一座水利樞紐，被譽為長江第一明珠。葛洲壩水利樞紐奠基于70年代初，竣工于80年代，工程總投資48.48億元人民幣。大江電廠、二江電廠總裝機21臺，總?cè)萘?71.5萬KW，年均發(fā)電量153億 KW.h。截至1999年電廠累計發(fā)電2320億KW.h，人均創(chuàng)造勞動產(chǎn)值71.8萬元。戰(zhàn)勝大于45000m3/s特大洪水43次，1998年8月在長江發(fā)生特大洪水期間三次超常規(guī)攔蓄洪峰，為緩解長江中下游災(zāi)情、避免荊江分洪做出了突出貢獻 。葛洲壩水電站 四、本課程的內(nèi)容概況 第一部分 水輪機 水流能量轉(zhuǎn)換為機械能的設(shè)備主