畢業(yè)論文---淺談水電站的工作原理及類(lèi)型

1、<p>　　專(zhuān) 科 生 畢 業(yè) 大 作 業(yè)</p><p>　　題 目：淺談水電站的工作原理及類(lèi)型</p><p>　　學(xué)習(xí)中心： </p><p>　　層 次： </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)：

2、 </p><p>　　年 級(jí)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué) 生： </p><p>　　指導(dǎo)教師： &l

3、t;/p><p>　　完成日期： 年 1月 18 日</p><p><b>　　內(nèi)容摘要</b></p><p>　　本文章總體介紹了當(dāng)前世界能源及水資源了狀況，特別描述了我國(guó)水資源的分布和優(yōu)勢(shì)。根據(jù)這些信息，提出了在我國(guó)發(fā)展水電資源的可能性和必要性。水資源作為未來(lái)最可能替代化石能源的新能源，其開(kāi)發(fā)前景不可忽視。為此，本文在第二

4、個(gè)章節(jié)描述了水電站的工作原理和各種分類(lèi)，是本文的主要章節(jié)。另外，在文章結(jié)尾處，還從生態(tài)方面分析了發(fā)民水電建設(shè)的利和弊，利用實(shí)例證實(shí)了水電站對(duì)其周?chē)鷳B(tài)環(huán)境是利大于弊的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：水電站；水電站工作原理；水電站類(lèi)型；能源</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　內(nèi)容摘要I&l

5、t;/b></p><p><b>　　引 言1</b></p><p>　　1 能源危機(jī)后的替代能源及世界水資源2</p><p>　　1.1 能源危機(jī)2</p><p>　　1.2 可替代能源2</p><p>　　1.3 世界水能資源及主要國(guó)家可開(kāi)發(fā)水能資源統(tǒng)計(jì)情

6、況3</p><p>　　1.4 我國(guó)水資源概況4</p><p>　　1.5 我國(guó)發(fā)展水電站建設(shè)大力開(kāi)發(fā)水電資源的必要性4</p><p>　　1.5.1 提高國(guó)家能源安全保障的需要5</p><p>　　1.5.2 發(fā)揮我國(guó)水能資源的“比較優(yōu)勢(shì)”的需要6</p><p>　　1.5.3 緩解我國(guó)

7、運(yùn)輸壓力的需要6</p><p>　　2 水電站工作原理及類(lèi)型7</p><p>　　2.1水力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)7</p><p>　　2.2水力發(fā)電的基本原理7</p><p>　　2.3 水電站的出力及發(fā)電量計(jì)算8</p><p>　　2.4 水輪發(fā)電機(jī)9</p><p>　

8、　2.4.1 水輪發(fā)電機(jī)的分類(lèi)9</p><p>　　2.4.2 水輪發(fā)電機(jī)的基本參數(shù)9</p><p>　　2.5 水電站的類(lèi)型10</p><p>　　2.5.1 按照水電站利用水源的性質(zhì)分類(lèi)。10</p><p>　　2.5.2 按照水電站對(duì)天然水流的利用方式和調(diào)節(jié)能力分類(lèi)。10</p><p&g

9、t;　　2.5.3 其他分類(lèi)方法11</p><p>　　3 水電站對(duì)生態(tài)的影響13</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　我國(guó)水能資源全球第一，已經(jīng)查明的經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量接近5億kW，年發(fā)電量約為1.87萬(wàn)億k

10、W·h，按常規(guī)使用100年考慮我國(guó)經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)的水能資源折合標(biāo)準(zhǔn)煤610億噸，與我國(guó)煤炭資源剩余可余儲(chǔ)量大體相當(dāng)。充分利用低成本、可靠性高的水能資源，能夠有力地保障我國(guó)能源供應(yīng)，優(yōu)化我國(guó)能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，減輕環(huán)境污染，推進(jìn)西部大開(kāi)發(fā)，西電東送促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展，必將產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。所以優(yōu)先、積極開(kāi)發(fā)水能資源，它是順應(yīng)我國(guó)能源發(fā)展的規(guī)律，更是實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會(huì)，建設(shè)節(jié)約型，人與自然和諧社會(huì)的客觀需

11、要和必然選擇。</p><p>　　目前，我國(guó)正處在全面建設(shè)小康社會(huì)的重要時(shí)期，落實(shí)黨中央和十六大提出的目標(biāo)，到2020年實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)總量翻兩番。經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，是靠能源增長(zhǎng)來(lái)保障。據(jù)分析，到2020年之前的能源供需缺口較大，能源和電力供應(yīng)將面臨重要挑戰(zhàn)。建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、推行強(qiáng)化節(jié)能措施，是能夠降低能源需求的增長(zhǎng)速度，但改變不了能源需求和電力需求增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，我國(guó)的能源和電力需求仍將保持較快的增長(zhǎng)速度，才能支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持

12、續(xù)發(fā)展。</p><p>　　水電是清潔、可再生、可大規(guī)模、可商業(yè)化的能源，水電提供著我國(guó)五分之一的電力需求，支撐著我國(guó)能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。</p><p>　　優(yōu)先積極和有序發(fā)展我國(guó)水電事業(yè)，必須把發(fā)展水電的方針提到一個(gè)新的高度來(lái)考慮，水電能源的地位和作用必須放在國(guó)家層面上，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)比較，即水電的優(yōu)勢(shì)比較應(yīng)放在全面建設(shè)小康社會(huì)、保障國(guó)家能源安全，推進(jìn)西部大開(kāi)發(fā)、能源和電力結(jié)構(gòu)優(yōu)化，西電

13、東送和建設(shè)生態(tài)環(huán)境友好型工程的戰(zhàn)略目標(biāo)要求的高度上來(lái)考量。要以科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)全局理念進(jìn)行評(píng)價(jià)，這樣容易得出明確合理的結(jié)論。</p><p>　　1 能源危機(jī)后的替代能源及世界水資源</p><p>　　1.1 能源危機(jī) </p><p>　　20世紀(jì)50年代以后，由于石油危機(jī)的爆發(fā)，對(duì)世界經(jīng)濟(jì)造成巨大影響，國(guó)際輿論開(kāi)始關(guān)注起世界“能源危機(jī)”問(wèn)題。許多人甚至預(yù)言：

14、世界石油資源將要枯竭，能源危機(jī)將是不可避免的。如果不作出重大努力去利用和開(kāi)發(fā)各種能源資源，那么人類(lèi)在不久的未來(lái)將會(huì)面臨能源短缺的嚴(yán)重問(wèn)題。</p><p>　　世界能源危機(jī)是人為造成的能源短缺。石油資源將會(huì)在一代人的時(shí)間內(nèi)枯竭。它的蘊(yùn)藏量不是無(wú)限的，容易開(kāi)采和利用的儲(chǔ)量已經(jīng)不多，剩余儲(chǔ)量的開(kāi)發(fā)難度越來(lái)越大，到一定限度就會(huì)失去繼續(xù)開(kāi)采的價(jià)值。在世界能源消費(fèi)以石油為主導(dǎo)的條件下，如果能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不改變，就會(huì)發(fā)生能源危

15、機(jī)。煤炭資源雖比石油多，但也不是取之不盡的。代替石油的其他能源資源，除了煤炭之外，能夠大規(guī)模利用的還很少。太陽(yáng)能雖然用之不竭，但代價(jià)太高，并且在一代人的時(shí)間里不可能迅速發(fā)展和廣泛使用。其他新能源也如是。因此，人類(lèi)必須估計(jì)到，非再生礦物能源資源枯竭可能帶來(lái)的危機(jī)，從而將注意力轉(zhuǎn)移到新的能源結(jié)構(gòu)上，盡早探索、研究開(kāi)發(fā)利用新能源資源。否則，就可能因?yàn)橄虼笞匀凰魅∵^(guò)多而造成嚴(yán)重的后果，以至使人類(lèi)自身的生存受到威脅。</p><

16、;p>　　1.2 可替代能源</p><p>　　很多學(xué)者認(rèn)為世界能源危機(jī)的主要原因是石油價(jià)格過(guò)于便宜，以致于使世界對(duì)其產(chǎn)生了過(guò)度的依賴性而迅速消耗殆盡，他們主張減少對(duì)化石燃料的依賴，增加研究經(jīng)費(fèi)用于對(duì)能源／燃料替代用品的研究，目前主要的替代能源有∶燃料電池、甲醇、生物能、太陽(yáng)能、潮汐能和風(fēng)能等。但是迄今為止只有水利發(fā)電和核能有明顯的功效。</p><p>　　1.3 世界水能資

17、源及主要國(guó)家可開(kāi)發(fā)水能資源統(tǒng)計(jì)情況</p><p>　　表1-1 世界水能資源統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　表1-2 主要國(guó)家可開(kāi)發(fā)水能資源統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　從以上兩個(gè)表格中的數(shù)據(jù)我們可以看出，我國(guó)開(kāi)發(fā)水能資源無(wú)論從技術(shù)可開(kāi)發(fā)還是經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)方面都具有較大的優(yōu)勢(shì)，技術(shù)可開(kāi)發(fā)占全世界主要國(guó)家總量的17.84%。亞洲理論蘊(yùn)藏量占全世界的48.5%，在當(dāng)今世界

18、，由于化石能源的過(guò)度開(kāi)發(fā)，已呈現(xiàn)出了能源不足的問(wèn)題，國(guó)際原油價(jià)格不斷上漲，各國(guó)都在為開(kāi)發(fā)新能源做著努力，風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、核能、水能等多種新能源想繼走進(jìn)人們的生活。但總的說(shuō)來(lái)，風(fēng)能、地?zé)崮芎吞?yáng)能現(xiàn)階段由于技術(shù)問(wèn)題，還無(wú)法滿足人們生活和生產(chǎn)所需；而核能技術(shù)要求和經(jīng)濟(jì)投資都是非常高的，再加上核技術(shù)的多方面限制和核廢料處理具有相當(dāng)高的難度，所心對(duì)一些發(fā)展中的國(guó)家來(lái)說(shuō)，發(fā)展核能可謂是困難重重；相比較而言，水能則投資少，見(jiàn)效快，對(duì)抵御自然災(zāi)

19、害和保護(hù)生態(tài)也能發(fā)揮很大作用。</p><p>　　1.4 我國(guó)水資源概況</p><p>　　我國(guó)江河眾多，流域面積在100km2以上的河流有5萬(wàn)多條，1000km2以上的約有1500多條。但受氣候和地形的影響，河流分布很不均勻，絕大部分河流分布在我國(guó)東部濕潤(rùn)、多雨的季風(fēng)區(qū)，西北內(nèi)陸氣候干燥、少雨，河流很少。</p><p>　　我國(guó)有1 km2以上的湖泊230

20、0多個(gè)，總面積7187 km2，約占國(guó)土面積的0.8%；湖水總儲(chǔ)量約為7088億m3，其中淡水量占32%。</p><p>　　我國(guó)還有豐富的冰川資源，共有冰川43000余條，集中分布在西部地區(qū)?？偯娣e58700km2，占亞洲冰川總量的一半以上，總貯量約52000億m3。</p><p>　　我國(guó)平均年降水量為61889億m3，平均降水深648.4mm，年均河川徑流量27115億m3，合徑

21、流深284.1mm。河川徑流主要靠降水補(bǔ)給，由冰川補(bǔ)給的只有500億m3左右。我國(guó)年平均地下水資源為8287.6億m3。</p><p>　　根據(jù)分析計(jì)算，我國(guó)地表水和地下水的量分別為27115和8288億m3，扣除二者間的重復(fù)量7279億m3后，則我國(guó)多年平均水資源總量28124億m3。</p><p>　　1.5 我國(guó)發(fā)展水電站建設(shè)大力開(kāi)發(fā)水電資源的必要性</p>&l

22、t;p>　　鑒于水電開(kāi)發(fā)的巨大綜合效益，和水電工程特殊的服務(wù)功能。根據(jù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，以及水能資源越早開(kāi)發(fā)越經(jīng)濟(jì)，越早開(kāi)發(fā)綜合效益越高，環(huán)保移民及投資方的壓力就越小，且損失就越少的規(guī)律和事實(shí)。所以應(yīng)在保護(hù)生態(tài)環(huán)境和移民利益的前提下，優(yōu)先積極有序開(kāi)發(fā)水能資源，支持我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。</p><p>　　目前，我國(guó)正處在全面建設(shè)小康社會(huì)的重要時(shí)期，落實(shí)黨中央和十六大提出的目標(biāo)，到2020年實(shí)現(xiàn)經(jīng)

23、濟(jì)總量翻兩番。經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，是靠能源增長(zhǎng)來(lái)保障。據(jù)分析，到2020年之前的能源供需缺口較大，能源和電力供應(yīng)將面臨重要挑戰(zhàn)。建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、推行強(qiáng)化節(jié)能措施，是能夠降低能源需求的增長(zhǎng)速度，但改變不了能源需求和電力需求增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，我國(guó)的能源和電力需求仍將保持較快的增長(zhǎng)速度，才能支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。</p><p>　　水電是清潔、可再生、可大規(guī)模、可商業(yè)化的能源，水電提供著我國(guó)五分之一的電力需求，支撐著我國(guó)能源工業(yè)

24、的可持續(xù)發(fā)展。</p><p>　　優(yōu)先積極和有序發(fā)展我國(guó)水電事業(yè)，必須把發(fā)展水電的方針提到一個(gè)新的高度來(lái)考慮，水電能源的地位和作用必須放在國(guó)家層面上，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)比較，即水電的優(yōu)勢(shì)比較應(yīng)放在全面建設(shè)小康社會(huì)、保障國(guó)家能源安全，推進(jìn)西部大開(kāi)發(fā)、能源和電力結(jié)構(gòu)優(yōu)化，西電東送和建設(shè)生態(tài)環(huán)境友好型工程的戰(zhàn)略目標(biāo)要求的高度上來(lái)考量。要以科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)全局理念進(jìn)行評(píng)價(jià)，這樣容易得出明確合理的結(jié)論。</p><

25、;p>　　我國(guó)水能源總量豐富，但開(kāi)發(fā)程度仍很低。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)能源工業(yè)以煤為主，煤炭在能源生產(chǎn)和消費(fèi)中居于絕對(duì)的支配地位。這種能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式，不僅沒(méi)有充分反映我國(guó)能源資源天賦結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，更沒(méi)有發(fā)揮我國(guó)能源資源的“比較優(yōu)勢(shì)”，反而加速了不可再生能源資料的消耗，加重了環(huán)境污染和生態(tài)破壞，嚴(yán)重危及我國(guó)能源工業(yè)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。</p><p>　　我國(guó)水能資源全球第一，已經(jīng)查明的經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量接近5億kW，年發(fā)

26、電量約為1.87萬(wàn)億kW·h，按常規(guī)使用100年考慮我國(guó)經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)的水能資源折合標(biāo)準(zhǔn)煤610億噸，與我國(guó)煤炭資源剩余可余儲(chǔ)量大體相當(dāng)。充分利用低成本、可靠性高的水能資源，能夠有力地保障我國(guó)能源供應(yīng)，優(yōu)化我國(guó)能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，減輕環(huán)境污染，推進(jìn)西部大開(kāi)發(fā)，西電東送促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展，必將產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。所以優(yōu)先、積極開(kāi)發(fā)水能資源，它是順應(yīng)我國(guó)能源發(fā)展的規(guī)律，更是實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會(huì)，建設(shè)節(jié)約型，人

27、與自然和諧社會(huì)的客觀需要和必然選擇。</p><p>　　1.5.1 提高國(guó)家能源安全保障的需要</p><p>　　能源短缺，是我國(guó)目前和今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)面臨的挑戰(zhàn)，人均能源資源占有量?jī)H為世界平均的一半。如果按現(xiàn)有生產(chǎn)開(kāi)發(fā)力度，我國(guó)的石油、天然氣和煤炭的可開(kāi)采儲(chǔ)量?jī)H能維持20年、50年、100年。</p><p>　　我國(guó)雖然擁有豐富的煤炭資料，但在探明保有儲(chǔ)量

28、中，可供建礦井設(shè)計(jì)的工業(yè)儲(chǔ)量并不多，地質(zhì)勘探程度很低。</p><p>　　鑒于我國(guó)的可再生能源儲(chǔ)量及開(kāi)發(fā)條件有限，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)又對(duì)電力需求的快速增長(zhǎng)和對(duì)能源的進(jìn)依存度快速提高的現(xiàn)實(shí)，勢(shì)必將把發(fā)展水電的任務(wù)，提高到一個(gè)國(guó)家能源安全戰(zhàn)略角度去認(rèn)識(shí)，使能夠在重視生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的同時(shí)，積極大力進(jìn)行水電開(kāi)發(fā)，以增強(qiáng)國(guó)家的能源安全，為全面建設(shè)小康社會(huì)提供有力支持。</p><p>　　1.5.2 發(fā)揮我

29、國(guó)水能資源的“比較優(yōu)勢(shì)”的需要</p><p>　　在我國(guó)眾多的能源資源中，水能是我國(guó)能源中的“比較優(yōu)勢(shì)”資源，可開(kāi)發(fā)的水能資源占全世界總量的17%。據(jù)國(guó)家公布的水能資源稱(chēng)：我國(guó)大陸水能資源理論蘊(yùn)藏量年發(fā)電量60829億kW·h（相應(yīng)平均功率69440萬(wàn)kW；技術(shù)可開(kāi)發(fā)年發(fā)電量為24740億kW·h（相應(yīng)裝機(jī)容量54164萬(wàn)kW）；經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)年發(fā)電量17534億kW·h（相應(yīng)裝機(jī)容量

30、40180萬(wàn)kW），這三大指標(biāo)均居世界之首，（加上水利部復(fù)查凈增小水電裝機(jī)容量62003kW和臺(tái)灣省的水能資源2000多萬(wàn)kW，就更大了）。</p><p>　　1.5.3 緩解我國(guó)運(yùn)輸壓力的需要</p><p>　　我國(guó)能源供應(yīng)特點(diǎn)是，生產(chǎn)基地大多在我國(guó)西部、北部，能源的消耗中心大多分布在東、南部。我國(guó)煤炭蘊(yùn)藏量大多分布在西部、北部。煤炭生產(chǎn)地都遠(yuǎn)離煤炭消費(fèi)中心，這種生產(chǎn)與消費(fèi)特征，在

31、我國(guó)境內(nèi)形成了西電東送、北煤南運(yùn)的強(qiáng)大煤流態(tài)勢(shì)，給我國(guó)交通運(yùn)輸帶來(lái)了巨大壓力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)煤炭運(yùn)量占鐵路運(yùn)量的40%以上，占江河、海運(yùn)量的1/3以上。近五年來(lái)，鐵路煤炭運(yùn)量增長(zhǎng)了44.7%（從2000年的6.85億噸到2005年的12億噸）。目前全國(guó)煤炭日均車(chē)皮達(dá)10萬(wàn)余車(chē)，只能滿足一半。今后隨著煤電用煤的增長(zhǎng)，煤炭運(yùn)輸給我國(guó)交通運(yùn)輸造成的潛在壓力，比現(xiàn)實(shí)壓力還要大，運(yùn)輸問(wèn)題難以解決。如果不優(yōu)化我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，運(yùn)輸壓力將長(zhǎng)期存在，緩

32、解能源供應(yīng)緊張的目標(biāo)也難實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　我國(guó)的水能資源豐富，有90%的可開(kāi)發(fā)量在京廣鐵路的西有80%的可開(kāi)發(fā)量集中在西南各省市境內(nèi)。而且是清潔可再生。目前，已往開(kāi)發(fā)利用12857萬(wàn)kW，年發(fā)電量4167億kW·h，開(kāi)發(fā)程度23.7%（技術(shù)可開(kāi)發(fā)），32%（經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)）尚有70%以上的水能資源沒(méi)有開(kāi)發(fā)，其絕大多數(shù)集中在西部，如果及早把握剩余可開(kāi)發(fā)的水能源開(kāi)發(fā)出來(lái)，每年可替代（節(jié)?。?.34億噸

33、標(biāo)煤，從而可以有效緩解全國(guó)運(yùn)輸壓力。</p><p>　　2 水電站工作原理及類(lèi)型</p><p><b>　　水力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)</b></p><p><b>　　不耗燃料，成本低廉</b></p><p><b>　　水火互濟(jì)，調(diào)峰靈活</b></p><

34、p><b>　　綜合利用，多方得益</b></p><p><b>　　取之不盡，用之不竭</b></p><p><b>　　環(huán)境優(yōu)美，環(huán)境潔凈</b></p><p><b>　　大小皆宜，方便實(shí)用</b></p><p><b>　　

35、水力發(fā)電的基本原理</b></p><p>　　水力發(fā)電就是利用水位落差，水的高速流動(dòng)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，如果在水輪機(jī)上接上另一種機(jī)械(發(fā)電機(jī))隨著水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)便可發(fā)出電來(lái)，這時(shí)機(jī)械能又轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。水力發(fā)電在某種意義上講是水的勢(shì)能變成機(jī)械能，又變成電能的轉(zhuǎn)換過(guò)程。</p><p>　　將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施。又稱(chēng)水電廠。它包括為利用水能生產(chǎn)電能

36、而興建的一系列水電站建筑物及裝設(shè)的各種水電站設(shè)備。利用這些建筑物集中天然水流的落差形成水頭，匯集、調(diào)節(jié)天然水流的流量，并將它輸向水輪機(jī)，經(jīng)水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)的聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)，將集中的水能轉(zhuǎn)換為電能，再經(jīng)變壓器、開(kāi)關(guān)站和輸電線路等將電能輸入電網(wǎng)。有些水電站除發(fā)電所需的建筑物外，還常有為防洪、灌溉、航運(yùn)、過(guò)木、過(guò)魚(yú)等綜合利用目的服務(wù)的其他建筑物。這些建筑物的綜合體稱(chēng)水電站樞紐或水利樞紐。</p><p>　　另外，近年來(lái)還出現(xiàn)

37、了一種利用人工制造水位差的小型抽蓄能電站，其工作原理與上述類(lèi)似，只是其水位差是用電機(jī)抽水至水庫(kù)而人為制的。這各小型蓄電站有效解決了電網(wǎng)負(fù)荷小時(shí)電能過(guò)剩而用電峰時(shí)段供電不足的問(wèn)題。因?yàn)槟壳拔覈?guó)大部分電能仍是由火電站發(fā)出，而火電站的機(jī)組的再起動(dòng)需較長(zhǎng)時(shí)間，因而不能頻繁停起。這種蓄能電站就能在電網(wǎng)負(fù)荷小時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為水的勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái)，到用電高峰時(shí)段再將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能以補(bǔ)不足。</p><p>　　2.3 水電站的

38、出力及發(fā)電量計(jì)算</p><p>　　圖2-1 水電站工作圖</p><p><b>　　■出力：（功率）</b></p><p>　　理論出力 Pt=9.81QHg （2.1）</p><p>　　實(shí)際出力 P=9.81ηQH=KQ

39、H （2.2） </p><p><b>　　能量損失：</b></p><p>　　Hg→H：損失水頭Δh，據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般為Hg的3%～10%，輸水道短取小值。</p><p>　　η：k=9.81η水電站出力系數(shù)。大中型 水電站k=8.0～8.5;中小型水電站k=6.5～8.0。</p&

40、gt;<p>　　■發(fā)電量：一定時(shí)段內(nèi)水電站發(fā)出的電能總量，單位為kW?h</p><p>　　E= （2.3）</p><p>　　在水電站(廠)中，水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電力功率稱(chēng)為出力，河川中某斷面水流的出力則表示該段水能資源。所謂水流的出力就是單位時(shí)間內(nèi)的水能。 </p><p>　　N=9．81ηQH

41、 （2.4）</p><p>　　式中，Q為流量(m3/S)；H為水頭(m)；N為水電站出力(W)；η為水輪發(fā)電機(jī)的效率系數(shù)。 對(duì)于小型水電站出力近似公式為 N=(6．0～8．0)QH </p><p><b>　　年發(fā)電量公式為 </b></p><p>　　E=N? F

42、 （2.5） </p><p>　　式中，N為平均出力；T為年利用小時(shí)數(shù)。</p><p>　　2.4 水輪發(fā)電機(jī)</p><p>　　水電站的核心部分是水輪發(fā)電機(jī)，是將水流的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的水力原動(dòng)機(jī)。主要應(yīng)用于水電站驅(qū)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，為水電站的關(guān)鍵動(dòng)力設(shè)備。</p><p>　　2.4.1 水輪發(fā)電機(jī)的分類(lèi)<

43、/p><p>　　水輪機(jī)分為反擊式和沖擊式兩大類(lèi)。反擊式水輪機(jī)按轉(zhuǎn)輪區(qū)域內(nèi)水流運(yùn)動(dòng)的方向分為混流式、軸流式、斜流式和貫流式。其組成部件有蝸殼(引水室)、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、尾水管、軸和軸承等。沖擊式水輪機(jī)按射流沖擊水斗的方式不同分為水斗式、斜擊式和雙擊式，后兩種僅適用于小型水輪機(jī)。其組成部件有噴嘴、轉(zhuǎn)輪、機(jī)殼、軸與軸承等。各類(lèi)水輪機(jī)在使用水頭、單機(jī)容量和尺寸方面的世界最高水平見(jiàn)表2-1。</p><p

44、>　　表2-1 水輪機(jī)的世界最高水平</p><p>　　2.4.2 水輪發(fā)電機(jī)的基本參數(shù)</p><p>　　反映水輪機(jī)工作過(guò)程的特性，有以下參數(shù)：</p><p>　　工作水頭即作用在水輪機(jī)上作功的有效水頭,以m計(jì)。水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭指水輪機(jī)發(fā)出額定功率時(shí)的最低水頭。</p><p>　　流量即單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)水輪機(jī)的水流體積，以m

45、3/s計(jì)。在設(shè)計(jì)水頭、額定轉(zhuǎn)速下發(fā)出額定功率時(shí)通過(guò)水輪機(jī)的流量稱(chēng)為額定流量。</p><p>　　軸功率指水輪機(jī)立軸輸出的機(jī)械功，以kW計(jì)。軸功率隨工作水頭而變化，在設(shè)計(jì)水頭、額定流量、額定轉(zhuǎn)速下水輪機(jī)輸出的軸功率稱(chēng)為額定功率。</p><p>　　效率指軸功率與水流在單位時(shí)間內(nèi)輸入水輪機(jī)的能量之比。</p><p>　　轉(zhuǎn)速指水輪機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)的次數(shù),以r/m

46、in計(jì)。</p><p>　　轉(zhuǎn)輪直徑是水輪機(jī)最主要的代表性尺寸。對(duì)不同類(lèi)型水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱(chēng)直徑有統(tǒng)一規(guī)定。中國(guó)規(guī)定的標(biāo)稱(chēng)直徑見(jiàn)圖1～圖5中所示D1。</p><p>　　吸出高度是反擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪葉片上壓力最低點(diǎn)到下游水位的高程差，又稱(chēng)靜態(tài)真空，常用符號(hào)Hs表示。在電站設(shè)計(jì)中按允許的Hs值和電站下游水位確定水輪機(jī)的安裝高程。</p><p>　　2.5 水電站

47、的類(lèi)型</p><p>　　圖2-2 河床式水電站</p><p>　　2.5.1 按照水電站利用水源的性質(zhì)分類(lèi)。</p><p>　?、俪Ｒ?guī)水電站：利用天然河流、湖泊等水源發(fā)電；</p><p>　?、诔樗钅茈娬荆豪秒娋W(wǎng)中負(fù)荷低谷時(shí)多余的電力，將低處下水庫(kù)的水抽到高處上水庫(kù)存蓄，待電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)放水發(fā)電，尾水至下水庫(kù)，從而滿足電網(wǎng)調(diào)

48、峰等電力負(fù)荷的需要；</p><p>　?、鄢毕娬荆豪煤３睗q落所形成的潮汐能發(fā)電。 </p><p>　　2.5.2 按照水電站對(duì)天然水流的利用方式和調(diào)節(jié)能力分類(lèi)。</p><p>　　①?gòu)搅魇剿娬荆簺](méi)有水庫(kù)或水庫(kù)庫(kù)容很小,對(duì)天然水量無(wú)調(diào)節(jié)能力或調(diào)節(jié)能力很小的水電站;</p><p>　?、谛钏剿娬荆涸O(shè)有一定庫(kù)容的水庫(kù)，對(duì)天然水流

49、具有不同調(diào)節(jié)能力的水電站。</p><p>　　2.5.3 其他分類(lèi)方法</p><p>　　①按水電站的開(kāi)發(fā)方式，即按集中水頭的手段和水電站的工程布置,可分為壩式水電站、引水式水電站和壩－引水混合式水電站三種基本類(lèi)型。這是工程建設(shè)中最通用的分類(lèi)方法。</p><p>　?、诎此娬纠盟^的大小，可分為高水頭、中水頭和低水頭水電站。世界上對(duì)水頭的具體劃分沒(méi)有統(tǒng)一

50、的規(guī)定。有的國(guó)家將水頭低于 15m作為低水頭水電站,15～70m為中水頭水電站，71～250m為高水頭水電站，水頭大于250m時(shí)為特高水頭水電站。中國(guó)通常稱(chēng)水頭大于70m為高水頭水電站，低于30m為低水頭水電站，30～70m為中水頭水電站。這一分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)與水電站主要建筑物的等級(jí)劃分和水輪發(fā)電機(jī)組的分類(lèi)適用范圍，均較適應(yīng)。</p><p>　　圖2-3 蓄水式水電站</p><p>　?、郯?/p>

51、水電站裝機(jī)容量的大小，可分為大型、中型和小型水電站。各國(guó)一般把裝機(jī)容量5000kW以下的水電站定為小水電站，5000～10萬(wàn)kW為中型水電站,10萬(wàn)～100萬(wàn)kW為大型水電站,超過(guò)100萬(wàn)kW的為巨型水電站。中國(guó)規(guī)定將水電站分為五等，其中：裝機(jī)容量大于75萬(wàn)kW為一等〔大(1)型水電站〕，75萬(wàn)～25萬(wàn)kW為二等〔大(2)型水電站〕,25萬(wàn)～2.5萬(wàn)kW為三等〔中型水電站〕,2.5萬(wàn)～0.05萬(wàn)kw為四等〔小(1)型水電站〕,小于0.0

52、5萬(wàn)kW為五等〔小(2)型水電站〕；但統(tǒng)計(jì)上常將1.2萬(wàn)kW以下作為小水電站。</p><p>　　3 水電站對(duì)生態(tài)的影響</p><p>　　水電站的建設(shè)需建水壩和水庫(kù)等設(shè)施，這一系列的設(shè)施會(huì)對(duì)附近生態(tài)產(chǎn)生很大影響。三峽工程建成后，血吸蟲(chóng)病問(wèn)題就引起了社會(huì)各界的普遍關(guān)注，白鰭豚的生存更是引起全世界的重視。但我們不能因?yàn)檫@些原因而忽略了水電站的積極因素。水庫(kù)的蓄水能力越強(qiáng)，控制洪澇的

53、作用也就越強(qiáng)。因?yàn)樾±说姿畮?kù)的建設(shè)，黃河上游93.8%的泥沙都被攔在小浪底庫(kù)區(qū)，而且使黃河的洪峰提高到千年一遇，還在庫(kù)區(qū)形成大片濕地，成了很多候鳥(niǎo)的棲息地，該區(qū)域的環(huán)境得到了極大改善。同樣，三峽水庫(kù)也降低了長(zhǎng)江區(qū)域發(fā)生洪水的可能性。長(zhǎng)江中下游一旦發(fā)生特大洪水，勢(shì)必造成毀滅性災(zāi)難，其所引起的生態(tài)與環(huán)境破壞將十分嚴(yán)重，絕不能掉以輕心。荷蘭三角洲工程的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)值得我們重視（見(jiàn)人民日?qǐng)?bào)1992年1月15日《從生態(tài)與環(huán)境角度看三峽工程》）。<

54、;/p><p>　　總之，水電站的建設(shè)對(duì)生態(tài)是利大于弊的，只要我們能夠注意到這個(gè)問(wèn)題，在建設(shè)過(guò)程中多做思考，盡量避免對(duì)生態(tài)的消極影響，水電站定能為解決我國(guó)能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題起到不可替代的作用。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 劉文清.2004版最新水利水電機(jī)電組安裝工程施工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè).2004.