Георгиев Л.А. Експлоатация на Водносиловите системи (болг. яз.)
Подождите немного. Документ загружается.
Доц.
к. т. н.
инж.
ЛЮБОМИР
А.
ГЕОРГИЕВ
ЕКСПЛОАТАЦИЯ
НА
ВОДНОСИЛОВИТЕ
СИСТЕМИ
СОФИЯ
—
1970
г.
ДЪРЖАВНО ИЗДАТЕЛСТВО
.ТЕХНИКА'
УДК
626/627.004
В
книгата
са
изложени основните въпроси
из
областта
на
експлоатацията
на
водносиловите систе-
ми.
Разгледани
са
наблюденията
и
измерванията,
поддържането, преустройството, автоматизацията
и
прогнозите
при
експлоатацията
на
водносиловите
системи. Отделен
раздел
е
посветен
на
експлоата-
цията
на
хидротехническите съоръжения
при
воднс-
силовите системи.
Книгата
е
предназначена
за
студентите
от
специалността „Хидроенергийно строителство"
в
Хидротехническия
факултет
—
Висшия инженерно-
строителен институт като учебник
по
дисциплината
„Експлоатация
на
водносиловите
системи",
както
и
за
работещите
в
практиката специалисти
в
областта
на
хидроенергетиката
и
хидротехниката.
•\
626/627
СЪДЪРЖАНИЕ
Общи
положения
Глава!.
Увод
1.
Водносилови
системи
7
2.
Основни цели
и
задачи
на
експлоатацията
на
водносиловите системи
8
3.
Въвеждане
на
водносиловите системи
в
експвлоатацияе
И
4.
Организация
на
експлоатацията
на
водносилоите
системи
15
Глава
II.
Наблюдения
и
измервания
върху
хидротехническите съо-
ръжения
при
водносиловите системи
2 5.
Цели, задачи
и
класификация
на
наблюденията
и
измерванията
19
Л
6.
Основни
принципи
при
извършване
на
наблюденията
и
измерванията.
. . 22
7.
Измервателни
методл
23
3
8.
Измерване
на
температурата
31
9.
Измерване
на
деформации
32
10.
Измерване
на
напрежения
64
.11.
Установяване въздействията
от
страна
на
водата
68
12.
Основни положения
при
проектирането, изграждането
и
експлоатацията
на
измервателните уредби
76
Г
лава
111.
Поддържане
на
хидротехническите
съоръжения
във
водно-
силовите системи
13.
Причини
за
повреди
при
хидротехническите съоръжения
79
14.
Основни положения
при
поддържането
на
хидротехническите съоръжения
80
15.
Профилактичен ремонт
81
16.
Текущ ремонт
82
17.
Основен ремонт
92
Глава
IV.
Прогнози
при
експлоатацията
на
водносиловите системи
18.
Цели, задачи
и
класификация
на
прогнозите
97
19.
Магематична
основа
на
прогнозите
98
20.
Методи
за
съставяне
на
прогнози
103
21.
Приложение
на
прогнозите
при
експлоатацията
на
водносиловите системи
105
Глава
V.
Преустройства
на
водносиловите системи
и
съоръженията
към тях
през време
на
експлоатацията
22.
Причини
за
преустройствата
112
23.
Основни положения
при
преустрояването
на
водносиловите системи
и
съоръженията
към тях 118
Глава
VI.
Автоматизация
на
водносиловите системи
24.
Технико-икономически предимства
на
автоматизацията
на
водносиловите
системи
131
25.
Степен
и
обем
на
автоматизацията
при
водносиловите системи
134
з
26.
Основна апаратура
при
автоматичното управление
на
водните електрически
централи
136
27.
Автоматизация
на
хидротехническите съоръжения
при
водносиловите
системи
. 141
Експлоатация
на
хидротехническите
съоръжения
при
водносиловите
системи
Глава
VII.
Водохващания
и
утайници
28.
Обикновени
водохващания
. .
*
150
29.
Решетъчни
водохващания
. 162
30.
Водовземания
от
водохранилищата
-167
31.
Утайници
171
Глава
VIII.
Водопровеждащи
съоръжения
32.
Канали
и
мостканали
190
33.
Тунели
199
34.
Напорни тръбопроводи
и
дюкери
205
>
Глава
IX.
Водни камери, изравнители, водни кули
35.
Водни камери, изравнители
;
228
36.
Водни кули
233
Г
л
а'в
а Х.
Машинна сграда
на
водната електрическа централа
37.
Водни турбини
237
38.
Експлоатационни
характеристики
на
водната електрическа централа
. . . 254
39.
Строителни конструкции
на
машинната
сграда
262
Глава
XI.
Водохранилища
,
40.
Воден баланс
на
водохранилището
270
41.
Наносен режим
на
водохранилището
303
42.
Термичен режим
на
водохранилището
314
Глава
XII. Язовирни стени
43.
Оперативна експлоатация
на
язовирните стени
320
44.
Поддържане
на
язовирните стени
329
45
Наблюдения
и
измервания
при
язовирните стени
338
Глава
XIII
Зимен режим
на
съоръженията
към
водносиловите
системи
46.
Зимен режим
на
съоръженията
с
предимно стоящи води
392
47.
Зимен
режим
на
деривационните
съоръжения
393
48.
Зимен режим
на
решетки, затворни органи
и
подвижни язови конструкции
395
ПРЕДГОВОР
В
резултат
на
интензивното хидроенергийно строителство
през последните
две
десетилетия
и
плановете
за
бъдещото
изгражда-
не
на
нашите водни
източници
в
енергийното
ни
стопанство
се
вклю-
чиха
и ще
продължават
да се
включват голям брой мощни водносило-
ви
системи.
С
това
делът
на
заетите специалисти
при
експлоатирането
на
хидроенергийните обекти
ще
нараства
все
повече.
За
разлика
от
проектирането
и
строителството експлоатацията
на
водносиловите
системи
е
основният
и
най-дългият период
от
живота
им,
в
който
те
носят материални
блага
за
народното стопанство.
Ето
защо
от
качеството
на
експлоатацията зависи
икономическият
резултат
от
работата
на
водносиловите
системи
—
качеството, количеството
и се-
бестойността
на
произвежданата електроенергия.
В
тази
борба
за по-
пълно използуване
на
наличните
водни ресурси
и
инсталираните мощ-
ности
наред
с
другите
специалисти важно място заемат
и
хидротех-
ниците,
които
отговарят
за
хидротехническата експлоатация
на
водно-
силовите
системи.
Въвеждането
на
автоматизацията, централното диспечерско управ-
ление,
оптимизацията
на
работния режим
на
всички централи
в
енер-
гийната
система
и
редовното контролиране
на
сигурността
на
важните
хи-
дротехнически
съоръжения изискват
все
по-задълбочени
познания
пре-
димно
в
новите области
на
техниката
—
автоматиката, телемеханиката,
измервателната
техника, техническата кибернетика.
По
тази
причина
на
тези въпроси
в
учебника
е
отделено нужното внимание.
Тъй
като разглежданата материя
е
доста
обширна,
а
обемът
на
учебника—недостатъчен,
редица въпроси
са
дадени
в
принципна
фор-
ма.
За да
могат
читателите
да
задълбочат
своите познания,
в
учебни-
ка се
посочват всички литературни източници.
Голямо значение
за
работата
на
бъдещите
специалисти
има
досе-
гашният
опит. Поради тази
причина
се
описват голям брой примери
от
експлоатацията
предимно
на
нашите водносилови системи. Успоредно
с
това
се
дава
и
обилен
илюстрационен
материал, който спомага
за из-
ясняване
и
допълване
на
изложението.
София,
март
1969
го
д.
Авторът
Експлоатация
на
водносиловите системи
Забелязани
пи-важни
печатни грешки
Стра-
ница
54
54
101
202
258
279
279
287
331
337
339
346
367
379
388
392
Ред
4
отгоре
8
.
Напечатано
{1/г=Цл—
!+р«
+
180°
Р
—
^'.м+Р'
±
180°
1
я
З^-Ур)
2
форм.
45
л
Г
2а>г
н
--;
Г
0,06
р
12
отдолу
Ма
—
Мбл
—
1
19
.
изпарители
1
под
линия
!
текстът изпуснат
фиг.
234
|
кота
878878
1
отгоре
|
(Франция)
4
28
отгоре
500—100%
фиг.
263
1
воден обем
8
отдолу
(СССР)
1
4
отгоре
|
влажността
й
15
отгоре
;
(вж. заб.
2 на 378
стр.)
форм.
100
форм.
101
Я
8
/2
«г
Да се
чете
у^у
я
_
1
+
Р
„+]80°
V'
~У
п
_1+$'
п
•
1НП
2
(У!—
У
р
)*
1^2(1
(т
н
-'0
Г
0,06
р
N«=N^-1
изпарители
8
виж
източник
3 на
стр.
278
кота
878
(Франция)
1
50—100%
воден
подем
(СССР)
2
влажността
и
текстът отпада
/У
8
/.
50
По
вина
на
«еч.
у
.
•
„
кор.
техн.
ред.
печ.
и
кор.
»
печ.
авт.
печ.
кор.
ОБЩИ
ПОЛОЖЕНИЯ
ГЛАВА!
УВОД
Под
експлоатация
на
една водносилова система
се
разби-
ра
съвкупността
от
всички
мероприятия, които
способствуват
за
нейна-
та
непрекъсната
и
възможно
най-икономична
работа,
като
се
гарантира
необходимата
сигурност срещу аварии
и
катастрофи
и се
^./оволяват
нуждите
на
всички
водоползуватели.
При
всяка водносилова система
се
различава
хидротехничес-
ка,
електротехническа
и
машинна
експлоатация.
При
пър-
вата,
която
е
предмет
на
това
изложение,
се
включват
всички
дейно-
сти по
поддържането, контролирането
и
редовната
работа
на
всички
хидротехнически
съоръжения
на
системата, които
се
извършват
от
ин-
женери-водостроители. Електротехническата експлоатация
се
занимава
със
самото производство
и
разпределението
на
електрическата енергия
в
електросистемата
и се
извършва
от
електроинженери. Машинната експ-
лоатация
има за
задача
да
поддържа,
контролира
и
осигурява редов-
ната
работа
на
машинната част
в
системата.
1.
ВОДНОСИЛОВИ
СИСТЕМИ
Водносиловите системи представляват съвкупност
от
водни електриче-
ски
централи
и
необходимите
към тях
съоръжения,
при
които
се
изпол-
зува
по
възможност изцяло
наличният
пад и
водният отток
в
дадено
поречие
или
група
от
поречия
за
получаване
на
електроенергия
и
оси-
гуряване
на
вода
за
други
отрасли
на
народното стопанство.
Водносиловите
системи
са
нов, съвременен етап
за
по-пълното
оползотворяване
на
водната енергия,
при
който
се
изграждат едно
или
повече
поречия. Като пример
за
първия случай може
да се
даде
кас-
кадата
по р.
Арда,
а за
втория
—
Баташкият водносилов път,
каскада-
та
„Сестримо",
„Доспат—Кричим"
и пр.
Когато
в
една система
се
из-
ползуват
за
силодобив няколко поречия,
водите
от тях се
насочват
с
помощта
на
събирателни деривации
към
топографски най-изгодното
по-
речие,
при
което
се
получава
най-ниска
себестойност
и
най-голямо
коли-
чество електрическа енергия.
Развитието
на
силовото използуване
на
реките
се
насочва напоследък
към
свързването
и на
отделните водно-
силови системи, което позволява
да се
обменя
вода
между тях.
По
то-
ви
начин
се
получават експлоатационни предимства, аналогични
на те-
зи при
свързването
на
енергийните системи.
Експлоатацията
на
водносиловите системи като цяло зависи преди
всичко
от
съставляващите
я
водни електрически централи.
С
оглед
на
това
е
целесъобразно
те да се
подразделят
от
експлоатационна глед-
на
точка
на две
основни
групи:
водноелектрически
централи
без
и със
заобиколен
пад.
Характерна
особеност
на
централите
от
първата група
е
отсъствие-
то на
деривация
и
разполагането
на
всички съоръжения
върху
срав-
нително
малка
площ
в
един компактен хидровъзел, като машинната
сграда
се
намира най-често
в
руслото
на
реката. Компактното разполо-
|жение
на
хидротехническите съоръжения
създава
големи предимства
при
експлоатацията,
намалява броя
на
необходимия персонал
за
инста-
лиран
киловат мощност,
а
също
така намалява
и
експлоатационните
разходи.
Към
този
тип
централи, които обикновено
са с
нисък
или
сре-
ден
пад,
спадат подязовирните
и
речните нисконапорни водни електри-
чески
централи.
Централите
от
втората група
са
най-често
с
висок
и
среден
пад
|и
се
характеризират
с
наличието
на
деривация
или на
цяла система
от де-
ривации,
разположени върху сравнително голяма площ. Последното
обстоятелство
е от
голямо значение,
тъй
като налага по-сложна
и
скъпа
организация
на
експлоатацията.
Характерен
показател, който дава указание
за
главната насока,
в
която
трябва
да се
заостри
вниманието
на
персонала
при
експлоата-
цията
на
водните електрически централи,
е
отношението
*
С
Р^~//СР~
к/8]
'
(1)
което
изразява
връзката между обработваемото водно количество
и
пада.
Този показател
се
движи
от 80
т
2
/з
при
нисконапорните
водни
електрически
централи
до
0,0005
т
2
/8
при
високонапорните централи
със
заобиколен
пад.
Като
обща
препоръка
за
експлоатацията може
да
се
даде следното указание:
при
х
с
р>10
основното
внимание
трябва
да
се
насочи
към
мерките
за
увеличаване
на
пада,
а при
х
ср
<4),1—на
меро-
приятията
за
намаляване
на
загубите
от
вода
и
увеличаване
на
улови-
мостта
на
водохващанията.
В
зависимост
от
типа
на
съставляващите
ги
централи водносило-
вите
системи
могат
да
бъдат
най-разнообразни. Основна особеност
обаче
се
явява увеличаването
на
коефицентите
х за
водните електри-
чески
централи
с
напредването
от
изворите
към
устието
на
реката.
2.
ОСНОВНИ
11ЕЛИ
И
ЗАДАЧИ
НА
ЕКСПЛОАТАЦИЯТА
НА
ВОДНОСИЛОВИТЕ
СИСТЕМИ
Проектирането
и
строителството
на
водносиловите системи
заемат
много
малка част
от
техния живот. Основният период
от
тяхното
съще-
ствуване
е
експлоатационният,
в
който
те
създават
материални блага
за
народното
стопанство
и
представляват производствени предприятия
с
8
характерните
им
белези.
С
оглед
на
това
основната задача
на
експлоа-
тацията
на
водносиловите системи
е да
осигурява планомерно,
безо-
пасно
и
икономично
използуване
на
системата, така
че тя да
дава продук-
ция
е
възможно най-ниска себестойност.
За
целта
е
необходимо
ком-
плексът
от
съоръжения
да
бъде
най-напред правилно проектиран
и ка-
чествено изграден,
а
след
това редовно контролиран, поддържан
и
пра-
вилно
обслужван.
Съществено значение
за
експлоатацията
на
водносиловите
системи
имат
специфичните особености
на
съставляващите
ги
хидротехнически
съоръжения, които
се
отличават съществено
от
останалите
инженерни
съоръжения. По-важните особености, които трябва
да се
имат пред
вид,
са
следните.
Присъствието
на
вода
при
хидротехническите строежи усложнява
тяхното проектиране, изпълнение
и
експлоатация.
Причината
за
това
са
механичните, физико-химичните
и
биологичните въздействия, които
оказва водата
върху
тях.
Първите
се
проявяват
в
изтриване
и
разкър-
тване
на
съоръжението вследствие
на
непогасена
кинетична
енергия
на
водата
или
поради наличието
на
плаващи
или
влачени нанеси.
ч
Фи-
зико-химичното
въздействие
на
водата
се
изразява
в
промяна
на
съста-
ва на
строителните материали,
в
разлагането
или
изнасянето
на
опре-
делени техни съставки
от
водата
(корозия
на
бетона
и
металите, изна-
сяне
на
свободната
вар от
бетона
и
пр.).
Биологичното въздействие
на
водата
се
дължи
на
развиващите
се в нея
микроорганизми, които
се
врастват
или
задържат
по
мокрените повърхности
на
съоръженията.
В
резултат
се
увеличава грапавината
и се
намалява
хидравличната
им
проводимост.
В
много случаи
се
предизвиква
и
корозия
на
строи-
телните материали, която
е
особено силна
при
морските хидротехниче-
ски
съоръжения.
-В
резултат
на
изграждането
на
хидротехническите съоръжения
се
получават съществени промени
в
природната обстановка, които
се
разпростират
върху
климатичните, хидроложките, хидрогеоложките
и
дори-
върху
народностопанските фактори
на
дадена
област.
:..',
Много важна особеност
на
хидротехническите съоръжения, която
трябва
да се има
винаги пред
вид,
е че
последствията
от
техните
пс-
вреди могат
да се
окажат много тежки
за
народното стопанство. Причи-
нените
вследствие
на
това щети често пъти
не са
само материални,
а
се
съпровождат
и с
човешки жертви.
От
многото примери
в
тази насе-
ка
е
достатъчно
да се
спомене само
за
катастрофата
с
язовир
„Вайон,,
през
1963
год.,
при
която загинаха
кръгло
3000
души
1
,
за да
изпъкне
голямата отговорност
на
всички участници
в
проектирането, строител-
ството
и
експлоатацията
на
хидротехнически съоръжения.
,.
Строителните условия
при
изграждането
на
хидротехническите
съоръжения
са
тежки,
а
инвестираните капитални вложения
•—
големи.
Често пъти огромният размер
на
строителните работи изисква
дълги
срокове, сложна
и
обширна механизация,
опитни
и
висококвалифицирани
кадри. Сложните взаимодействия
при
хидротехническите съоръжения
Огипег,
Е.
ЗкЪегЪеИ:
УОП
51:аиап1астеп.
01е
\Уа5$ег\у1г1:5сЬаЙ,
1966,
№9,
стр. 290.
налагат
и
обширни предварителни проучвания, които
в
някои
случаи
продължават
с
десетки години.
Поради разнообразните геоложки, хидрогеоложки, хидроложки,
топографски
и
други условия проектирането
и
изграждането
на
хидротехническите
съоръжения
не се
поддава
на
шаблонизиране.
По
тази
причина
типовото проектиране може
да се
прилага ограничено,
и
то
само
по
отношение
на
отделни малки
и
често повтарящи
се
еле-
менти
от
хидротехническите съоръжения.
Експлоатацията
на
водносиловите
системи
се
разделя
на два
основни
дяла:
оперативна експлоатация
и
обслужване
на
съоръженията.
Оперативната експлоатация обхваща дейността,
чрез
която
се
регулира водното количество, подавано през водопро-
веждащите
съоръжения
на
водните електрически централи,
и се
осигу-
рява
пропускането
на
високите води заедно
с
плаващите
или
влачените
от
тях
тела, като лед, наноси
и
пр.
Основен
метод
при
извършването
на
тази дейност
е
диспечеризацията,
основана
на
продължителни
на-
блюдения
и на
прогнози. Обслужването
на
съоръженията обхваща
контролирането
на
състоянието
и
работата
им
чрез наблюдения
и из-
мервания,
непрекъснатите грижи
за
осигуряване
на
правилната
и
безот-
казната
им
работа
и
извършването
на
текущия
и
основния
ремонт.
В
някои
случаи като задължение
на
експлоатацията
е и
преустрой-
ството
на
отделни
съоръжения
или на
цялата система
с
оглед
на
подобряването
на
тяхната
работа
и
повишаването
на
коефициента
на
полезното
им
действие.
Твърде
голямото разнообразие
на
типа
и
размерите
на
съоръже-
нията
при
водносиловите системи
и
различните условия,
при
които
работят
те,
налагат
да се
прилага
до
голяма степен индивидуален
подход
при
експлоатацията
им.
Въпреки това обаче могат
да се
посо-
чат
и
някои общи принципи
за
тази дейност, като
се
излиза
от
изис-
кванията
към
водносиловата система като енергетично предприятие,
а
именно:
1.
Да
осигурява непрекъсната
работа
на
водносиловата система
с
оптимален
енергетичен ефект
при
пълно изпълнение
на
плана
за
про-
изводство
на
електроенергия
в
съответствие
с
товаровия график
на
енер-
госистемата.
За
целта
е
необходимо
да се
поддържат
в
изправност
всички
водопровеждащи
съоръжения
и
техните помощни
устройства,
както
и да се
намалят
до
минимум
загубите
на
вода
и
пад.
.
2. Да се
задоволяват
при
пълно използуване
на
наличния
приток
нуждите
от
вода
на
всички водоползуватели, когато системата
е с
комплексно
предназначение.
За
целта
е
необходимо
да се
съгласуват
умело изискванията
на
отделните потребители, които най-често
са
противоречиви
и
влошават работата
на
водносиловата система,
като
се
търси оптималното разпределение
на
наличната
вода
с
оглед
на
постигането
на
максимален ефект
за
цялото народно стопанство.
3. Да се
контролират съоръженията
по
отношение
на
тяхната
сигурност,
за да се
избягнат аварии
и
катастрофи, които могат
да
доведат
до
големи щети
за
народното стопанство.
За
целта всички
съоръжения трябва
да се
контролират редовно чрез наблюдения
и
10