1. 三峡水轮机转一圈
据统计,三峡大坝装机容量高达2250万千瓦,年发电量达到了847亿千瓦时。而位于巴西和巴拉圭交界处的伊泰普水电站,装机容量只有1400万千瓦,但年发电量却高达900亿千瓦时,超过了三峡水电站。这到底是怎么回事呢?装机容量是指水电站的最大功率,也就是发电站安装的发电机的额定容量,简单来说就是水电站拼尽全力最大能发多少电,这与河流的径流量关系密切。而一个水电站的年发电量取决于装机容量、年径流量和库容调节能力,水电站的发电原理是利用大坝上下水位落差,在水体流出的同时,将流水的势能转变成动能,进而带动发电机运转,最后把动能转换为电能。因而不难得知,水电站发电量的多少,主要取决于径流量、水位落差和流域发电时间。
水力发电原理
三峡水电站的发电量不如伊泰普水电站的原因:
一、径流量和水位落差:
三峡水电站所处的长江中游,平均径流量约为4500亿立方米。而位于巴拉那河的伊泰普水电站,平均径流量仅为2800亿立方米,在这一点上,三峡水电站完胜伊泰普水电站。
从大坝水位落差来看,三峡水电站坝顶海拔185米,最高水位可达175米。一般水位在145米左右,坝下江面海拔在62米,因而上下游水位的最大落差约为113米。伊泰普水电站的坝体高度为196米,上下游水位最大落差在120米左右。
这样看来,两个水电站的实力相差不大,但是争第一最关键的因素是发电时间,而它又取决于径流量的季节性变化。
伊泰普水电站
二、径流量的季节性变化:
我国长江流域的大部分地区属于亚热带季风气候,夏季高温多雨,冬季寒冷少雨。河湖径流量季节性变化较大,夏季的径流量要占到一年中的70%,而冬季仅仅占到10%左右。
伊泰普水电站位于亚热带湿润气候,流域内降水季节性变化不大,径流量相对稳定,水库水位消差只有1米,变化很小。而且巴拉那河上游建成23座水库,库存调节性能很好,所以伊泰普水电站基本上是在恒定径流量下满负荷运行,对径流利用到了极致。而且它几乎没有泄洪压力,因此伊泰普水电站发电量超过三峡水电站也就不足为奇了。
巴拉那河
三、水电站的功能侧重:
两座水电站功能侧重不同,这也就造成发电量的差异。伊泰普水电站基本仅为发电而生,而三峡不仅仅是一个水电站,它更多是一个综合水利枢纽。
中国三峡工程是以防洪为主要目的进行规划设计,发电条件完全依附于既定的防洪规划,因此,虽然三峡发电站水轮机的设计难度要远远超过伊泰普。它复杂的运行条件也可以称得上是常规机组之最,但作为一个综合水利枢纽,三峡水电站要考量更多,比如防洪、发电、航运等综合效益的实现。况且三峡水库为峡谷型水库,在工程建设之初,为了降低淹没面积,减少移民。三峡水库蓄水量较为有限,而且为了防止洪水的发生,保障下游区域安全。在蓄水水位超过警戒线后,三峡大坝就会开始泄洪,而排放出去的水无法用来发电,这就会影响整年的发电量。从梅雨开始的六七月份到雨季结束的十月份,三峡水电站基本不会蓄水,大量径流会为泄洪直接排放掉。
截止2020年7月13日,三峡水电站最大泄洪量高达7.12万立方米每秒,平均每年泄洪而释放的水量达到了2000多亿立方米,相当于近一半径流没有用来发电。但如果不进行泄洪,拦截住汹涌的洪水,那么三峡下游城市就会被淹没,人们的安全就会受到极大威胁。而且为了航运效益,发电量受到一定影响。三峡水库蓄水后,库区100多处主要险滩被淹没,加之航道整治工程的实施,三峡大坝可以通过五千吨级单船和万吨级船队,这一点可是伊泰普水电站远远比不上的。
四、三峡发电供需不匹配,电力外送能力不足的因素:
我国西南地区发电能力强,但用电需求相对较少,而东南地区恰恰相反,况且电能由于自身的独特性,难以保存,储存成本比生产成本还要高,因此只能随发随用。如果发电量超出电网负荷,就会损坏电网。因而当一部分电能过剩时,为了缓解电网负荷只能开闸放水,但是三峡水电站依然是个潜力股,发电量赶超伊泰普只是时间问题。
随着三峡上游水电站的不断兴建,具有调节能力的水库不断增加。三峡工程的季节调节能力明显增强,枯水期发电量明显增加。已经建成的溪洛渡和向家坝水电站日益成熟,而未来三峡上游的白鹤滩和乌东德水电站也会逐步建成。其中乌东德水电站库存达到了76亿立方米,而白鹤滩水电站库存更是达到了206亿立方米,建成后将成为仅次于三峡水电站的中国第二大水电站,白鹤滩和乌东德两大水电站总库存远远大于溪洛渡和向家坝水电站。两大水电站建成后,对整个长江流域调节能力会大大加强,届时三峡水电站发电能力,将增加到1100亿千瓦时,远远超过伊泰普水电站,同时我们也有很多措施,来缓解三峡水电站目前的问题。首先我们可以大力发展输电项目,利用特高压输电,实现跨区域能源输送,把西南地区富余水电资源运送到电力需求量大的长江下游地区。再者我们可以进一步突破水电存储项目,减少电能浪费,弥补季节性差异。最后我们应该大力发展新能源产业,提高水电能源与其它能源的协作能力。目前中国的能源结构与世界平均水平差距仍然较大。如果能源结构进一步改进,用电需求会大大增加,三峡水电站利用率也将进一步提高。
此外,三峡水电站也是中国这个基建狂魔能力的生动体现。目前世界20大超级水电站中,中国就占据了11个,众多水电站将祖国的大江大河汇入到时代发展的浪潮之中,让人们享受到更多便利,闪电哥相信在不久的未来,三峡水电站会得到进一步开发,在更多方面创造世界第一。
2. 三峡水轮机转轮的直径
世界上最大的电动机是电气集团为三峡工程制造的的两个单体各重450吨、直径为10米的转轮,电机容量70万千瓦的三峡电站水轮发电机组,是目前世界上容量最大、直径最大、重量最重、千瓦最大的机组,机组设计、制造和安装的难度超过世界上已有的任何大型机组。
三峡水电站32套70万千瓦发电机组由水轮机、发电机、励磁系统、调速系统、控制系统、主变压器及附属设备组成,设备总重超过20万吨,多数为超重型特大部件。
左岸厂房14套机组有Alstom和VGS两种构型,右岸厂房12套机组和地下厂房6套机组,经过Alstom、哈电、东电完善设计,成功消除了对空化敏感的特殊压力脉动区,使水轮机运行稳定性有了进一步提高。
三峡水电站的水轮机组
三峡水电站由于自然条件和以防洪为主的需要,初期水头61-94米,后期水头为71-113米,每年汛前水库水位降到145米高程,防洪库容221.5亿立方米,水头变幅很大,额定水头80.6米,给水轮机设计增加了难度。
每套水轮机组主要由引水管、座环、蜗壳、导水机构、转轮、主轴、下机架、顶盖、转子支架、定子铁芯、定子线圈、尾水管等部件组成。单台机组出力700MW,水轮机转轮名义直径9.709/10.427m,是当今世界最大的混流式水轮机转轮。
3. 三峡水轮机生产厂家
原因如下
润滑油问题导致轴瓦温度升高 轴瓦受到外力作用而运动做功,其在工作中必然会因为与其他部件的摩擦产生热量。润滑油的作用正是降低轴瓦与其他部件之间的摩擦系数,从而降低轴瓦与邻近部件的摩擦。润滑油在轴瓦工作时会形成一层润滑膜,使轴瓦的固定摩擦变为液体摩擦,实现摩擦阻力的降低。
除此之外,润滑油还发挥着为轴瓦降温的作用,如果在水轮机工作中润滑油系统出现问题,将会导致轴瓦与连接件之间的摩擦系数增大,在产生巨大摩擦力的同时做功生成巨大热量,给轴瓦和机组的工作安全和使用寿命带来影响。导致润滑油出现问题的原因包括润滑油油号不对、油品变质、油中泡沫过多等。
冷却水系统故障引起轴瓦温度上升 为了保证轴瓦工作系统工作状态稳定,在水轮机中会应用冷却水系统为轴瓦降温。在水轮机组中,一般会将冷却水系统和润滑油系统组成一个循环系统,该系统反复循环带走轴瓦摩擦产生的热量,使轴瓦的工作温度和环境温度始终保持在相对稳定的状态。如果冷却水系统出现故障,润滑油所带出来的热量就不能被传递,而润滑油会继续以较热的温度在轴瓦润滑系统中循环,这就导致轴瓦工作温度上升。一般导致轴瓦冷却水系统故障的原因包括冷却水阀门损坏、管道堵塞、过滤器杂质过多等,一旦冷却水系统出现故障,必须及时解决和处理,以保证冷却系统正常工作。
机组振动导致轴瓦温度升高 水轮机组工作中,导致机组发生振动的原因很多。
4. 三峡水轮机类型
三峡水电站水轮机选择的是混流式机组
5. 三峡水轮机转速
龙羊峡水电站属于长江三峡集团有限公司。
龙羊峡水电站,位于青海省共和县和贵德县交界处的黄河干流上,是黄河上游龙羊峡至青铜峡梯级水电站中的最上一级。
主厂房内设4台单机容量32万kW的混流式水轮机发电组。水轮机转轮直径6m,转速125r/min,额定出力32.56万kW,最高效率93%,设计点效率91.5%。
工程于1978年7月开工,1979年12月截流,1986年10月开始蓄水,1987年9月底第1台机组发电,1992年全部机组投入运行。