环保科技

 

节能水力发电

 

  水力发电系(Hydroelectric power)利用河流、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处,将其中所含之位能转换成水轮机之动能,再藉水轮机为原动力,推动发电机产生电能。利用水力(具有水头)推动水力机械(水轮机)转动,将水能转变为机械能,如果在水轮机上接上另一种机械(发电机)随着水轮机转动便可发出电来,这时机械能又转变为电能。水力发电在某种意义上讲是水的位能转变成机械能,再转变成电能的过程。因水力发电厂所发出的电力电压较低,要输送给距离较远的用户,就必须将电压经过变压器增高,再由空架输电线路输送到用户集中区的变电所,最后降低为适合家庭用户、工厂用电设备的电压,并由配电线输送到各个工厂及家庭。

 在一些水力资源比较丰富而开发程度较低的国家(包括中国),今后在电力建设中将因地制宜地优先发展水电。在水力资源开发利用程度已较高或水力资源贫乏的国家和地区,已有水电站的扩建和改造势在必行,配合核电站建设所兴建的抽水蓄能电站将会增多。在中国除了有重点地建设大型骨干电站外,中、小型水电站由于建设周期短、见效快、对环境影响小,将会进一步受到重视。随着电价体制的改革,当可更恰当地体现和评价水力发电的经济效益,有利于吸收投资,加快水电建设。在水电建设前期工作中,新型勘测技术如遥感、遥测、物探以及计算机、计算机辅助设计等将获得发展和普及;对洪水、泥沙、水库移民、环境保护等问题将进行更为妥善的处理;水电站的自动化、远动化等也将进一步完善推广;发展远距离、 超高压、 超导材料等输电技术,将有利于加速中国西部丰富的水力资源开发,并向东部沿海地区送电。

  研究将水能转换为电能的工程建设和生产运行等技术经济问题的科学技术。水力发电利用的水能主要是蕴藏于水体中的位能。为实现将水能转换为电能,需要兴建不同类型的水电站。它是由一系列建筑物和设备组成的工程措施。建筑物主要用来集中天然水流的落差,形成水头,并以水库汇集、调节天然水流的流量;基本设备是水轮发电机组。当水流通过水电站引水建筑物进入水轮机时,水轮机受水流推动而转动,使水能转化为机械能;水轮机带动发电机发电,机械能转换为电能,再经过变电和输配电设备将电力送到用户。水能为自然界的再生性能源,随着水文循环周而复始,重复再生。水能与矿物燃料同属于资源性一次能源,转换为电能后称为二次能源。水力发电建设则是将一次能源开发和二次能源生产同时完成的电力建设,在运行中不消耗燃料,运行管理费和发电成本远比燃煤电站低。水力发电在水能转化为电能的过程中不发生化学变化,不排泄有害物质,对环境影响较小,因此水力发电所获得的是一种清洁的能源。

  水力发电是水资源综合开发、治理、利用系统的一个组成部分。因此,在进行水电工程规划时要从水资源的充分利用和河流的全面规划综合考虑发电、防洪、灌溉、通航、漂木、供水、水产养殖、旅游等各方面的需要,统筹兼顾,尽可能充分满足各有关方面的要求,取得最大的国民经济效益。水力资源又属于电力能源之一,进行电力规划时,也要根据能源条件统一规划。在水力资源比较充沛的地区,宜优先开发水电,充分利用再生性能源,以节约宝贵的煤炭、石油等资源。水力发电与火力发电为当今两种主要发电方式,在同时具备此两种方式的电力系统中,应发挥各自的特性,以取得系统最佳经济效益。一般火力发电宜承担电力系统负荷平稳部分(或称基荷部分),使其尽量在高效工况下运行,可节省系统燃料消耗,有利安全、经济运行;水力发电由于开机、停机比较灵活,宜于承担电力系统的负荷变动部分,包括尖峰负荷及事故备用等。水力发电亦适宜为电力系统担任调频和调相等任务。