автореферат диссертации по энергетике, 05.14.10, диссертация на тему:Основы выбора оптимальных параметров и эксплуатационных режимов работы ЭУ

РГБ Ой

На правах рукописи

о СУП

МУХАММАДИЕВ МУРАДУЛЛА

ОСНОВЫ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГЭУ (па примере Узбекистана)

Специальность 05.14.10 - Гидроэлектростанции и гидроэнергетические

установки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации па соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 1996

Работа выполнена на кафедре возобновляющихся источи энергии и гидроэнергетики Санкт-Петербургского государстве1 технического университета.

Официальные оппоненты:

Академик АВН РФ, доктор технических наук, проф( Вишневский Константин Павлович,

Доктор технических наук, профессор Григорьев Виктор Ивано1 Доктор технических наук, профессор Тананаев Анат Васильевич.

Ведущая организация: АО Ленгидропроект.

Защита состоится " " февраля 1996 г. в час

заседании диссертационного совета Д 063.38.09 при СПбГТУ по адресу:

195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул.,29, пристрой: гидрокорпусу, ауд. 411.

С диссертацией можно ознакомиться в ■ фундаментал! библиотеке университета.

Отзывы на реферат в двух экземплярах, заверенные леча: просим направлять на имя ученого секретаря Совета по указанному В1 адресу.

Автореферат разослан чг» января 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета,к.т.н.,профессор

В.Т.Орлов.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В новых экономических условиях развитие народного хозяйства Узбекистана предопределяет научную проблему рационального использования и сбережения водно-энергетических ресурсов (ВЭР) между отраслями энергетики, сельского хозяйства, питьевого и промышленного водоснабжения, рыбного хозяйства, рекреации и др.

Концентрация и регулирование энергетических ресурсов для выработки электроэнергии осуществляется тепловыми электростанциями (ТЭС) и гидроэлектростанциями (ГЭС). В сельскохозяйственном производстве главную роль выполняют насосные станции (НС). В настоящее время их установленная мощность более 2 млн.кВт. Онн являются крупными потребителями энергии в энергосистеме (ЭС).

Анализ состояния электроэнергетической(ЭЭС) и водохозяйственной (ВХС) систем показывает, что их объекты (боле 40 ТЭС и ГЭС, -1500 НС), эксплуатируются неэффективно, с ограниченными функциональными возможностями, что приводит к нерациональному использованию ВЭР и необоснованным экологическим нагрузкам на природную среду.

Причиной этому являются: 1) значительный удельный вес ТЭС ( 85%) в ЭЭС, сжигающих более 40 млн.т/год органического топлива; 2) низкая доля мощностей ГЭС ( 15%), а при покрытии пиковой нагрузки всего 6-7% от максимальной мощности, что требует более 90% импорта регулируемых мощностей, несмотря на неиспользованные гидроэнергетические ресурсы(ГЭР, ~60%о); 3) отставание в строительстве малых- и микро ГЭС при использовании ГЭР на ирригационных каналах ( £ Ьк=3400 км, <3к=5656 м3/с), водохранилищах ( 2 Уполез=17 км3 ) и других регулируемых гидротехнических сооружениях; 4) большие водно-энергетические потери при эксплуатации НС (до 20% энергии), связанные с несоответствием графиков водоподачи и водопотребления; 5) отсутствие гидроаккумулирования; 6) отсутствие надежного учета перекачиваемой воды; 7) отсутствие полной АСУ технологического процесса; 8) ограниченные управляющие способы при аварийных ситуациях; 9) нестационарные процессы в виде пульсаций гидродинамического давления, вызывающие повышенные вибрации здании НС, оборудования и т.п.

Указанные недостатки в основном обусловлены отсутствием научно обоснованных и технически возможных разработок по управлению, использованию и сбережению ВЭР. При этом в качестве управляющего объекта ВЭР выступают гидроэнергетические установки (ГЭС, ГАЭС, НС и МГЭС) и регулируемые гидротехнические сооружения (ГТС), в частности затворы, водоприемно - водовыпускные сооружения, каналы и др.

Решение этих проблем применительно к гидроэнергетическим и гидротехническим объектам требует создания гидроэнергокомплексов (ГЭК) на естественных водотоках или при существующих водохранилищах комплексного назначения.

Перспективный план развития энергетики до 2010 г. предусматривае дальнейший рост энергопроизводства по энергии на 50-60%, а также рос водопотребления до 7 км3 . При этом важную роль занимают ГЭК процессах производства энергии в ЭЭС и управлении водных ресурсов ВХС. Эти обстоятельства на ГЭК предъявляют новые требования п> осуществлению маневра мощности в ЭЭС, управления воздействия ГЭУ н, природную среду,поддержания качества воды в системах водохранилищ вовлечения в энергобаланс, в дальнейшем, альтернативных источнико; энергии и др.

Расширение круга задач, возникающих при назначении режимо: работы объектов ГЭК, позволяет приходить к выводу о зависимости и: режимов от рационального выбора ВЭР системы водохранилищ, а такж! расширения функциональных возможностей ГЭУ и элементов ГТС требующих реконструкции и модернизации их объектов.

Все это обуславливает необходимость разработки новых конструкт» и научно-технических основ выбора параметров и эксплуатационные режимов работы ГЭК, с тем, чтобы комплексное использование водны> ресурсов в целях энергетики, ирригации, водоснабжения (питьевое) и др. е народном хозяйстве были эффективными, с экологическими влияниями \и природную среду в допустимых пределах.

Актуальность темы диссертации определяется необходимостьк выбора оптимальных параметров и эксплуатационных режимоп гидроэнергокомплексов, создания систем управления качеством воды для питьевого водоснабжения, а также требований сбережения водно-энергетических ресурсов в новых экономических условиях Узбекистана. Это способствует новым или реконструируемым гидроэнергетическим установкам, а также гидротехническим сооружениям более эффективно выполнять следующие основные функции в народном хозяйстве: рациональное использование водных ресурсов, экономии топливно-энергетических ресурсов, расширение функции ГЭУ. охрана окружающей среды, сохранение и регулирование качества воды. Эти факторы являются главными для развития народного хозяйства многих регионов СНГ и их учет в методах обоснования параметров и эксплуатационных режимов ГЭК представляет научно-практический интерес и актуальность.

Цель исследования заключалась в разработке научно-технических основ выбора оптимальных параметров и эксплуатационных режимов работы гидроэнергокомплексов, в том числе при реконструкции и техническом перевооружении. В этом направлении были поставлены следующие основные задачи:

определение критериев эффективности функционирования гидроэнергокомплексов с учетом региональных факторов;

- разработка математических моделей и алгоритмов оптимизации параметров системы водохранилищ гидроэнергокомплексов;

- разработка методов обоснования параметров ГЭК с учетом экологических требований;

- разработка новых технических решений по повышению эффективности функционирования ГЭК и обеспечения ресурсосбережения;

- разработка методов обоснования параметров НС в обратимых режимах;

- разработка рекомендаций по управлению качеством воды системы юдохрапилищ объектами ГЭК.

Новые результаты заключаются в решении проблемы >есурсосбережения в области гидроэнергетики, имеющей важное [ароднохозяйственное значение:

- для условий Узбекистана сформулированы основные направления юпользования ГЭР и ресурсов ВХС в составе ГЭК;

- разработаны математические модели и алгоритмы расчетов по щределению оптимальных параметров ГЭК в условиях дефицита юдноэцергетических ресурсов;

- разработаны методы обоснования параметров и режимов работы >бъектов ГЭК с учетом экологических требований;

разработаны новые технические решения по повышению ффективности ресурсосбережения ГЭК;

- разработаны рекомендации по обеспечению выбора оптимальных ираметров НС в обратимых режимах, а также рекомендации по управлению ■.ачеством воды в системе водохранилищ ГЭК.

Личный вклад ав тора определился разработкой теоретических основ |боснования параметров и режимов работы СВ ГЭК, созданием итематических моделей и алгоритмов расчета, предложением новых ехнических решений по ресурсосбережению и повышению эффективности "ЭК, проведением экспериментальных исследований и доведения научных 1азработок до практического использования.

Практическая значимость диссертации состоит в разработке моделей и [етодов выбора оптимальных параметров и эксплуатационных режимов ГЭК и недрении новых технических решений в проектную практику ряда рганизаций гидроэнергетического и водохозяйственного профиля, в ксплуатацию на действующих объектах,а также в учебный процесс при юдготовке инженеров-гидроэнергетиков и гидротехников. Соответсвующие кты и справки о внедрении приведены в приложении.

Использование разработок и рекомендаций автора в проектной практике озволяет повысить технико-экономическую и экологическую обоснованность 'ЭК, а при эксплуатации различных объектов с ГЭУ эффективность их >ункционирования в электроэнергетической и водохозяйственной системах.

Достоверность научных результатов и основных выводов :одтверждается соответствием полученных данных существующим научным редставлениям, проверкой разработанных методик с помощью пробированных методов, а также данными натурных и экспериментальных :сследований.

Апробация результатов проведена на вузовских, республиканских, сесоюзных и международных научно-технических конференциях, семинарах симпозиумах:

- Всесоюзной 17-й конференции молодых научных работнике ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева (г.Ленинград, 1984 г.);

- 3-й Всесоюзной научно-технической конференции "Программнс алгоритмическое и техническое обеспечение АСУ ТП" (г.Ташкент, 1985 г.'

42-й научно-технической конференции "Пути и метол совершенствования качества строительства" (г.Куйбышев, 1985 г.);

- 44-й и 45-й научно-производственных конференциях профессорск преподавательского состава и аспирантов ТИИИМСХ. (г.Ташкент, 1984 1986 г.г.);

- Всесоюзной научно-технической конференции "Научные проблем современного энергетического машиностроения и их решения" ( Ленинград, 1987 г.);

- Научно-технической конференции "Совершенствование структуры хозяйственного механизма в топливно-энергетическом комплекс Узбекистана" (г. Ташкент, 1988 г.);

- Региональном совещании по вопросу перспективного развита топливно-энергетического комплекса Средней Азии и Казахстана (г Ташкент, 1988 г.);

- Республиканской научной конференции "Совершенствовали управления производством, технологическими процессами 1 оборудованием в регионалных межотраслевых комплексах" (г. Ташкент 1989 г.);

- Республиканской научно-практической конференции "Проблемь комплексного использования и охраны водных ресурсов в бассейне Аральского моря" (ТИИИМСХ г. Ташкент, 1990 г.)

- Республиканской научно-технической конференции "Проблемы и вопросы создания средств вибрационной техники для использования в различных технологических процессах машиностроительной отрасли Узбекистана" (г. Ташкент, 1990 г.);

- Международной конференции "Системный анализ-92" и "Системны]'! анализ-94" (г. Ташкент, 1992,94 гг.);

- Республиканской научно-практической конференции "Ученые и специалисты в решении социально-экономических проблем Узбекистана" (г. Ташкент, 1994 г.);

- Международной научно-технической конференции "Современные проблемы нетрадиционной энергетики" (г.С.-Петербург, 1994 г.);

Научно-практической конференции профессорско-

преподавательского состава и аспирантов ТашГТУ (г. Ташкент, 1987- 94 гг.);

- Научных семинарах кафедры "Возобновляющиеся источники энергии и гидроэнергетики СПбГТУ" (г.Санкт-Петербург, 1984-95 г.г.).

- Международном симпозиуме "Топливно-энергетические ресурсы России и других стран СНГ" (г.С.-Петербург, 1995);

- 52-й научно-технической конференции "Исследования в области архитектуры и строительства" (г.Самара, 1995 г.);

- 1-й Международной конференции "Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности металлоконструкций и методы их решения" (г.С-Петербург, 1995 г.);

Публикации. По теме диссертации опубликовано 46 работ, в том числе 2 учебных пособия, зарегистрировано 10 изобретения и сделано 5 докладов на международных конференциях.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация содержит стр.текста, 43 рисунков, £>■ таблиц,286 наименований литературных источников и приложения.

В первой главе рассмотрены современные проблемы ЭЭС и ВХС Узбекистана, и проанализированы режимы работы электростанций различных типов в Средней Азии.

В настоящее время состав электростанций Объединенной электроэнерге-тической системы (ОЭС,) Средней Азии отличается от других ОЭС в республиках СНГ. Структура мощностей в ОЭС Средней Азии состоит из мощностей тепловых (ТЭС) и гидравлических (ГЭС) электростанций. В покрытии суточного графика нагрузки (СГН) в ЭЭС Средней Азии участвуют примерно 30 крупных и средних тепло- и гидростанций и 57 базисных ГЭС и блочных ТЭС (ДЭС). Установленная мощность ОЭС Средней Азии по состоянию на начало 1994 г. составила примерно 24800 МВт, в т.ч. на ТЭС 15700 МВт и на ГЭС 9100 МВт. Выработка электростанций уменьшилась по сравнению с предыдущим годом из-за дефицита топлива и нарушения надежности оборудования, нехватки запасных частей.

После приобретения самостоятельносги Республики Средней Азии работа ОЭС усложнилась, транзит электроэнергии по территориям каждой республики находится под контролем и доводится до сведения всех ЭС. Оплата затрат в мировых ценах по регулированию частоты в ОЭС Средней Азии между ЭС осуществляется по взаимному договору на уровне республик Узбекистана, Кыргызстана, Таджикистана, Туркменистана и Южного Казахстана. Покрытие, максимума суточного графика нагрузки (СГН) ОЭС возлагается на ГЭС Кыргызстана ( N =2,7 ГВт) и Таджикистана ( N =3,2 ГВт). Взаимопонимание между энергосистемами региона не отвечаег интересам государств, что выдвигает на первый план осуществление структурного изменения в работе ЭЭС для удовлетворения своих потребностей в электроэнергии.

На фоне республик Средней Азии Узбекистан занимает особое место по структуре ЭЭС и их изолированная работа не представляется возможной.

В составе Узбекской ЭЭС эксплуатируются более 40 гидравлических (ГЭС) и тепловых (ТЭС) электростанций со среднегодовой выработкой электроэнергии более 47 млрд.кВт.ч. Из них примерно 15% приходится на долю 31 ГЭС и составляет по мощности приблизительно 1700 МВт. Вырабатываемая мощность ТЭС доходит до 10000МВт, и сжигают они при

этом более 40 млн .т/год дефицитного органического топлива Экологический ущерб ТЭС на природную среду трудно переоценить.

Режимная функция ГЭС Узбекистана в основном подчинен; ирригационным требованиям. Лишь Чарвакская (Ы=620МВт) ] Ходжикентская (N=165 МВт) ГЭС работают в остропиковом режиме покрывая утренний и вечерний максимум нагрузки ЭЭС, в то время ка остальные ГЭС работают в базисном режиме из-за дефицита водны, ресурсов и отсутствия научно-обоснованных способов управления этим! ресурсами.

СГН Узбекской ЭЭС, в наиболее напряженный зимний период характеризуются довольно высокой плотностью - 0,861. Пиковая нагрузка декабре месяце составляет примерно 26% от максимальной, н регулирующая мощность ГЭС для покрытия этой нагрузки составляет всегс 7% установленной мощности всех электростанций Республики.

Дефицит пиковых мощностей в ЭС Узбекистана покрывается из ОЭС в размере 600 МВт (за 1994г.), стоимость которой составила 60( тыс.дол.США. Тариф за регулируемую мощность в конце 1995 г установлен 1,2 дол.США/кВт, что отрицательно сказывается на экономике Республики и вызывает необходимость поиска возможных источникое энергии в пределах Республики. Рост электропотребления в СГН до 2010 г составит 81-82 млрд.кВт.ч или более 12800 МВт по мощности, а рост водопотребления ожидается в размере 7 км3.

Все это указывает на необходимость развития научных исследований по формированию основных направлений развития общей энергетики Узбекистана, включая гидроэнергетику.

Взаимосвязь ЭЭС и ВХС Узбекистана за счет работы ГЭУ (ГЭС и насосных станций) имеет разнохарактерные последствия. Они проявляются в ограничении режимных функций из-за интенсификации неэнергетического водопользования.

Это, в первую очередь, относится к эксплуатируемым и проектируемым ГЭУ различных типов (ГЭС, Г АЭС, НС, МГЭС).

Нашими обследованиями установлено, что объекты ВХС с ГЭУ эксплуатируются нерационально: большие потери воды при транспортировке; неэффективная работа мелиоративных систем; отсутствие обоснованного подхода к гидроэнергетическому освоению водных ресурсов ВХС, функциональная ограниченность режимов работы ГЭУ и регулируемых гидротехнических сооружений и т.д.

Для формирования основных направлений гидроэнергетического освоения водно-энергетических ресурсов (ВЭР), автором предлагается их классификация (рис.1). При этом ВЭР подразделяются на: ресурсы водохозяйственных систем (РВХС) и гидроэнергетические ресурсы(ГЭР). Как видно из этой классификации пока ,что не освоенными являются РВХС и из ГЭР - малые реки и временные водотоки (саи). Технический потенциал малых рек равен 4,4 Твт.ч. Саи Узбекистана занимают 1/5 часть территории, а их количество доходит до 7000. В последнее время воды саев

начали использоваться для орошения земель, обводнения пастбищ, водоснабжения рудников, городов, поселков, сельских населенных пунктов.

По типу гидрографа, режиму, размеру и морфологическому строению долин горные саи Узбекистана по данным Саидходжаева A.C. разделяются на три типа. При этом среднегодовой расход и напор составляет 0,5-2 м3 /с и 25-70 м, соответственно. Это является основанием того, что при гидроэнергетическом освоении саев с применением автономных мини- и микро ГЭС можно получить экологически чистую электроэнергию.

Развитие промышленности и сельского хозяйства в Республиках Средней Азии, особенно крупномасштабное развитие орошения, привело к возрастанию безвозвратных потерь водных ресурсов Сырдарьи и Амударьи и ухудшению состояния окружающей природной среды.

В начале 30-х годов суммарные затраты стока в этом бассейне равнялись 42,4 км3 /год, к концу 60-х годов они увеличились до 84,9 км3 /год.

В результате по бассейну Арала затраты стока в 80-х годах достигли 90-95%, т.е. практически весь приток поглощался в зоне его использования. Вследствие усыхания Аральского моря резко ухудшились социально-экологические условия жизни населения и его здоровья.

Минерализация возвратных вод колеблется в пределах 2-3 г/л, нередко достигая 5-12 г/л и выше. Под воздействием стока высокоминерализованных возвратных вод ухудшилось качество речных вод. Например, в бассейне Сырдарьи в настоящее время минерализация речных вод в отдельные периоды повышается до 0,9-1,4 г/л на выходе из Ферганской долины, 1,5-3 г/л в створе Казалинска, а в бассейне Амударьи в нижнем течении в створе Туямуюнского водохранилища 1,5-3,3 г/л.

Все эти отрицательные последствия на первое место ставят вопрос обеспечения населения питьевой водой, особенно в бассейне реки Амударьи. Поэтому многие водохранилища этого бассейна, такие, как Туямуюнское, 'Гудакульское, Куюмазарское, Таллимарджанское и др. Используются не только в целях ирригации и энергетики, но и для питьевого водоснабжения многих городов и населенных пунктов, хотя качество воды по составу концентрации различных веществ не всегда соответствует установленным нормам.

Анализ, проведенный нами структуры водопотребления ВХС Сырдарьи и Амударьи показывает, что в целом производительные потери воды равны 66 км3 /год, а непроизводительные - 23,7 км* /год, т.е. 26% суммарных затрат водных ресурсов.

С учетом анализа современного состояния ЭЭС и ВХС Средней Азии можно выделить следующие проблемы: во-первых, управление и рациональное использование водно-энергетических ресурсов на межреспубликанском уровне с учетом перспективы развития народного хозяйства; во-вторых, обеспечение роста водопотребления, связанном с приростом численности населения и требований охраны окружающей среды; освоение собственных ГЭР на внутренних водотоках, в системах водохранилищ, на гидротехнических сооружениях; строительство ГАЭС, а

также использование действующих ГЭС и крупных НС в режима гидроаккумулирования; совместное освоение рядом стран ГЭР, потенции, которых формируется на территории сопредельных государств; ускорени темпов проектирования и строительства, а также реконструкции i восстановления малых ГЭС при существующих ВХС и др.

Во второй главе анализируются методы обоснования основны технико-экономических параметров и режимов работы - ГЭС, НС, малы ГЭС и подходы к созданию гидроэнергокомплсксов (ГЭК).

Развитие гидроэнергетики с учетом работы ЭЭС и ВХ( осуществлялось на основе анализа технико-экономических показателей i сопоставления альтернативных вариантов. При комплексном освоенш водных ресурсов задача обоснования оптимальных параметров ITX усложнилась. Это требовало постоянного совершенствования методик! технико- экономических расчетов.

Большой вклад в развитие гидроэнергетики внесли: В.А.Айвазьян Н.Н.Аршеневский, В.В.Болотов, Ф.Ф.Губин, М.М.Гришин, И.В.Егиозаров В.П.Захаров, Т.Л.Золотарев, А.З.Захидов, А.А.Морозов, П.А.Мостков В.А.Новожилов, Л.А.Мелентьев, Н.И.Хрисанов, В.И.Обрезков Б.А.Соколов, Д.С.Щавелев и ныне плодотворно работающие Н.В.Арефьев

A.Ю.Александровский, Л.Б.Бернштейн, Л.А.Бесчинский, Л.С.Беляев Ю.С.Васильев, В.И.Григорьев, П.П.Долгов, А.Н.Зейлигер, В.Я.Карелин Г.И.Кривченко, А.А.Макаров, Н.К.Малинин, П.С.Непорожный

B.Р.Окороков, А.В.Тананаев, М.П.Федоров, Ш.С.Шарыгин, Ш.Ч.Чокин Б.П.Эрлихман и др. Эти ученые представляли крупные научно-исследовательские и проектные институты и вузы России и других стран СНГ: Гидропроект, Гидромаш, Энергосетьпроект, ЦКТИ, ВНИИГ. СПбГТУ, МЭИ, МИСИ, МГМИ, ИВП, САНИИРИ, КазНИИЭ и др.

В 20-70-х годах изучением и освоением водных ресурсов Узбекистана занимались большая плеяда ученых, в том числе Алимов P.A., Алтунин

C.B., Бахтияров Р.В., Духовный В.А., Захидов А.З., Захаров В.П..Каминский И .Я., Мухамедов А.М.,Оранский И.Н., Саидходжаев С.А., Хамраев Н.Х., Шульц В.Л. и др.

В работах этих авторов различные варианты строительства ГЭС анализировались по показателю минимума приведенных затрат по ЭВХС. Развитие ВХС и рост орошаемых площадей с насосными станциями приводило к ограничению функциональных и маневренных возможностей ГЭС. Кроме того, режимные функции ГЭС в ЭВХС зависят от структуры топливно-энергетического комплекса.

Проектирование и строительство крупных ГЭС с водохранилищами комплексного назначения с одной стороны улучшило возможность управления ЭВХС, а с другой стороны усложнило проектирование гидроэнергетических объектов за счет увеличения факторов, учет которых при технико- экономических расчетах становился обязательным. В результате при обосновании параметров ГЭС начали применять теории

программного обеспечения отдельных задач по оптимизации параметров станций и их оборудования, а также для активного внедрения системы автоматизированного проектирования (САПР) ГЭС по совершенствованию методов технико-экономических расчетов.

Рост количества критериев при выборе оптимальных параметров и режимов работы ГЭУ в ЭВХС зависит от поставленной цели эксплуатационных условий (стационарные и аварийно-эксплуатационные режимы).

Характер участников ЭВХС при назначении различных режимов и обосновании оптимальных параметров ГЭС требует принятия универсальных критериев управления.

В связи с усилением требований охраны окружающей среды дальнейшее обоснование параметов ГЭО выполнялось с учетом природно-охранных мероприятий в энергетике и водном хозяйстве.

. Вопроса выбора компромиссных решений для различных требований объектов ЭВХС, а также разработке оптимизационных моделей принятия решения с учетом параметров природно-технической системы посвящены работы Н.В.Арефьева, И.В.Бусалаева, Ю.С.Васильева, С.Б.Елаховского, М.П.Федорова, Ш.Ч.Чокина, Д.С.Щавелева и др.. а также ряда зарубежных ученых, А.Хейртенайса, И.Делкамбре, М.Рулити, Д.Роберта, Д.Кларка, Е.Коплаги, М.Марино, Б.Брага, Р.Дарвина, С.Орлоба и др.

В последние 20 лет сложные задачи ВХС с ГЭС на основе математического моделирования решались с помощью двух моделей -оптимизационной и имитационной.

Зарубежные ученые также решают проблемы обоснования параметров ГЭО при проектировании и эксплуатации с учетом требований охраны окружающей среды. Такие попытки проделаны в Австралии по уменьшению эмиссии углекислого газа, в Бюро мелиорации США разработана программа "Гидроэнергия 2002"; в Финляндии реализована оптимизация режимов работы речной системы Оулуёки; во Франции для решения проблемы водных ресурсов между гидроэнергетикой и ирригацией разработаны программы "AGIRE" и "LAS-SOL".

За годы советской власти были построены крупные насосные станции такие как, "Иртыш-Караганда", "Днепр-Донбасс", "КМК", "АБМК" и др.

Проектирование ныне существующих НС осуществлено на основе технико-экономического анализа различных вариантов по минимуму приведенных затрат за принятый вариант, как и ГЭС. При этом в этих проектных решениях не учтены, по нашему мнению, такие факторы, как влияние НС на окружающую среду; не соответствие графиков водопотребления и водоподачи из-за неправильного выбора агрегатов, вследствие стремления любыми способами обеспечить минимум расчетных затрат, различные режимные функции (например, режимы гидроаккумулирования, потребителя-регулятора и т.д.).

Повышение эффективности проектирования, строительство и эксплуатации НС в разные годы выполнялось в институтах Гидромаш, Уралгидромаш, Укргипроводхоз, СПбГТУ, МИСИ, МГМИ, ЦКТИ,

МВТУ, САНИИРИ, Узгипроводхоз и др. под руководством учены. Н.Н.Абрамова, Н.Н.Аршеневского, Д.А.Бутаева, С.Г.Беляева Ю.С.Васильева, В.И.Виссарионова, К.П.Вишневского, О.Я.Гловацкого В.В.Елистратова, В.Я.Карелина, А.М.Курганова, П.В.Лобачева А.А.Минаева, Р.А.Новодережкина, Р.А.Очилова, А.В.Подласова А.Л. Половец, III.Х.Рахимова, В.В.Рычагова, В.И.Турка, В.А.Умова Л.П.Грянко, М.М.Флоренского, В.Ф.Чебаевского и др.

В настоящее время во всех странах мира наступил новый этаI развития проектирования и строительства ГЭУ малой мощности. Эт связано с ухудшением экологической ситуации во многих странах мира из за большого отрицательного влияния крупных типов электростанций особенно ТЭС ,на окружающую среду.

В последние годы в Гидропроекте и его отделениях по регионам СН1 был выполнен комплекс работ для определения следующих основные направлений развития малой гидроэнергетики с активным участие\ Л.П.Михайлова, И.К.Малинина, М.П.Фельдмана, Т.К.Маркановой и др.:

- осуществление технического перевооружения и реконструкции все> действующих, законсервированных и части списанных ГЭС;

- достижение максимальной экономии топливных ресурсов в ЭЭС с вводом мощностей строившихся новых МГЭС и др.

Эти направления по своей актуальности имеют важное значение дл* многих районов изолированного энергоснабжения, например, для Среднеазиатских республик, где для энергоснабжения до сих пор используются дизельные электростанции суммарной мощностью более ЮС МВт, сжигающие дефицитное органическое топливо и загрязняющие окружающую среду.

В Республике Узбекистан из-за разрушения ГТС, выхода из строя гидроагрегатных блоков, нехватки запасных частей, недостаточности водных ресурсов и т.п. многие МГЭС законсервированы и списаны.

Наибольшее развитие строительства МГЭС осуществлено в Китае (N=3890 МВт), в Канаде (Ы=100МВт), в Японии и др.странах.

Гидроэнергетическое освоение водных ресурсов осуществлялось созданием каскадов гидроузлов, в составе которых может быть: ГЭС, НС, ГАЭС и др. ГТС.

В случае объединения различных ГЭУ и крупных электростанций (типа ТЭС, АЭС и др.) образовались энергетические комплексы (ЭК), например, Южно-Украинский ЭК, проектируемый Краснодарский ЭК и др.

В отличие от ЭК, согласно условиям развития различных стран в новых экономических условиях, по мнению автора, целесообразно создание гидроэнергокомплексов (ГЭК) для более полного использования ВЭР, а также управление ими при обеспечении требований водо- и энергосбережения, и охраны окружающей среды.

На рис. 2. представлена классификация объектов ГЭК, предлагаемая автором. Согласно этой классификации можно заметить, что повышение эффективности ГЭК зависит от многих факторов эксплуатации ее

Рис.1. Классификация ВЭР

Рис.2. Классификация гидроэнергокомплексов по типу объектов.

объектов: РЭУ, неэнергетических водопользователей и водопотребителей Для решения этой проблемы требуется осуществить следующие задачи:

1. Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий в объекть

ГЭК.

2. Разработка новых технических решений для совершенствован!« режимов эксплуатации ГЭК.

3. Осуществление обоснованного проведения реконструкции объектос ТЭК, учитывая при этом их срок службы для повышения энергоэкономических и экологических показателей их функционирования.

4. В условиях дефицита ВЭР необходимо предусмотреть в ходе реконструкции расширение режимных функций ГЭС, НС и регулируемых объектов ГТС, для выработки экологически чистой гидроэнергии и управления водными ресурсами, с целью улучшения и поддержки их качества в допустимых пределах.

С учетом недостаточной разработанности решения указанных проблем, в диссертации автором была определена цель, приведенная при обосновании актуальности темы.

В третьей главе диссертации рассматриваются теоретические аспекты решения общей задачи обоснования параметров ГЭУ малой мощности и математические модели эксплуатационных режимов системы водохранилищ в составе гидроэнергокомплексов.

В качестве основного при определении эффективности гидроэнергетического строительства рекомендуется метод сравнительной эффективности, который в условиях существования достаточно развитых энергосистем позволял объективно выявлять наилучшее сочетание тепловых и гидравлических электростанций и их параметры.

Проектируемые ГЭО, чей срок окупаемости превышал нормативный признавались на данном этапе неэффективными и откладывались на более отдаленную перспективу. Такой подход в условиях планового развития экономики и централизованного финансирования строительства был оправдан, так как позволял из целого ряда объектов при ограниченных финансовых возможностях выбрать наиболее эффективные.

В условиях рыночной экономики основным критерием эффективности для любого строительства является превышение доходов (Д) над расходами (Р) в результате реализации данного проекта.

Для оценки этого критерия существует несколько способов, рекомендуемых ведущими экономистами и используемых в большинстве зарубежных инжиринговых и консалтинговых фирм, занимающихся гидроэнергетическим строительством. К основным относятся: период окупаемости Т; текущая норма прибыли (ARR); чистая текущая стоимость (NPV); внутреняя норма прибыли (IRR); индекс прибыли (отношение Д/Р); удельная стоимость (Суд).

В диссертации предложена методика определения оптимальных параметров ГЭУ малой мощности при строительстве их в составе гидроэнергокомплексов. При строительстве ГЭУ на естественных

водотоках можно использовать традиционный метод сравнительной эффективности ГЭУ и альтернативной электростанции. Оптимальные параметры ГЭУ и эффективность его строительства определяется из условия практического равенства Егэу ~ Ен или Тгэу # Тн, где Егэу и Тгэу - показатели сравнительной эффективности и срока окупаемости дополнительных капиталовложений по ГЭУ; Ен и Тн - нормативные значения показателей сравнительной эффективности и срока окупаемости.

Предлагаемая методика определения параметров и эффективности строительства ГЭУ малой мощности в составе ГЭК ориентируется на водохозяйственные параметры определяемые существующими подпорными сооружениями. Энергоотдача ГЭУ принимается по режиму работы ГЭК, в результате водно-энергетических расчетов по хронологическому ряду расходов для конкретного створа с учетом ограничения, учитывающих рабочий диапазон турбин по напору и расходу.

В технико-экономических расчетах учитывается предельная норма дисконтирования ( шр ), при котором за экономический период жизни проекта 50 лет достигается равенства Д = Р.

За критерий эффективности проекта предложено отношение дохода и расхода в виде:

Д/Р > 1, (1)

I «г* 3 Ъ'*

где Д=2. К],а(1+1) +£И],а(ЬН)

7 V* *

Р= £ К] ,гэу( 1+1) +2 Щ ,гэу(1)

К],гэу , К],а - стоимость всех единовременных затрат в строительстве 1-й ГЭУ и альтернативного варианта, до 3 включительно;

И],гэу , И],а - текущие издержки по _)'-й ГЭУ и альтернативному варианту;

1 - норма дисконтирования;

I - базисный год; г - текущий год.

Доходы (Д) представляют собой совокупность выраженных в денежной форме положительных эффектов от осуществления данного проекта. Количественная оценка дохода, в зависимости от условий расчета и региональных условий, можег приниматься по единовременным п текущим затратам в альтернативный вариант или определяется тарифом на электроэнергию.

Под расходами (Р) понимается вся стоимость строительных материалов, оборудования, внешних займов и пр., необходимых для проектирования и строительства объекта, текущих амортизационных и эксплуатационных затрат, а также суммарная оценка отрицательного влияния строительства ГЭУ на окружающую среду.

В общем случае основную часть нормы дисконтирования составляет процентная банковская учетная ставка.

По предложенной методике были выполнены расчеты оптимальны параметров ГЭУ малой мощности, намечаемых к проектированию составе Туямуюнского ГЭК. Были рассмотрены варианты пяти ГЭ^ использующие перепады: левобережного водозабора (ЛВ) магистрального канала (ЛМК), правобережного водозабора (ПВ) магистрального канала (ПМК) и на канале осветленной воды (КОВ).

Нормальный подпертый уровень (НПУ) определен параметрам! подпорных сооружений ГЭК. В основу определения энергоотдачи ГЭ. приняты отчетные данные МВХ Республики Узбекистан.

Наличие ЭЭС с высоким удельным весом ТЭС, в зоне влияни которых находятся ГЭУ малой мощности, предопределило использование 1 качестве оценки доходов Д - затраты по альтернативной ТЭС.

При обосновании установленной мощности ГЭУ учтены следую щи исходные данные:

- среднемесячные мощности и выработка энергии по результата N водноэнергетических расчетов;

- капиталовложения в ГЭУ приняты по аналогу фирм "НАИ^А" (США) и SNS-Shavviшgan (Канада), занимающихся обоснованием оптимального использования ГЭР в Кыргызстане;

- ежегодные издержки приняты в размере 3% от расходов (Р);

- в качестве альтернативного варианта по энергетике принята низкосортная дизельная электростанция, стоимость 1 кВт.ч электроэнергии на которой составляет 0,045 дол, США;

- коэффициент эквивалентности по выработке электроэнергии - 1,03.

Согласно мировой практике гидроэнергетического строительства

норма дисконтирования для условий Узбекистана принята тр = 8% при государственном инвестировании за счет специальных фондов развития. Результаты расчетов представлены в таблице

Сравнивая полученные данные со стоимостью строительства аналогичных объектов в Кыргызстане, где при ¿=8% удельная стоимость составляет 1200-1600 дол.США/кВт, можно указать на высокую эффективность строительства ГЭУ на ЛМК и Л В с установленной мощностью гидроагрегатов до 10-14 МВт.

В диссертации для экспертной оценки инвестиций при проектировании ГЭУ в составе ГЭК предложена номограмма, позволяющая при наличии только их водохозяйственной характеристики определить эффективность строительства объекта в виде ¡=Г(Суд) при варьировании числа часов использования установленной мощности Ь=уаг. Также пользуясь номограммой, можно выбрать оптимальные параметры ГЭУ - мощность, выработку энергии, расход, напор и др. Значения ¡пр и Ь учитывают особенности региональных условий СНГ и принимаются различными.

На основыве научного подхода многокритериального анализа определения эффективности ГЭО, предложенного N4.П.Федоровым, Н.В.Арефьевым, П.П.Долговым и др., автором в диссертации предложен

Технико-экономические показатели малых ГЭС в бассейне Туямуюнского ГЭК

Таблица

N Наименование Единицы Гидроэлектростанции

п/п показателей измерения 2 4 6 3 1 5

1 Отметка НПУ м 130 130 130 112,2 114,5

2 Установленная мощность Мвт 14 6 1 6 4

3 Среднемноголетняя выработка электроэнергии ГВт.ч 35 23,8 2 26 12,5

4 Число часов использования установленной мощности час 2500 3967 2000 4333 3125

5 Стоимость строительства млн.дол.США 14 6 1 6 4

6 Ежегодные издержки млн.дол.США 0,42 0,18 0,03 0,1В 0,12

7 Удельная стоимость -1 кВт мощности дол.США/кВт 1000 1000 1000 1000 1000

- 1 кВт.ч электроэнергии дол.США/кВт.ч 0,4 0,25 0,5 0,23 0,32

8 Себестоимость 1 кВт.ч электроэнергии дол.СШАУкВт.ч 0,012 0,01 0,015 0,01 0,01

9 Внутренняя норма прибыли % 8,4 15,3 5,9 17,0 11,4

многокритериальный коэффициент -Кгэк как показатель эффективност использования ГЭК:

Kr3K=f(V0p ; Эс)ГЯ; CL ) ->max (2)

где V^ - объем воды на нужды орошения;

Эмаксимальная выработка энергии i-й ГЭУ; С с - показатель качества воды в системе водохранилищ (СВ) i-концент рации.

В технологическом процессе объекты ГЭК осуществляют сезонно регулирование объема воды. Цикл наполнения и опорожнения систем!-водохранилищ зависит от режима работы водохранилищ, связанной притоком реки и синхронизируется работой ГЭУ, а также режимо? ирригации и водоснабжения.

Поэтому в качестве параметра регулирования в модели принять расходы водообмена в системе водохранилищ. Принимая это во внимание уравнение цели (1) для ГЭК записываем в следующем виде

X ^

KiT3K=Z [Qi,t(V0p ; э шах; Ci)] ¿^-^max (3)

Коэффициент использования ГЭК Кгэк зависит от расхода воды в СВ t каждом расчетном интервале времени t=l,2,...,n, длительностью di.

Для выполнения критерия в (2) по максимуму выработка электроэнергии ГЭУ целевую функцию F можно записать: т

F= «f^ 3t,max->max (4)

Уравнение связи приняты следующими балансовыми уравнениями:

- по мощности

т

N =SNray,i,t (5)

где Nr3y,i,t - мощность ГЭУ;

- по расходу

м т

(б)

где Qj,h, Qj,k - начальный и конечный расходы j-ro водохранилища;

- расход ¿-го водопользователя в j-м водохранилище в t-ii момент времени;

М - число водопользователей на j-м водохранилище; Т - интервал оптимизации (год).

- характеристики ГЭУ Qr3y,t(Nr3y,t, НгэуЛ);

- по уровням водохранилищ Zj,t,min^ Zj,t< Zj,t,max;

- по полезному расходу водохранилищ Q-,

J + JA

В диссертации выполнение критерия качества воды в системе водохранилищ ГЭК предложено принять в качестве приоритетного участника. В оптимизационных расчетах по управлению ВЭР ГЭК критерий качества воды а для любого периода работы 1 проверяется с учетом выполнения условия С^пдк.

Оптимизационные расчеты по определению Кгэк выполнены по разработанной математической модели ВЭР и программе "Тиушиуп". Программный блок осуществляет расчет энергетических, технико-экономических и экологических показателей, входящих в целевые функции и ограничения.

В исходном варианте расчета распределение мощностей в течение года для Туямуюнской ГЭС и трех предлагаемых ГЭУ представлено на рис.3. В результате анализа, полученных расчетных данных выбрано три оптимальных .варианта, обеспечивающих рациональное управление водными ресурсами и максимальную выработку электроэнергии ГЭК. Остальные варианты расчетов не были приняты к дальнейшему рассмотрению из-за невыполнения ими коэффициента использования ГЭК по критериям(2).

Анализ результатов оптимизационного расчета показал, что в оптимальных вариантах выработка ГЭК улучшена на 9,2% по сравнению с исходным вариантом. Это позволяет значительно повысить эффект ресурсосбережения в ЭЭС и ВХС по топливу 17000 тут/год, что составляет более 4 млн..дол.США/год, и воды 0,1 млрд.м3/год. В расчетах учитывалась стоимость топливных ресурсов по Узбекистану за 1995 год: 1 тут - 1067 сумам, а тариф на электроэнергию - в пределах мировых цеп.

Таким образом, создание ГЭК в существующих ВХС позволяет более рационально удовлетворить требования водопользователей и водопотребителей за счет оптимального управления водно-энергетическими ресурсами. Автором предлагается создание ГЭК на базе существующих и естественных водных объектов Узбекистана, что послужит основой развития гидроэнергетики, дающей экологически чистую электроэнергию. При этом выполнение критериев по ГЭК обеспечивает оптимальное управление воздействием объектов ГЭК на природную среду и поддерживает качество воды в пределах допустимых нормативов.

В четвертой главе дается анализ результатов энергогидравлических и гидродинамических исследований и рекомендации по назначению обратимых режимов работы блока НС с горизонтальными капсульными агрегатами (ГКА).

Опыт эксплуатации насосных станций в условиях Узбекистана показывает, что во многих случаях их технологические параметры отличаются от проектных. Причиной этому служит несогласованность результатов модельных исследований с натур ными из-за неучета региональных факторов, различных технологических упущений при

19

L !L !!!!¥¥ ï! W W 'J К Í' XJ! Mec,

Рис. з. Варианты распределения мощностей Туямуюнского Г эк.

Y71 - Туямуюнская ГJC.

_ НС-ГАЗС между Султансан$лсарским и

............Русловым Ёодохрвналищапи;

КЛЛ - НС• ГАЗС newfyPycJioSb/M и Капарасским __ ^¡¡¡хранилищами ; !1И||| - НС - ГАЗС мехЗу CyjiTaHca/ifaapcxuM и и KcLutSt/JiaKcxuM ьадохранил и щам и.

-• - исходный

-----оптимальный

эксплуатации и др. В диссертации подробно проанализированы эксплуатационные недостатки при работе НС. Избежать недостатков возможно при использовании данных экспериментальных

исследований при обосновании параметров проектируемых НС.

С учетом такого подхода проблема получения энергогидравлических и гидродинамических характеристик блока НС с ГКА решалась проведением исследований на модельной установке, оборудованной горизонтальным насосом типа ОПГ-б и диаметром рабочего колеса Д 1=0,35 м. Экспериментальный стенд включает в себя напорный и водосберегательный бассейны, два бака, имитирующие бьефы НС, систему подводящих и отводящих трубопроводов и комплекс контрольно-измерительной аппаратуры . Для модернизации экспериментального стенда автором предложены новые конструкции (АС NN128173, 1254193).

Исследования турбинных режимов работы НС на кафедре ВИЭГ выполнялись под руководством Ю.С.Васильева и В.И.Виссарионова.

Регулируемый выправляющий аппарат, установленный за рабочим колесом насоса в турбинном режиме выполняет роль направляющего аппарата.

Измерение процесса пульсации гидродинамического давления на стенках проточного тракта блока НС производилось стандартными датчиками давления типа ДД-6С, входящими в комплект шестиканальной виброизмерительной аппаратуры ВИ 6 - 6 ТН.

Математическая обработка информации, поступающей от датчиков давления, осуществлялась автоматизированно с помощью созданного с активным участием автора измерительно-вычислительного комплекса (ИВК). Для оценки пульсационного процесса в диссертации разработан алгоритм вычисления среднего значения давления, дисперсии и стандарта расчета спектральной и взаимной спектральной плотностей давления.

Погрешность ИВК при вычислениях составила не более 3%, погрешность определения спектральной плотности 5,5%, а среднеквадратичная погрешность измерения коэффициента полезного действия (КПД) равнялась + 0,5%

Методика и моделирование исследуемых процессов рассмотрены в диссертации автора и соответствовали рекомендациям МЭК по исследованию гидротурбин и насосов.

Модель агрегатного блока в насосном и турбинных режимах работы исследовалась при углах разворота лопастей рабочего колеса $» = 0°; + 3 ; + 6°и различных открытиях выправляющего (направляющего) аппарата«;, а также в зоне автомодельное™ при числе Рейнольда Яг > 2,5*105

Сопоставление апмплитудных характеристик пульсации давления при различных напорах установки проводилось путем введения стандарта пульсации давления б'х как отношение среднеквадратичного отклонения пульсации давления к рабочему напору в обратимых режимах.

Анализ рабочих характеристик выявил возможность расширения зоны работы блока НС с высоким КПД за счет регулирования выправляющего аппарата: в насосном режиме (НР) - 2,5 - 3%, в турбинном

режиме (ТР) на 3 - 4%. Для выявления соответствия значений оптимальны, углов $ и ^ построены зависимости $ В НР для углов £ =0 ; - 3 ; + 3

- 6 ; + 6 максимальные значения КПД обеспечиваются при углах «/„= 60°; 62° 59°; 64°; 58е. В ТР для тех же углов соответствуют следующие значения 52; 48е; 56е; 44°; 60®. Максимальные значения КПД в НР £н= 86%, в ТР £т = 81%. Также изменение <р от - 6°до + б" в обратимых режимах блока НС прг оптимальных^ и п позволяет регулировать подачу в пределах (0,85 - 1,32)С . Универсальная характеристика блока НС в обратимых режимах представлена на рис. 4 .

В результате анализа данных энергетических исследовании установлено:

1. Двойное регулирование в обратимых режимах позволяет эксплуатировать блок НС с ГКА в широком диапазоне расходов с максимальным КПД.

2. Максимальный КПД блока НС достигается при соблюдении комбинаторных зависимостей £ и<^.

3. Соотношения основных параметров насосного и турбинного режимов установки характеризуются следующими значениями: /Чт~1,66; 0т»/01т =1,05- 1,15; п;нЦт =1,26.

Анализ полученных данных гидродинамических исследований позволил автору:

1) определить закономерность распределения характеристик пульсации давления по длине и по периметру проточного тракта блока НС в обратимых режимах;

2) установить зависимость между параметрами работы НС и статическими характеристиками пульсации давления;

3) количественно оценить значения стандарта и воздействие спектральной плотности на элементы проточного тракта в широком диапазоне возможных режимов работы НС.

В оптимальной зоне работы агрегата в обратимых режимах стандарт пульсации имеет следующие значения - (4,5 - 6)%.

Распределение стандарта пульсации в поле универсальной характеристики не симметричны относительно зоны оптимума КПД по сравнению с линиями равных значений ^ош. Рост значения ^ в НР наблюдается в нижней части универсальной характеристики, т.е. при больших напорах. В ТР максимальное значение = 14% наблюдается при п^ =100 - 120 об/мин и СЙ = 1,1 - 1,2 м3/с.

В диссертации показано,_ что максимальные значения стандарта процесса пульсации давления (зх наблюдаются в створе IV на стенках подводящей камеры; при этом по периметру измерительного створа значения различны и неравномерность ее составляет (3 - 5)% от напора о створе IV. _

Зависимости от частоты вращения в ТР показали увеличение пульсации давления при углах с*в, сличающихся от оптимального. Тык. увеличение осо приводит к росту <5* на (5 - 10)%, а с уменьшением! наблюдаются значительные пульсации давления, достигающие 30 - 40%.

гг

Во всех исследованных режимах работы НС на стенках отводящего устройства значение составляло 3 - 5%, а по периметру равнялись 0,5 - 1,5%.

Меньшие значения <эх в ТР по сравнению с НР позволяют обоснованно говорить о том, что использование режима гидроаккумулирования в практике работы НС не требует специальных дополнительных мероприятий по усилению конструкции, упрочнению элементов проточного тракта и т.д.

В результате анализа построенных графиков спектральной плотности 8х( о! ) установлена зависимость распределения энергии процесса пульсации давления от режимов работы блока НС.

Установлено, что основная доля энергии процесса в БР приходится на диапазон жгутовых, оборотных частот, а в ТР на диапазон оборотных и и лопастных частот. Поскольку максимальные значения спектральной плотности зафиксированы на стенках подводящей камеры на расстоянии Ь=0,26Б1 от оси разворота лопастей рабочего колеса, наиболее подверженным гидродинамической нагрузке элементом является подводящая камера (рис. 4 ).

В диссертации для обоснования оптимальных параметров НС в обратимых режимах согласно полученным экспериментальным данным применительно к Туямуюнскому ГЭК проведен расчет технико-экономических показателей перспективного натурного объекта с ГКА на параметры Нр = 9 м, С) = 100 м /с, 01н = 5 м, число часов работы в НР Тн = 1440 часов и в ТР Тт = 720 часов, исходя из условий, что НС в течение года работает 6 месяцев. Объем воды в системе водохранилищ принят постоянным и равным полезному, т.е. в сутки:

\¥умо \Уполез \Унлу. При расчетах учтены поправки КПД на натурные условия, тарифы электроэнергии приняты для НР =0,03 дол .США/кВт. ч. При этом в ТР выдаваемая мощность считается регулируемой и согласно данным АО Энергосетьпроект Узбекистана принят тариф рг- 0,09 дол.США/кВт.ч.

Анализ расчетных данных показывает, что вариант с двухскоростной электромашиной более эффективен, но применение такой машины приводит к удорожанию строительства НС на 45 - 50%. Учитывая это можно утверждать, что данный вариант не целесообразен.

Одинаковый эффект дают варианты, соответствующие оптимальным зонам КПД (т. 1, 2-5) от 40 до 42 тыс.дол.США/год, а в варианте (точка 1) экономический эффект снижается до 30%, по сравнению с вариантами (т. 1,2-5).

При обосновании оптимальных параметров блока НС с ГКА необходимо учесть полученные энергогидравлические и гидродинамические характеристики и данные технико-экономических расчетов. Более эффективный вариант должен выбираться исходя из условия

работы НС в составе гидроэнергокомплекса и выполняемых функций в ЭЭС и ВХС. При работе НС в системе водохранилищ ГЭК

ßuc.4. Уни!1ршьная характеристика модели ¿лоха ис с капсулмып aipeiaroM u ipmpuKu спектральной плотности процесса пульсации (criop.iv)

ê pa ¡личных резинах работы.

позволит кроме экономического эффекта, получить социальный эффект, ваыражающийся в улучшении качества воды за счет двухсторонней работы гидроагрегата.

В пятой главе рассмотрены основные вопросы влияния экологических факторов на выбор параметров и режимов работы гидроэнергокомплексов, а также организации системы экологического мониторинга(СЭМ) в условиях внедрения АСУ ТГ1 для управления объектами ГЭК качеством воды в системах водохранилищ.

Повышенные требования к экологической базопасности объектов ГЭК требует создания надежной информационной базы, способной контролировать текущее состояние природной среды в зоне сооружения и управлять режимами эксплуатации ГЭУ(ГЭС, ГАЭС, МГЭС, НС) и регулируемых гидротехнических сооружений (ГТС). Эта информация необходима также для технико-экономического и экологического обоснования различных режимов работы ГЭК(плановых, оперативных, аварийных и т.д.) в условиях внедрения АСУ ТП. Именно каналы связи, технические и программные возможности АСУ ТП позволяют создать развитую СЭМ ГЭК.

Режим работы ГЭК, как и любого энергетического производства, подвержен постоянным изменениям, обусловленным влиянием различных факторов на потребление энергии и воды в течение суток, недели, и . ■ по сезонам года.

Перебои в электро- и водоснабжении наносят народному хозяйству значительный ущерб, поэтому обеспечение еысокой надежности электро- и водоснабжения в условиях Узбекистана является чрезвычайно актуальной задачей. В диссертации подходы к учету экологических факторов при обосновании выбора параметров и режимов работы рассмотрены на примере 'Гуямуюнского ГЭК.

В связи с этим, наряду с дальнейшем развитием традиционных функций Туямуюнского ГЭК, а также с учетом создания АСУ ТП, возникла необходимость реализации новых задач. Это в частности, оптимальное управление водн ©энергетически ми режимами системы водохранилищ, поддержание качества воды для питьевого водоснабжения, экологический мониторинг и учет влияния проектируемых в перспективе ГЭУ при оптимизации режимов работы ГЭК и т.д.

В диссертации тщательно проанализировано влияние различных типов электростанций на окружающую среду. Обоснована сравнительная экологическая чистота ГЭУ малой мощности, когда они проектируются в составе ГЭК.

Принимая во внимание то, что объем производства электроэнергии в перспективе до 2010 г. должен увеличиться на 50-60%, а рост водопотребления на несколько сот процентов, в диссертации проведен анализ экологического состояния поверхностных водных источников и водохранилищ. Установлено, что неудовлетворительное техническое состояние и низкий уровень КПД (50-60%) существующих оросительных

2.5

систем привели к нерациональному использованию ВЭР в бассей Амударьи, а рост минерализации речной воды в отдельные периоды года низовьях увеличился до 3,3 г/л. К такому ухудщению качест: поверхностных вод привело разнообразие загрязняют! веществ,поподающих непосредственно в водные объекты. Наличие воднь ресурсов установленного качества позволяет разрабатывать долгосрочна планы развития народного хозяйства и обусловливает ориентаци промышленного и сельско—хозяйственного производства, а это требу* научно обоснованного подхода организации СЭМ по управлению поддержанию качества воды.

При создании базы данных СЭМ Туямуюнского ГЭК был рассмотрены и обобщены следующие данные: гидрологически гидротермические, санитарно-гигиенические ,водно-экологические, воднс энергетические и др. С использованием этих стандартных характеристп создана база данных из отдельных совместимых между собой работающих самостоятельно блоков:

-текстовый блок, в котором хранится информация об экосистеме, пунктах контроля с описанием места установки аппаратуры, условиог обозначения пункта на обобщенной схеме ГЭК, его координат относительно устья реки, тип используемой аппаратуры и т.д.;

-физический блок, в котором хранятся физические характеристик: экосистемы(данные по' солнечной радиации, метеоданные, данны гидрологических наблюдений и т.д.);

-химический блок содержит информацию о химических параметра: экосистемы(органические вещества, биогенные элементы, токсически вещества и т.д.);

-биологический блок содержит информацию о биологически: параметрах экосистемы(продуценты, консументы, микроорганизмы и т.д.);

-блок качества воды содержит информацию по оценке воды пс санитарно- гигиеническим показателям.

На основе информации, хранящейся в базе данных, проиводита оценка состояния экосистемы, делается прогноз о ее изменении i принимаются решения по управлению процессами ГЭК. Базу данны> рекомендуется реализовать на ЭВМ, совместимых с IBM РС-386 AT t представляющих собой программный комплекс, реализуемый в системс управления базами данных CLIPPER. Программны!! комплекс и порядоь работы с ним для условий ГЭК разработан с участием автора на кафедре возобновляющихся источников энергии и гидроэнергетики СПГТУ.

Организация всеобъемлющей СЭМ позволит проводить природоохранную политику без ущемления интересов различных участников ГЭК, основными целями которого являются: определение возможных нагрузок на экосистему; выявление социальных последствий увеличения допустимых нагрузок на окружающую среду; выявление и внедрение актуальных , эффективных и надежных проекшых и технических разработок, научных исследований и решений; определение пути следования информационного сигнала: "пост-узел-лаборатория-

26

центр" и др. Площадь охвата для каждой лаборатории СЭМ определяется исходя из условий насыщенности объектами ГЭК. Поэтому рекомендуемый режим работы ГЭК должен предусматривать обеспечение нормальных условий эксплуатации объектов с точки зрения выполнения экологических требований.

В диссертации на основе научного обобщения различных подходов к требованию качества воды в водохранилищах с ГЭУ показано, что специфическая особенность режимов работы ГЭУ значительно влияет на формирование и управление качественной водной средой, за счет высокоманевренных гидроагрегатов, обеспечивающие быстрое изменение расходов и скоростей движения воды, скачкообразное изменение температуры, регулирование загрязняющих веществ, концентрация растворенных газов и др. параметров.

К важным фактором управления качеством воды в ГЭК, по нашему мнению .относится установление категории водопользователей и соответствующие режимы функционирования ГЭУ и ГТС. При этом выбор различных вариантов регулирования расхода воды через гидроагрегаты ГЭУ и регулируемых ГТС оказывает влияние на благоприятное формирование качества воды, характеризуемое температурными, и кислородными режимами, а также цветением, заилением водохранилищ, возможностями регулирования аварийных сточных вод и др. Подход к управлению качеством воды в системе водохранилищ предлагается автором(рис.5 ), и ориентирован на функционирование в составе АСУ ТП ГЭК.

Учет экологических факторов, влияющих на качество воды при обосновании параметров и режимов работы ГЭК .позволяет повысить надежность и экономичность влияния объектов на окружающую среду.

Согласно принятому автором критерию коэффициента использования ГЭК (3), при выполнении оптимизационных расчетов по выбору параметров и режимов эксплуатации объязательно должен выполняться критерий качества воды в любой период времени I.

Выполнение этого условия осуществляется при использовании воды ГЭК в питьевых целях и обеспечивает необходимый социальный эффект, выражаемый в здоровье населения и экологическом оздоровлении окружающей среды, хотя с точки зрения выполнения критериев по энергетике и ирригации может быть получен сниженный эффект. Поэтому научно- обоснованным рекомендациям по поддержанию и управлению качеством воды ГЭК должны соответствовать указания вышестоящих организаций, только тогда оптимизационными расчетами можно добиться ожидаемого эффекта.

Шестая глава диссертации посвящена новым техническим решениям по конструированию элементов ГЭК.

Рис.5.. . Схема управления качеством воды в СВ ГЭК.

В диссертации предложены новые технические решения по повышению эффективности ГЭК, используемых при реконструкции и модернизации их объектов.

Расширение функциональных возможностей гидроэнергетических объектов и гидротехнических сооружений (ГТС) требует проведения технического перевооружения с разработкой новых технических решений в этой области, а также их использование на вновь проектируемых объектах гидроэнергокомплексов.

С этой целью автором работы предложены новые конструкции по комбинированному использованию ГЭУ и гидротехнических затворов, позволяющие более рационально использовать ресурсы ВХС и выработать экологически чистую энергию.

Предлагаемые технические решения относятся к плоскому затвору, устанавливаемому в пазах и служащему водозаграждающим сооружением(ВЗС) на канале, в системах водохранилищ и т.д.

Новая конструкция позволяет расширить функциональную возможность затвора путем получения дополнительной экологически чистой электрической энергии. Затвор ГТС снабжен проемом для установки капсульного агрегата (КА), подводящим устройством, удерживающим капсульный агрегат статорными колоннами и ребрами жесткости, посредством которых капсульный агрегат с подводящим и отводящим устройствами прикреплен к затвору (патент № 2036 РУз).

При этом кроме выполнения ремонтных работ можно исключить маневрирование затвора и получить дополнительную экологически чистую электроэнергию за счет установленного в нем капсульного агрегата, а мощность КА зависит от местоположения и потенциала водных ресурсов в эксплуатационных условиях ГЭК.

Известные микрогидроэлектростанции МГЭС имеют недостатки, связанные с созданием плотины, сифонной подводящей трубы с клапаном, специального фундамента для установки гидроагрегата, что требует больших капитальных затрат и удобных мест для их установки.

В условиях эксплуатации обьектов ВХС все эти сооружения можно заменить одним водозаграждающим сооружением типа плоского затвора.

Задачей предложенного изобретения являлось упрощение конструкции, снижение капитальных затрат и выработка дополнительной экологически чистой электроэнергии в составе ГЭК (патент № 2035 РУз).

МГЭС содержит водозаграждающее сооружение (ВЗС), с низовой стороны которого установлены на вертикальном валу гидротурбина и генератор, а также подводящую и отводящую трубы; в качестве ВЗС использован плоский затвор, в верхней части которого выполнено отверстие, в котором установлена подводящая труба, снабженная водоприемником с сеткой и электрофицированной задвижкой, при этом гидротурбина с валом заключена в кожух, соединенный с подводящей и отводящей турбинами.

Генератор снабжен мультипликатором, и вал генератора соединен валом гидротурбины посредством муфты и при выходе из подводя тс трубы снабжен уплотнением.

При закрытом положении затвора, когда есть возможност пропускать воду из верхнего бьефа (ВБ) в НБ, электрофицированна задвижка открывается и вода по подводящему трубопроводу поступает гидротурбину и приводит ее во вращение. Генератором вырабатываете электроэнергия, а вода через отводящую трубу сбрасывается в НБ.

Мультипликатор позволяет изменить число оборотов генератор (двигателя), если при реконструкциях будут применяться "насось электродвигатели" как "гидротурбины-генераторы". В результат предотвращается холостой сброс воды в НБ и из-за отказа (уменьшений маневрированием затвора повышается надежность его уплотнения.

В другом предложении затвор ГТС, содержащий пролетное строени и опорно-ходовые части, снабжен по крайней мере одним отверстием, котором установлена водоприемная труба с электрифицированно) задвижкой и фланцем, к которому подсоединен эластичный турбинньп трубопровод для подачи воды к МГЭС с отводящим трубопроводои (патент № 2037 РУз).

Возможно исполнение затвора с несколькими отверстиями I металлическими трубами и эластичными турбинными трубопроводами что увеличит выработку электроэнергии на МГЭС в составе ГЭК.

В предлагаемом автором новом техническом решении "Проточной: тракта ГЭС с капсульным агрегатом" достигается повышение КПД уменьшение пульсации гидродинамического давления в энергетическое тракте^ а также увеличение пропускной способности водопроводящегс тракта (патент № 2038 РУз).

Эта задача решается тем, что в проточном тракте ГЭС с капсульным агрегатом, содержащим энергетический и водосбросный тракты с разделяющей их плитой и пазами для ремонтных затворов или соороудерживающих решеток, разделяющая плита выполнена составной из трех секций - центральной неподвижной и двух подвижных, соединенных с центральной неподвижной секцией посредством шарниров и снабженных регулирующими устройствами, соединенными с подвижными секциями посредством тяг.

Выполнение разделяющей плиты составной из трех секций: центральной неподвижной и подвижных, соединенных друг с другом посредством шарниров, позволит обеспечить плавный вход как при работе энергетического, так и водосбросного трактов ГЭС с КА в обратимых режимах.

Экономический эффект при использовании предложенной конструкции достигается за счет выработки дополнительной электроэнергии из-за уменьшения потерь энергии в водопропускном тракте и на соороудерживающих решетках в обратимых режимах агрегата, а также за счет экономии бетона в конструктивных элементах из-за уменьшения пульсаций гидродинамической нагрузки.

Автором предложены новые технические решения по совершенствованию режимов эксплуатации насосных станций (патенты МЬ 2015, 2025, 2026 РУз и АС № 1789864 СССР).

Согласно анализу современного этапа развития народного хозяйства Узбекистана дальнейшее совершенствование условий эксплуатации НС ирригационного назначения является одной из главных задач обеспечения рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.

Одним из основных объектов ГЭК являются НС, предназначенные для подачи воды к различным водопотребителям, относящиеся к категории сложных, и их автоматизированные системы управления (АСУ) указывают на необходимость разработки новых технических решений, чтобы в рамках АСУ ТП были возможности выполнения необходимых эксплуатационных задач.

При внедрении АСУ ТП в условиях эксплуатации НС огромное значение имеет точность определения количества подаваемой воды насосами. К настоящему времени используемые на НС различные типы расходомерных устройств, особенно при больших диаметрах напорных трубопроводов ирригационного и водоснабженческого назначения, не отвечает требованиям эксплуатации в некоторых регионах СНГ, в т.ч. в Узбекистане с резко континентальными климатическими условиями.

Анализ эксплуатируемых НС Узбекистана показывает, что подаваемая насосами вода измеряется на отводящем канале с помощью гидрометрических вертушек на специально оборудованном гидрометрическом посту. При этом путевые потери по длине напорного трубопровода, иногда доходящей до нескольких километров, не учитываются, а определение подачи каждого работающего насоса затруднительно, так как их параметры в условиях эксплуатации отличаются друг от друга.

С целью уменьшения габаритов устройства, повышения точности и надежности, а также сокращения времени измерения подачи воды предложено устройство для измерения распределения расхода воды, содержащее штангу, пропущенную в отверстие трубопровода, вертушечные измерители расхода, закрепленные на штанге, средства для перемещения штанги, введены закрепленный на трубопроводе кожух с люком и пластина, размер которой превышает размер отверстия в трубопроводе, штанга выполнена телескопической в виде расположенных соосно, параллельно оси отверстия в трубопроводе, полых цилиндрических элементов, причем первый цилиндрический элемент штанги размещен в кожухе и жестко закреплен в трубопроводе, измерители расхода закреплены, соответственно, на каждом цилиндрическом элементе штанги кроме первого, а торец последнего цилиндрического элемента штанги жестко соединен с пластиной, с которой связаны средства для перемещения штанги, выполненные в виде тяги, расположенной по оси штанги, в цилиндрических элементах штанги, кроме последнего, выполнены вдоль образующей прорези, длина которых в каждом предыдущем элементе

штанги не меньше высоты, на которой закреплен измеритель расхода I последующем элементе шганги (АС № 1789864 СССР).

В результате предлагаемое устройство в составе АСУ ТП Н значительно повышает точность определения подаваемой воды насосами сокращает время измерения, а также приводит к снижению значительнь финансовых затрат.

В условиях эксплуатации мелиоративных насосных станций (Н( очень часто возникают аварийные ситуации, связанные с потерей привод не надежной работой сифонного водовыпуска при длинном напорно трубопроводе. В результате аварии вода из напорного трубопрово; начинает течь обратно в нижний бьеф, что заставляет вращаться насоснс колесо в обратном направлении. При этом скорость вращения насо1 может достичь угонной и вызвать повышенные вибрации , уменьшающие надежность оборудования и здания станции.

Повышение надежности гидроагрегатного блока НС в аварийны ситуациях достигается при новом конструкции плоского затвора в всасывающей трубе, имеющего в центральной части проем с крышко{ открывающейся только в сторону нижнего бьефа(патент № 2625 РУз).

Плоский затвор работает в следующем порядке. В случае авари (например, потери привода электродвигателем) вода из ВБ в обратно: направлении поступает в аванкамеру , проходя через насос и всасывающуг трубу , при этом плоский затвор мгновенно закрывается, а проем крышкой и шарниром в центральной части затвора открывается в сторон НБ, что дает возможность пропускать определенное количество воды аванкамеру. Количество воды, а следовательно размеры проема плоской затвора определяются, исходя из необходимости обеспечения оптимальны: значений частоты вращения вала насоса, которая соответствовала бь минимальным величинам нагрузок на элементы водопроводящего тракта \ на электродвигатель.

При нормальной остановке насоса плоский затвор закрывается V крышка с шарниром занимает закрытое положение.

Анализ эксплуатируемых НС с горизонтальными насосами \ всасывающими трубами (ВТ) показывает, что при неправильной и> эксплуатации уменьшается всасывающая способность, а иногда полностьк прекращается, за счет заиления наносами восходящей части (ВТ). Этс приводит к перегрузке электродвигателя и нерациональному использованию электроэнергии, потребляемой НС.

Недостатками существующих всасывающих груб являются: отсутствие возможности управления положением восходящей части ВТ при заилении наносами в эксплуатационный период, перегрузка насосного агрегата при работе с ухудшенными всасывающими способностями, значительные ежегодные затраты для очищения ВТ и аванкамеры по окончании вегетационного периода, не редко приводящие к нарушению параметров (размеров) аванкамеры и т.д.

Для повышения всасывающей способности горизонтального насоса, перекачивающего воду с большим количеством наносов в условиях

32

эксплуатации предложено новое техническое решение, в котором колено ВТ выполнено гибким, а восходящая часть выполнена гелесопической(патент № 2615 РУз).

Для автоматизации управления положением ВТ в условиях зксплуатации она дополнительно снабжается гидроцилиндрами и цатчиками-сигнализаторами, подключаемыми к ваттметру

электродвигателя насоса.

При заилении ВТ электродвигатель начинает работать с перегрузкой, что фиксируется по показанию ваттметра, а от последнего сигнал идет датчику-сигнализатору, приводящему к действию гидроцилиндра и тем :амым позволяющему изменять местоположение восходящей части ВТ. Это продолжается до тех пор, пока насосный агрегат не будет работать с оптимальными параметрами.

Опытами эксплуатации мелиоративных НС установлено, что графики водоподачи и водопотребления не совпадают и появляются неравенства

• Это приводит к нарушению ТП НС и перерасходу водно-энергетических ресурсов и указывает на необходимость разработки АСУ к оптимизации режимов их работы. Для оптимального управления необходимо изменить количество работающих агрегатов или же использовать другие способы регулирования подачи НС. Несоответствие подаваемой воды к потреблению может порождать следующие отрицательные последствия: избыток подаваемой воды, приводящим к неоправданным затратам электрической энергии; уменьшение срока службы всего объекта и оборудования НС; нерациональное использование водных ресурсов; заболачивание орошаемых земель; подтопление земель; уменьшение урожайности сельскохозяйственных культур или их гибель при недоподаче воды и т.д.

Для управления ТП НС в качестве главных параметров следует обеспечить: заданный график водопотребления подачей воды; повышение потенциала энергосбережения на единицу объема подаваемой воды; максимум прибыли от урожайности сельхозкультур и нормальную экологическую обстановку в зоне эксплуатации НС.

Согласно статистическим данным, приблизительно 60-65% производимой в развитых странах электроэнергии потребляется электроприводами (ЭП). При этом наиболее распространенными в различных отраслях народного хозяйства являются асинхронные двигатели (АД) мощностью от 4 до 100 кВт, и около 15-20% электроэнергии, потребляемой ЭП, может быть сэкономлено за счет применения электронных устройств регулирования. Например, для Австралии в этой сфере энергосбережение может составить 1-2 ГВт, что эквивалентно средней по размерам электростанции.

В Республике Узбекистан примерно 17-19% вырабатываемой электроэнергии всеми типами электростанций потребляется ЭП только лишь НС ирригационного назначения.

Следует также отметить, что существенные потери у эксплуатируемых НС возникают из-за неправильного выбора двигателя по

53

мощности. Как известно стандартный двигатель работает максималь эффективно при нагрузке, составляющей 70-75% от номинальной. Так уменьшением нагрузки на 20% эффективность быстро снижается, а КГ падает на 30%, то есть теряется 40-45% от всей потребляемой энергии.

Завышение мощности эксплуатируемых двигателей НС бы. приняты исходя из следующих соображений: вследствие ограничен стандартным рядом двигателей, мощности которых превышает требуем} и отсутствия возможности точно определить необходимую мощность НС результате выбирается двигатель с запасом мощности. При этом 2 работает с недогрузкой и имеет пониженный коэффициент мощност Повышенное потребление реактивной мощности приводит к увеличени тока и росту потерь в питающей сети.

Для устранения указанных недостатков с целью повышен! потенциала энергосбережения предложена новая система управлеш электродвигателем насоса (патент № 2626 Руз). Энергосбережеш достигается тем, что при отклонении технологического параметр (например, давление воды в напорном трубопроводе) от оптимально! значения дополнительно формируются сигналы на повышение ил понижение частоты вращения двигателя с тем, чтобы поддержат оптимальное значение технологического параметра.

Предлагаемая система управления позволяет повысит эффективность режимов работы НС за счет постоянного подцержани оптимального технологического параметра, и в результате достигаете значительное энергосбережение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Решение актуальной про Сшемы водо- и энергосбережения в отрасля народного хозяйства Узбекистана в новых экономических условия обусловило проведение комплексных научных исследований, в результат которых сформулированы следующие выводы:

1. Уточнены классификации водно-энергетических ресурсов I гидроэнергокомплексов. Определены функции ГЭК при решении зада1 энергетики, ирригации и питьевого водоснабжения. Установлено, что бола 60% 1"ЭУ предлагаемых к строительству при системах водохранилищ ГЭЬ относятся к низконапорным и имеют напор до 20-25 м.

2. Впервые разработана методика определения экономической эффективности строительства объектов гидроэнергетики. Для проведени? экспертной оценки намечаемых к строительству гидроэнергетически?! объектов рекомендована номограмма, позволяющая определить оптимальные параметры ГЭУ. Развиты эколого-математические модели эксплуатационных режимов СВ ГЭК, функционирующие в составе АСУ ТП и позволяющие оптимизировать распределение воды между СВ с учетом требований энергетики, ирригации и питьевого водоснабжения.

3. Для условий Узбекистана впервые разработана методология экологического мониторинга СВ ГЭК.

4. Обоснованы оптимальные параметры НС с ГКА в обратимых режимах на основе впервые проведенных экспериментальных

энергогидродинамических исследований. Установлено,что уровень гидродинамических нагрузок при обратимых режимах блока НС составляет 5-6% от значения расчетного напора в зоне оптимума универсальной характеристики. Экспериментами доказано, что насосные агрегаты капсульного исполнения, предназначенные для работы в режиме гидроаккумулирования, должны иметь двойное регулирование.

5. Разработаны новые технические решения: а) для развития гидроэнергетики, позволяющие повысить эффективность объектов ГЭК с учетом реконструкции и модернизации их объектов, защищенные патентами N1254193, N 1281733, N 2035...N 2038 (Руз) ; б) по повышению эксплуатационной надежности НС, ориентированные к применению в составе АСУ ТП. Предложенные решения позволяют за счет осуществления энерго- и в одо сбережения обеспечить соответствие графиков водопотребления и водоподачи (патент N 2026), управление гидроагрегатами НС при аварийных ситуациях (патент N 2025), повышение точности измерения перекачеваемой воды (АС N 1789864), предотвращение перерасхода энергии при перекачивании воды с наносами (патент N 2015).

6. Результаты работы используются в проектно-эксплуатационных организациях МЭ (институт Ташгидропроект) и МВХ (институт Узгипроводхоз, Сурхандарьяремвод, КРУ АБМК и УиЭ Туямуюнской ГЭС) Республики Узбекистана, а также использованы Харьковским заводом "Турбоатом" при реконструкции и переводе агрегатов Киевской ГЭС в режим ГЭС-ГАЭС с разработкой обратимых рабочих колес.

Результаты научных исследований также используются в учебном iponecce СПбГТУ и ТашГТУ.

Задачи дальнейших исследований представляются в следующем:

- разработка теоретических вопросов обоснования эффективности ювместной работы энергетических комплексов (ТЭС, АЭС и др.) и гидроэнергетических комплексов;

- теоретическое и экспериментальное определение функциональных юзможностей ГЭК с нетрадиционными источниками энергии.

- на основе полученных результатов произвести полную оценку 1КОНОМИКО- экологического потенциала ГЭР и ресурсов ВХС.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих 1ечатпых работах:

1.Применение микро-ЭВМ и средств КАМА К в гидродинамических [сследованиях/ Изв. АН УзССР,с.т.н.,Ы5,1986. С.61-63.(соавторы-¡иссарионов В.И., Беляев С.Г., Пузанов А.И.).

2.0собенности пульсации давления за водосливами с уступом/ 'идротехническое строительство, N3,1986. С.26-28. (соавтор-Иванов В.М.).

3.АС Ш281733(СССР). Модельный обратимый гидроагрегат. 1987.Бюл.Ы1 (соавторы- Васильев Ю.С..Виссарионов В.И.,Елистрато В.В.,Кубышкин Л.И.).

4.АС К1254193(СССР). Механизм разворота лопастей рабочей колеса поворотно-лопастной гидромашины.-1986. Бюл.№2 (соавторы Виссарионов В.И., Пименов В.И., Уришев Б.).

5.Измерительно-вычислительный комплекс гидродинамически испытаний на базе микро-ЭВМ и средств КАМАК/Программное алгоритмическое и техническое обеспечение АСУ ТП. Тез. докл.3-1 Всесоюзной науч.-ттехн.конф.- Ташкент, 1985.-С. 12-13.-ЧЛУ.

6.Методика исследования пульсации гидродинамического давлени: в блоках НС с горизонтальными капсульными агрегатами.-В сб. докл По гидротехнике-Л.: ВНИИГ, 1984.-С.52-59.Деп. в Информэнерго.Ж972. ЭН-5.

7.Водноэнергетические расчеты и выбор установленной мощносп малых ГЭС/ В сб. ВУЗовской науч.техн.конф.-Ташкент.ТашГТУ 1994.(соавтор-Тажиев И.).

8.Энергетические исследования блока НС с ГКА/ Сб. науч тр.ТашПИ.-1986.-С.81-84.(соавторы-Виссарионов В.П., Елистратов В.В.).

9.Эффективность использования НС в режиме ГАЭС/ Е кн."Совершенствование структуры и хозяйственного механизма е топливно-энергетическом комплексе Узбекистана". Ташкент.-!988.С.75.

Ю.Энергетические исследования НС с ГКА в режиме гидроаккумулирования/ Изв. ВУЗов, Энергетика, 1987. N1. С.93-96.(соавторы- Виссарионов В.И., Елистратов В.В.).

11 Энергетические и гидродинамические исследования турбинных режимов работы крупных насосных станций/ Гидротехническое строительство, 1989, N2. С. 24-27.(соавторы- Виссарионов В.И., Елистратов В.В.).

^.Экспериментальное определение собственных частот колебаний элементов проточного тракта модели блока НС с ГКА.-Л.:ЛПИ,1985.-8с.Деп.в НИИЭинформэнергомаш. 23.04.85.-N266.-3H.

13.Расчет потери энергии в проточной части блока ГАЭС с ГКА/ В сб.ВУЗовской науч.техн.конф.-Ташкент. ТашГТУ. 1994. (соавтор-Юсупов Н.).

14.0 пульсации давления в проточной части блока НС с капсульным агрегатом/ Изв. АН УзССР, с.т.н., 1989,N2.-0.28-31 .(соавтор-Елистратов В.В.).

15.Снижение пульсации гидродинамического давления в проточной части блоков насосных станций/ В кн."Совершенствование управления производством, технологическими процессами и оборудованием в региональных межотраслевых комплексах". Ташкент. Ч.П.,1989.(соавтор-Уришев Б.).

16.06 измерении подачи насосных станций/ В сб.тез.доял. Респ.науч.прак. конф."Проблемы комплексного использования и охраны

водных ресурсов в бассейне Аральского моря".-Ташкент, ТИИИМСХ, 1990. (соавтор-Уришев Б.).

17.Модельные гидродинамические исследования НС с горизонтальными и вертикальными агрегатами/ Изв. АН УзССР,с.т.н.,1990.-N1.С.24-27.(соавтор- Уришев Б.).

18.К вопросу испытания микро-ГЭС/ В сб.тез.докл. науч.-техн.конф.-Ташкент,1990. С.105.(соавтор-Хусанов М.А.).

19.Снижение вибрации крупных осевых насосных агрегатов/ В сб.тез.докл. науч.-техн.конф.-Ташкент, 1990.С.79.

20.Обратимые режимы работы крупных насосных станций/ Узбекский журнал "Информатики и энергетики", 1992.N3-4. с.76-80.

21 .Расчет воздушно-гидравлических колпаков с демпфирующим сопротивлением/Узбекский журнал "Проблемы механики", 1992.Ш-6.

С.38-42.(соавторы- Алышев В.Т.,Уришев Б7, Жонкабылов У.У.).

22.Автоматическое управление помпажными процессами на насосных станциях /В сб.тез.докл. 2-й Международ, конф."Системный анализ-92",- Ташкент,ТашГТУ, 1993.(соавтор-Уришев Б.).

23.Проблемы АСУ ТП насосных станций/ Узбекский журнал "Информатики и энергетики", 1992. N5-6. С.31-36.

24 .Уточнение классификации насосных станций/В

сб.тез.докл.науч.-техн.конф. ТашГТУ.-Ташкент. 1993.

25.АС N1789864 (СССР).Устройство для измерения распределения расхода воды.-1993.Бюл.Ю.(соавтор- Уришев Б.).

26.Патент N2035 (РУзб). Микрогидроэлектростанция.-1994. Бюл.Ю. (соавтор-Сапаев Д.М.).

27.Патент К'2038(РУзб). Проточный тракт гидроэнергетической станции с капсульным агрегатом.-1994.Бюл.Ю.(соавторы- Бальзанников М.И., Сапаев Д.М.).

28.К определению экономической эффективности строительства малых ГЭС/ Узбекский журнал "Информатики и энергетики", 1994, N4. С.24-27.(соавторы-Калашников А.Н..Турецкий И.Б.,Сапаев Д.М.).

29.Патеит К2036(РУзб).Затвор гидротехнического сооружения.-1994.Бюл.Ш.(соавтор-Сапаев Д.М.).

ЗО.О развитии гидроэнергетики Узбекистана/Гидротехническое строительство, 1995. N3. С.7-9.(соавторы- Васильев Ю.С..Калашников А.Г.).

31.Патент ^037(РУзб).Затвор гидротехнического сооружения.-1994. Бюл.Ю. (соавтор- Сапаев Д.М.).

32.Имитационное моделирование ВЭР работы ТуямуюнскогоЭВХК/ В сб.тез.докл. 4-й Международ. науч.-прак. конф. "Системный анализ-94".-Ташкент, 1994.(соавторы- Васильев Ю.С., Арефьев Н.В.).

33.Определение предельно-допустимой стоимости строительства малых ГЭС/ Гидротехническое строительство, 1995. N1. С. 26-27.(соавторы-Калашников А.Г., Турецкий И.Б., Сапаев Д.М.).

34.Псрспективы развития малых ГЭС в бассейне Туямуюнског гидроузла Узбекистана/ В сб. тез.докл. Международной науч.-техн.кон "Современные проблемы нетрадиционной энергетики". СПб, СПбГП

1994. С.32-34.(соавторы-Мирзаев Ф.Т.,Калашников А.Г.,Сапаев Д.М.).

35.Патент Н2625(РУзб).Плоский затвор насосной станции.-1995. Бюл.Ы (соавторы-Уришев Б.,Жонкабылов У.У.).

Зб.Оценка влияние насосных станций на окружающую среду/ сб.тез.докл. науч.-прак.конф."Ученые и специалисты в решение социальнс экономических проблем Узбекистана".-Ташкент,1994.(соавтор-Уришев Б.). 37.Патент К2615(РУзб).Всасывающая труба горизонтального насоса

1995.Бюл.N2.(соавтор-Юсупов Н.).

38.Оптимизационная модель эксплуатационных режимов Туямуюнског ЭВХК/ Узбекский журнал "Информатики и энергетики", 1995.N3-4.С.28-3 ^ (соавтор- Арефьев Н.В.).

39.Патент №626(РУзб).Система управления электродвигателем насоса. 1995.Бюл. №.(соавторы- Норпулатов Н.,Уришев Б.,Сапаев Д.М.).

40.Состояние и проблемы энергообеспечения Узбекистана/ В мат Междунар. симпозиума "ТЭР России и других стран СНГ".-СПс СПБГГИ,1995. С.167-168.

41.Новые технические решения в области малой гидроэнергетики/ сб.докл.Российской науч.прак.конф."Инновационные наукоемкие технологии. СПб, СПбГТУ, 1995. 4.1. С.92.

42.Энергодинамические характеристики блока НС с капсульныг агрегатом/ В кн. "Совершенствование управления производством, техь процессами и обор, в региональных межотр. компл." - Ташкент, ч.2, 1989.

43.К вопросу повышения надежности оборудования насосных станций В сб. 1-й Междунар. коиф. "Научно-технические проблемы прогнозирована надежности и долговечности металлоконструкций и методы их решения".-СПб СПбГТУ, 1995. С.158-159.

44.Актуальные вопросы использования водных ресурсов в бассейн! Аральского моря / В сб.тез.докл. 52-й науч. - техн.конф. "Исследования i области строительства". - Самара, СГАСА, 1995 . 4.II. (соавторы-Калашнико) А.Г., Турецкий И.Б., Корчевский В.Ф.).

45.Русско-узбекский политехнический словарь (Энергетика) / Под ред А.С.Каримова. - Ташкент. - 1990. -150 с.

46.Возобновляемые источники энергии - и гидроаккумулирование Учеб.пособие. -СПб, СПбГТУ,1995. 120 с.(соавторы - Васильев Ю.С. Елистратов В.В., Претро Г. А.).

195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Подписано к печати ЩЛ1.95. Тираж 100 жз-

Заказ N"9 /7.

Отпечатано в ИПЦ СПбГТУ. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул , 29