ГЭС — это электростанция, которая в качестве источника энергии использует движение водных масс. При проектировании и строительстве ГЭС необходимо соблюдать ряд серьезных условий и правил. Рассмотрим их подробнее.
Условия для строительства ГЭС
Самым важным пунктом при проектировании гидроэлектростанции является выбор места строительства. Ошибка на этом этапе может привести к низкой эффективности работы ГЭС и даже затоплению находящихся рядом населенных пунктов. Чтобы этого не произошло, место, на котором будет располагаться ГЭС, должно соответствовать следующим требованиям:
- Наличие реки с сильным течением, которое идет под углом и круглый год дает доступ к воде. Из-за работы гидроэлектростанции происходит интенсивное испарение воды. Сильное течение будет своевременно компенсировать испарившуюся воду.
- Близкое расположение поставщиков материала для строительства. Поскольку гидроэлектростанции строятся у горных рек, может возникнуть проблема с доставкой до места строительных материалов. Будет лучше, если рядом с местом строительства будут расположены карьеры, где можно добыть необходимые виды сырья.
- Устойчивость почвы. Сила потока, вес сооружения и воды создают сильную нагрузку на почву. Поэтому нужно выбирать очень устойчивую почву с плотной структурой, которая выдержит высокое давление.
Особенности получения гидроэнергии
Процесс получения гидроэнергии имеет ряд интересных особенностей. Самая главная из них заключается в том, что энергия рек перерабатывается в электричество. Рассмотрим остальные:
Координация процесса проектирования и строительства гидроэлектростанции в 3D BIM модели Christian Pa
- такой способ получения энергии является самым дешевым;
- процесс получения гидроэнергии является одним из самых экологичных;
- процесс получения гидроэнергии отличается низким количеством вредных отходов;
- вода в реке постоянно возобновляется и мало истощается;
- водохранилище — благоприятное место для размножения рыбы, рыбное поголовье увеличивается, что хорошо сказывается на рыбном хозяйстве;
- водохранилища имеют прочные защитные сооружения, которые держат воду только на определенной территории;
- ГЭС имеет мощные очистительные системы.
Классификация гидроэлектростанций
Существует несколько способов классификации гидроэлектростанций. Так, в зависимости от того, как работают ГЭС, выделяют:
- Плотинные ГЭС, для работы которых создаются плотины, частично перекрывающие нижнюю часть реки, и, таким образом, создающие напор.
- Приплотинные ГЭС, которые строятся при сильнейшем водном напоре. Водный источник перегораживают плотиной, а станция располагается за ней.
- Деривационные. Данные гидроэлектростанции строятся с большим уклоном, в самой нижней части реки.
- Гидроаккумулирующие (ГАЭС). В ГАЭС строятся нижний и верхний бассейн, а сама станция размещается возле нижнего.
В зависимости от мощности, которую вырабатывают сооружения, принято выделять малые, средние и мощные гидроэлектростанции. В зависимости от напора воды, который необходим для работы: низконапорные, средненапорные и высоконапорные.
Наука 2.0 — Элементарно о ГЭС
Плюсы и минусы гидроэлектростанций
Как и любое сооружение, гидроэлектростанция имеет свои плюсы и минусы. К основным плюсам можно отнести:
- полную самовозобновляемость источника энергии;
- отсутствие вредных выбросов в атмосферу;
- долгая эксплуатация сооружения: более 100 лет;
- дешевая и выгодная энергия.
К недостаткам относятся:
- выбросы водяного пара, который является фактором, провоцирующим глобальное потепление;
- заболачивание земель и миграция животных с затопленных территорий;
- неестественное изменение русел рек;
Несмотря на наличие недостатков, можно смело утверждать, что достоинств у такого способа добычи энергии больше. И самое главное из них заключается в том, что для работы гидроэлектростанций не нужно ядерное топливо или другое топливо, а в результате их работы не возникает вредных выбросов в окружающую среду.
Устройство и конструкция
Ядром гидростанции является машинный зал. Там располагаются все необходимые для работы агрегаты: генераторы электричества и турбины. Помимо этого, вокруг самой станции строятся сооружения, входящие в состав гидроузла: плотина, уравнительный резервуар, трансформационные станции, очистительные сооружения.
Существующие крупные ГЭС в России
На сегодняшний день в России работает около 200 гидроэлектростанций. Самыми крупными из них являются:
- Саяно-Шушенская ГЭС в Хакасии. Данная ГЭС реконструировалась и возводилась более 37 лет. А ее мощность составляет более 6000 МВт.
- Красноярская ГЭС в Красноярском крае. Станция считается самой прибыльной тепловой станцией, и второй по прибыльности и производительности ГЭС в России.
- Братская ГЭС в Иркутской области, являющаяся крупнейшей в Сибири, третьей по мощности и первой по выработке гидроэлектростанцией в России.
Группа компаний Limak Marash занимается проектированием и строительством зданий и сооружений любой сложности. За нашими плечами — масса разнообразных проектов: Плотина и ГЭС Алкумру, Плотина и ГЭС Обрук, Плотина и ГЭС Узунчаийр и другие. Чтобы узнать условия сотрудничества, позвоните по номеру, указанному на сайте, или напишите нам на почту.
Источник limakmarash.comПроект или процесс? Вот в чем вопрос… Процессное и проектное управление. Границы применения на примере строительства.
Как-то так получилось, что сразу несколько достаточно крупных заказчиков начали обращаться с запросами по проектному управлению. По большей части, строители, генподрядчики. И тут выяснилось, что очень не простой вопрос — какими инструментами следует пользоваться для формирования эффективного проектного управления в строительных компаниях.
Откуда появился запрос на проектное управление понятно – далеко не все объекты строятся в срок, появляются вопросы с качеством и перерасходом сметы. Формально, в компаниях все регламентировано, имеются даже сертификаты ISO 9001, но регламенты лежат отдельно, процессы происходят отдельно, а объекты сдаются не в срок, зачастую, с перерасходом сметы, да и качество оставляет желать лучшего. Управляющие компании холдингов, которым принадлежат строительные компании, недовольны.
Актуализируются сразу два классических русских вопроса – «кто виноват ?» и «что делать ?». Ответы на эти вопросы не так прозрачны, как кажется с первого взгляда. Винить инженеров на стройплощадке можно, но систему управления в компании определяют не производители работ. Не совсем их функция. Руководство компаний — да, конечно, как и всегда, именно руководство отвечает за результат.
Но вот здесь вопрос – на какой системе строить это самое управление ? В СССР крупные стройки, как правило, были достаточно эффективны с точки зрения сроков, но экономика была совершенно другая. Структура строительных организаций также принципиально отличалась. Да и квалификация тех, кто организовывал эти стройки, на сегодня, во многих случаях, ушла вместе с ее носителями. Так что более существенен второй вопрос – «что делать».
И, первое, что приходит в голову тем, кого интересует получение конечного результата (в том числе, финансового) от строительных проектов – это инструментарий управления проектами. Тем более, что на западе, именно этот инструментарий используется при организации работ на строительной площадке. Отсюда идет запрос – «хотим проектное управление как на западе».
Правда следует отметить, что проектный подход всегда применяется в конкретном отраслевом исполнении, в соответствии с законодательством, инфраструктурой и деловыми обычаями той страны, где он используется. Да и на западе использование этих инструментов не панацея — в своей знаменитой книге «Бережливое производство» Дж. П. Вумек приводил оценку того, что до 5/6 времени в строительстве может приходиться на ожидание и переделку уже сделанной работы. Хотя, наверное, это крайний случай.
Остановимся чуть подробнее на терминах, ведь в зависимости от того проектное это управление или процессное нам придется использовать разные подходы, по различному организовывать деятельность.
Если процессное управление – это представление организации в терминах действий, процессов и управление именно этими повторяющимися действиями (процессами) через формирование стандартов, то проектное управление, согласно недавно утвержденному международному стандарту ISO 21500 – «состоит из уникального набора процессов включающий координированные и контролируемые операции с датой начала и завершения, предпринимаемые для достижения цели».
Значит, все равно, набор процессов. И все повторяющиеся процессы необходимо описывать, осуществлять мониторинг, определять несоответствия, корректировать, вводить предупреждающие действия. Т.е. нормально заниматься оптимизацией бизнес-процессов. Но, как мы уже говорили, это все касается повторяющихся действий.
Здесь только хотелось бы подчеркнуть, что то, чем занимается любая компания при организации СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЕКТАМИ, т.е. построение проектного офиса – это повторяющиеся действия. Это инфраструктура.
Сам проект может быть уникален, по набору процессов или их части, по результату, по собственно, своему содержанию. Но процедуру согласно регламенту (или стандарту) по управлению проектами в конкретной организации он будет проходить, скорее всего, одну и ту же.
Если посмотреть на приведенную схему из ISO 21500, то видим, что стандарт разделяет процессы управления проектами и процессы основной деятельности. Так вот в строительстве, по моему глубокому убеждению, строительство объектов и является как раз основной деятельностью. И, несмотря на уникальность каждой стройки, процедуры организации работы в рамках одного типа объектов будут примерно одинаковы.
Вариант схематического описания подобных работ можно посмотреть на одном из проектных примеров.
Рис. 2. Пример Блок-схемы работы с проектно-сметной документацией и разработки проекта производства работ на этапе Инженерной подготовки.
Если рассматривать данный пример, то здесь указан алгоритм действий на этапе инженерной подготовки, который почти не зависит от вида объекта в этой компании.
При этом, на других этапах строительства таким же образом могут быть выделены повторяющиеся процессы, вплоть до стандартов, инструкций и технологических карт по конкретным видам работ. Понятно, что подобные блок-схемы сопровождаются соответствующим поясняющим текстом.
Итак, говоря об управлении проектами, как о системе, мы говорим в части 1). об организационном алгоритме этих проектов (кто должен оформить какие документы, как заказать ресурсы, по какому алгоритму должны действовать на повторяющихся работах (возможно вплоть до технологических карт), как и кому сдавать этап работы, куда должны идти какие документы и информация и т.д.), т.е., это, по сути, нормальные повторяющиеся бизнес-процессы любой организации.
В строительстве все детали по управлению проектами должны быть взаимоувязаны с остальными процессами полностью, поскольку здесь – это основная деятельность. А это значит, если вы хотите получить требуемый результат управления строительством объектов (т.е. в срок, в пределах сметы и надлежащего качества), то вы должны (помимо квалифицированного инженерного решения) тщательно прописывать и исполнять ВСЕ ПРОЦЕССЫ, направленные на результат – строительство объектов. Т.е. все бизнес-процессы в строительной компании. А затем оптимизировать эти процессы по мере развития.
Это значит нужна эффективная система регулярного менеджмента, например, основанная на всеобщем управлении качеством (TQM), аналогичная или идентичная предлагаемой в системе ISO 9001. Но, только, реально работающая. Мы частично говорили об этой теме в предыдущей статье — “ISO 9001 – возможности или потери?”. Далее уже возможно развитие системы бережливого производства (Lean), направленной на оптимизацию процессов.
Что же касается собственно инженерных решений, в части не описываемой стандартами, то здесь нужно решать задачу через систему управления знаниями и накопления опыта в компании, определение критериев и подбор соответствующих инженерных кадров, повышение их квалификации.
С совокупности, эти две стороны управления проектами в строительстве и дадут, по моему мнению, требуемый результат – построение объектов в срок, надлежащего качества и в пределах планируемой сметы.
Об авторе:
Вячеслав Лев
Консультант по внедрению бережливого производства, TQM; сертифицированный консультант по управлению (стандарт ICMCI); кандидат экономических наук. Персональный сайт.
Источник www.leaninfo.ruГЭС: принцип работы, схема, оборудование, мощность
Практически каждый представляет себе предназначение гидроэлектростанций, однако лишь немногие достоверно понимают принцип работы ГЭС. Основная загадка для людей – каким образом вся эта огромная плотина без какого-либо топлива генерирует электрическую энергию. Об этом и поговорим.
Что такое ГЭС?
Гидроэлектростанция – это сложный комплекс, состоящий из разных сооружений и специального оборудования. Возводятся гидроэлектростанции на реках, где есть постоянный приток воды для наполнения плотины и водохранилища. Подобные сооружения (плотины), создаваемые при постройке гидроэлектростанции, необходимы для концентрации постоянного потока воды, который при помощи специального оборудования для ГЭС преобразовывается в электрическую энергию.
Отметим, что важную роль в плане эффективности работы ГЭС играет выбор места для строительства. Необходимо наличие двух условий: гарантированная неиссякаемая обеспеченность водой и высокий угол уклона реки.
Принцип работы ГЭС
Работа гидроэлектростанции достаточно проста. Возведенные гидротехнические сооружения обеспечивают стабильный напор воды, который поступает на лопасти турбины. Напор приводит турбину в движение, в результате чего она вращает генераторы. Последние и вырабатывают электроэнергию, которую затем по линиям высоковольтных передач доставляют потребителю.
Основная сложность подобного сооружения – обеспечение постоянного напора воды, что достигается путем возведения плотины. Благодаря ей большой объем воды концентрируется в одном месте. В некоторых случаях используют естественный ток воды, а иногда плотину и деривацию (естественное течение) применяют совместно.
В самом здании находится оборудование для ГЭС, основная задача которого заключается в преобразование механической энергии движения воды в электрическую. Эта задача возложена на генератор. Также используется и дополнительное оборудование для контроля работы станции, распределяющие устройства и трансформаторные станции.
Ниже на картинке показана принципиальная схема ГЭС.
Как видите, поток воды вращает турбину генератора, тот вырабатывает энергию, подает ее на трансформатор для преобразования, после чего она транспортируется по ЛЭП к поставщику.
Мощности
Есть разные гидроэлектростанции, которые можно поделить по вырабатываемой мощности:
- Очень мощные – с выработкой более 25 МВт.
- Средние – с выработкой до 25 МВт.
- Малые – с выработкой до 5 МВт.
Мощность ГЭС зависит от в первую очередь от потока воды и КПД самого генератора, который на ней применяется. Но даже самая эффективная установка не сможет производить большие объемы электроэнергии при слабом напоре воды. Также стоит учитывать, что мощность гидроэлектростанции не является постоянной. В силу естественных природных причин уровень воды в дамбе может увеличиваться или уменьшаться. Все это оказывает влияние на объемы производимой электроэнергии.
Роль плотины
Самый сложный, большой и вообще основной элемент любой ГЭС – плотина. Невозможно понять, что такое ГЭС, не разобравшись в сути работы плотины. Они представляют собой огромные перемычки, которые удерживают водный поток. В зависимости от конструкции они могут отличаться: есть гравитационные, арочные и другие сооружения, но их цель всегда одна – удержание большого объема воды.
Именно благодаря плотине удается концентрировать стабильный и мощный поток воды, направляя его на лопасти турбины, которая вращает генератор. Он, в свою очередь, и производит электрическую энергию.
Технологии
Как мы уже знаем, принцип работы ГЭС основан на использовании механический энергии падающей воды, которая в дальнейшем с помощью турбины и генератора преобразуется в электрическую. Сами турбины могут быть установлены либо в дамбе, либо возле нее. В некоторых случаях применяют трубопровод, через который вода, находящаяся ниже уровня дамбы, проходит под высоким давлением.
Индикаторов мощности любой ГЭС несколько: расход воды и гидростатический напор. Последний показатель определяется разницей высот между начальной и конечной точкой свободного падения воды. При создании проекта станции на одном из этих показателей основывают всю конструкцию.
Известные сегодня технологии производства электричества позволяют получать высокий КПД при преобразовании механической энергии в электрическую. Иногда он в несколько раз превышает аналогичные показатели тепловых электростанций. Столь высокая эффективность достигается за счет применяемого на гидроэлектростанции оборудования.
Оно надежное и относительно простое в использовании. К тому же за счет отсутствия топлива и выделения большого количества тепловой энергии срок службы подобного оборудования достаточно большой. Поломки здесь случаются крайне редко. Считается, что минимальный срок службы генераторных установок и вообще сооружений – около 50 лет. Хотя на самом деле даже сегодня вполне успешно функционируют гидроэлектростанции, которые были построены в тридцатых годах прошлого века.
Гидроэлектростанции России
На сегодняшний день на территории России действует около 100 гидроэлектростанций. Конечно, их мощность разная, и большая часть – это станции с установленной мощностью до 10 МВт. Есть также такие станции, как Пироговская или Акуловская, которые были введены в эксплуатацию еще в 1937 году, а их мощность составляет всего 0.28 МВт.
Самыми крупными являются Саяно-Шушенская и Красноярская ГЭС с мощностью 6400 и 6000 МВт соответственно. За ними следуют станции:
- Братская (4500 МВт).
- Усть-Илимская ГЭС (3840).
- Бочуганская (2997 МВт).
- Волжская (2660 МВт).
- Жигулевская (2450 МВт).
Несмотря на огромное количество подобных станций, они вырабатывают всего 47700 МВт, что равно 20% от суммарного объема всей производимой энергии в России.
В заключение
Теперь вы понимаете принцип работы ГЭС, преобразовывающих механическую энергию потока воды в электрическую. Несмотря на достаточно простую идею получения энергии, комплекс оборудования и новые технологии делают подобные сооружения сложными. Впрочем, по сравнению с атомными электростанциями они действительно являются примитивными.
Источник fb.ruГИДРОЭЛЕКТРИ́ЧЕСКАЯ СТА́НЦИЯ
Рис. 1. Схема ГЭС: 1 – плотина; 2 – затвор на гребне водослива; 3 – водоприёмник; 4 – затвор водоприёмника; 5 – напорный водоток; 6 – задвижка; 7 – гидравличе.
ГИДРОЭЛЕКТРИ́ЧЕСКАЯ СТА́НЦИЯ (гидроэлектростанция, ГЭС), комплекс сооружений и оборудования для преобразования энергии потока воды (водотока) в электрич. энергию. Гидравлич. энергия относится к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ), причём цикличность её воспроизводства полностью зависит от потока воды, вследствие чего гидроэнергоресурсы неравномерно распределяются в течение года; кроме того, их величина меняется из года в год. Характерная особенность ГЭС – преобразование механической энергии воды в электрическую происходит без промежуточного произ-ва тепла. Для получения электроэнергии наиболее часто используют эффект «падающей» воды, когда естественные или искусственно создаваемые перепады уровней воды (с помощью плотины и/или деривации ) формируют водоток, направляемый в гидравлическую турбину .
Источник bigenc.ru