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无线电电子与电气工程百科全书 微型水电站建设的主要问题无线电电子电气工程百科全书
微型水力发电站的建设项目取决于许多参数——水力、自然、所用设备的类型和复杂性、电力消耗条件和其他因素。 一般来说，如果规划建设容量在10千瓦以下的微型水电站，且自然条件不需要建造复杂的水工建筑物，则无需聘请专家进行设计。 制造这种微型水力发电厂的工厂除了水力发电装置本身之外，通常还会在交付时包括由各种材料制成的柔性（软管）压力管道（图39）。 这种情况下，做一个小取水口，接上压力管道，或者另外建一条小引水渠和压力池就可以了。 如果计划建造容量更大的微型水电站，那么在这种情况下，邀请具有设计和建造微型水电站的适当资质和经验的专家（或专门的承包商组织）更为方便。 要选择合适的承包商，熟悉他的资格文件（建造水力发电厂或建筑工程的 Gosarchstroy 许可证）以及之前完成的工作（设计或建造微型水力发电厂）将很有用。 如果有这样的机会，您可以亲自看看这些物体，与它们的所有者或使用者交谈，了解施工和运营中的实际问题或困难。
在建设装机容量例如10千瓦以上的微型水力发电厂时，除了设备成本问题外，还需要切实评估自己的技术和劳动力能力以及建设所需的资源、材料取水设施、引水渠、压力池、设备下的支撑基础。 这些结构除了对材料有要求外，对尺寸、制造方法和施工也有相当严格的要求。 考虑通往施工现场的道路问题也非常重要 - 用于运输建筑材料、机械和设备。 即使建造一条简单的技术道路或清理石头和树木，平整表面，也会显着增加成本并使微型水力发电站的建设变得复杂。 饮水量 取水口的目的是从河流或水库取水并将其输送到压力管道。 主要要求是取水口必须在所有水流水平下发挥作用，从最低水位（低水位）到洪水水位，不时地应对水流带来的大量砾石、石头或其他碎片 - 从树叶和碎片到整棵树。 正确的取水设计是整个水力发电厂正常运行的决定性因素，也是降低其运行和维修成本的重要条件。 进水必须符合以下参数：
为了保证向水力装置供应所需量的水，需要水回水（因河床（河道）完全或部分堵塞而提高水位）。 在水坝微型水力发电厂的情况下，当渠道被水坝堵塞并且达到所需的水位和供水时，水坝就会产生回水。 对于导流微型水电站来说，这种回水是通过在导流渠道入口前面的河床上建造屏障来形成的。 可以创建这样的支持：
下图显示了两个常见的取水口设计示例，其中可以调节回水以确保其进入导流渠道。 在第一种情况下（图40），必要的回水由船闸提供和调节。
在第二种情况（图41）中，必要的支撑由水平放置在水流路径上的木梁提供。 梁由通道结构支撑。 通过添加额外的梁来提高水位，或通过移除它们来降低水位，从而改变水压（调节）。
在其他情况下，可以通过在引水渠道入口后立即在河底铺设石块（拦河坝）或其他材料（钢筋混凝土块等）来形成不受控制的水回水。 作为示例，下图 42 显示了 Taldy-Suu 河（Tyup 区）一座容量为 60 kW 的微型水力发电站的取水设施图。
引水渠入口必须采用钢筋混凝土或毛石混凝土加固，防止水侵蚀。 必须配备闸门调节器（闸门），以保证引水渠道取水量的变化，以及在水轮发电机组维修或保养期间完全切断向水轮发电机组供水。微型 HPP（图 43）。
导流渠道的入口应有一个壁架（图44），作为石头、砾石、沙子和其他沉积物的陷阱。 然而，岩架无法提供100%的沉积物保护，这是他们途中的第一个障碍。 水工结构的设计可以提供其他装置来防止沉积物安装在比进水结构更远的地方。 壁架位于导流通道入口区域，底部呈凹陷形式。 必须定期检查其是否饱满并需要定期清洁。
衍生渠道 引水渠用于将取水设施的水输送至压力管道。 它可以以泥土或混凝土通道的形式制成，也可以用混凝土托盘或刺猬建造 - 以塑料或金属管道的形式建造，就像斯堪的纳维亚国家所采用的那样。 导流通道可以是任意长度——从零（如果压力管道立即从取水口或水坝开始）到几公里。 最经济上可行的引水渠道是露天渠道。 但它们存在许多与高维护要求相关的问题； 失水； 由于无衬里的运河墙壁渗水而引起的山体滑坡，需要有稳定且相对平坦的坡度。 为此，在修建土导流渠时，需要考虑其坡度的计算在0,002.0,003的范围内，即每2m坡度变化3-1000m。运河长度。 增加坡度可能会导致运河土墙随后受到侵蚀，而减小坡度可能会导致其在冬季结冰。 由钢筋混凝土（包括托盘和高速水流段）以及金属或塑料制成的引水渠没有土制引水渠固有的缺点 - 它们更坚固、更耐用，需要更少的维护和修理。 此类运河的坡度可能比土运河更陡，因此不易结冰。 为了防止冻结，可以对由此类材料制成的导流通道进行额外隔热（用板、隔热材料覆盖，深入地下。 然而，在设计时，必须记住，导流通道的大坡度（以及相应的高流量）具有某些缺点。 首先，压力盆的设计更加复杂 - 通常，水必须按照一定的方式进入压力盆 - 在平静状态下，以免在压力盆内形成断路器，并且随着时间的推移也不会破坏压力盆。 一般来说，导流渠道的大坡度和相应的高流量会导致微型水力发电厂水工结构的迅速破坏。 其次，大的坡度降低了压力（上下游的高差）。 相应地，这将减少微型水力发电站的容量。 水头高度是影响微型水电站功率的重要因素，也是最重要的影响微型水电站成本的因素。 低扬程设备比高扬程设备贵得多。 它的尺寸也很大，需要建造更大的安装结构（支撑基础、机房等）。 下表总结了引水渠建设材料的主要数据及其优缺点。
确保微型水力发电站运行的一种有用设计是污泥溜槽。 污泥排放装置可防止寒冷季节形成的污泥进入压力池和涡轮室。 它被放置在导流渠道前面的进水装置中，导流渠道足够短，并且污泥仅在河流中形成。 如果导流渠道较长，渠道本身就有可能形成污泥。 本例中，排泥装置设置在压力池前面。 横向托盘形式的噪声排放装置垂直或与导流通道中的水流方向成一定角度安装（图45）。
污泥盘底部置于水位线以下，污泥不会从其下方通过，而是从后壁排入污泥通道，将收集的污泥水分流至河道中。 无污泥时拆除污泥释放装置。 压力盆 微型水电站压力池是连接引水渠道和压力管道的结构，以产生必要的压力和水量，并清除溪流中的垃圾、沉积物并排出多余的水。 它还确保维持液压装置正确操作所需的水况。 经典的压力盆设计包括（图 46）：
压力盆必须由钢筋混凝土制成。 压力盆的尺寸通常根据设备制造商的规格来确定。 它必须具有最小的净空，以应对快速变化的涡轮机流量，而又不会过度降低前池的水位。 作为一般规则，所需的净空容积裕度对应于 30 秒的涡轮机设计流量。 压力管道 压力管道将水从压力池供应到涡轮机室。 它们可以安装在地球表面或地下。 如果管道路线位于岩石地形，开挖沟槽的成本太高，则地上安装是首选。 金属压力管道也最好位于地面以上，以方便维护和防腐工作。 由于以下原因，地下压力管道具有许多优点：
地下管道的缺点是额外的成本，并且在陡峭地段垫层材料可能会被冲走，因此需要制作围栏来围堵材料。 下表提供了压力管道材料的基本信息。
车站大楼 微水电站厂房是水电机组和微水电站控制系统的安装场所。 它还提供设备免受雨、雪和低温的保护。 地上建筑的方法有很多，必须根据当地的法规和法规、材料的可用性和气候条件来进行。 对于山区气候条件，通常适合使用砖块、砖石或钢筋混凝土砌块制成的墙壁。 变压器应位于车站大楼外或单独的房间内。 建造建筑物基础和液压装置支撑基础的最佳选择是钢筋混凝土。 对于小型设备，允许采用毛石混凝土建造基础。 最好的选择是使用支撑基础的详细图纸来正确施工并遵守固定设备所需的规范。 这通常由设备制造商或承包组织提供。 下图 47 显示了 Taldy-Suu 河（Tyup 区 Taldy-Suu 村）上一座容量为 60 kW 的微型水力发电厂建筑。
该图显示了发电厂厂房的主要构件和水力发电机组的支撑基础。 该微型 HPP 具有带有垂直涡轮轴的径向轴向涡轮机。 设计任何车站建筑时应考虑以下几点：
必须特别注意引水道的建设，以便将水从涡轮机正确引入河流。 必须对出水管道进行加固，以便流出的水不会侵蚀管道本身以及水流入河流的地方。 它可以由钢筋混凝土制成。 允许用毛石混凝土制造，但受微型水电站功率相对较低的影响。 作者：Kartanbaev B.A.、Zhumadilov K.A.、Zazulsky A.A.
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