Воскресенье, 13 марта 2011 19: 09

Производство гидроэлектроэнергии

Оценить этот пункт
(7 голосов)

Люди научились использовать энергию проточной воды много тысячелетий назад. Уже более века электричество вырабатывается с использованием энергии воды. Большинство людей связывают использование энергии воды с перекрытием рек, но гидроэлектроэнергия также может быть получена за счет использования приливов и отливов.

Операции по выработке электроэнергии на гидроэлектростанциях охватывают обширную территорию и различные климатические условия, от арктической вечной мерзлоты до экваториальных тропических лесов. Географическое расположение генерирующей установки будет влиять на опасные условия, которые могут присутствовать, поскольку профессиональные опасности, такие как агрессивные насекомые и животные или даже ядовитые растения, будут варьироваться от места к месту.

Гидрогенерационная станция обычно состоит из плотина который задерживает большое количество воды, водосброс который выпускает излишки воды контролируемым образом и электростанция. Дамбы и другие водоудерживающие и регулирующие сооружения также могут входить в состав гидроэлектростанции, хотя непосредственно в выработке электроэнергии они не участвуют. Электростанция содержит проводящие каналы, которые направляют воду через турбины, которые преобразуют линейный поток воды во вращающийся поток. Вода будет либо падать через лопасти турбины, либо течь по ним горизонтально. Турбина и генератор соединены друг с другом. Таким образом, вращение турбины вызывает вращение ротора генератора.

Потенциал электроэнергии от потока воды является произведением массы воды, высоты, с которой она падает, и ускорения свободного падения. Масса зависит от количества доступной воды и скорости ее течения. Конструкция электростанции будет определять высоту воды. Большинство конструкций забирают воду из верхней части плотины, а затем сбрасывают ее снизу в существующее русло реки ниже по течению. Это оптимизирует высоту, сохраняя разумный и контролируемый поток.

В большинстве современных гидроэлектростанций турбогенераторы расположены вертикально. Это знакомые конструкции, которые возвышаются над основным этажом этих станций. Однако почти вся конструкция расположена ниже того, что видно на уровне первого этажа. Сюда входит приямок генератора, а ниже него приямок турбины, а также впускная и выпускная трубы. Эти сооружения и водоотводные каналы вводятся изредка.

На станциях более старых годов выпуска турбогенератор ориентирован горизонтально. Вал от турбины выступает из стены в машинное отделение, где он соединяется с генератором. Генератор напоминает очень большой электродвигатель старого образца с открытым корпусом. Свидетельством дизайна и качества конструкции этого оборудования является то, что некоторые объекты рубежа веков все еще работают. Некоторые современные станции включают обновленные версии конструкции старых станций. На таких станциях водяной канал полностью окружает турбогенератор, а вход осуществляется через трубчатый кожух, проходящий через водяной канал.

В обмотках ротора генератора поддерживается магнитное поле. Энергия для этого поля обеспечивается банками свинцово-кислотных или каустических никель-кадмиевых батарей. Движение ротора и магнитное поле, присутствующее в его обмотках, индуцирует электромагнитное поле в обмотках статора. Наведенное электромагнитное поле обеспечивает электрическую энергию, которая подается в энергосистему. Электрическое напряжение – это электрическое давление, возникающее из-за протекающей воды. Чтобы поддерживать электрическое давление, то есть напряжение, на постоянном уровне, необходимо изменить поток воды через турбину. Это будет сделано по мере изменения спроса или условий.

Поток электричества может привести к возникновению электрической дуги, как, например, в узле возбудителя в роторе. Электрическая дуга может генерировать озон, который даже в малых количествах может неблагоприятно воздействовать на резину пожарных рукавов и другие материалы.

Генераторы гидроэлектростанций производят очень большие токи и высокое напряжение. Проводники от генераторов подключаются к блочному трансформатору, а от него к силовому трансформатору. Силовой трансформатор повышает напряжение и снижает ток для передачи на большие расстояния. Низкий ток сводит к минимуму потери энергии из-за нагрева во время передачи. В некоторых системах вместо обычных масел в качестве изолятора используется газообразный гексафторид серы. Электрическая дуга может привести к образованию продуктов пробоя, которые могут быть значительно более опасными, чем гексафторид серы.

В электрических цепях есть выключатели, которые могут быстро и непредсказуемо отключить генератор от электросети. В некоторых устройствах для разрыва соединения используется струя сжатого воздуха. Когда такой блок срабатывает, он производит чрезвычайно высокий уровень импульсивного шума.

Администрация и работа станции

Большинство людей знакомы с административными аспектами гидроэнергетики и эксплуатации станций, которые обычно создают общественный профиль организации. Администрация электростанции стремится к тому, чтобы станция обеспечивала надежную работу. Администрация включает в себя офисный персонал, занимающийся бизнес- и техническими функциями, а также управление. К эксплуатационному персоналу станций относятся руководители и начальники предприятий, а также операторы технологических процессов.

Гидрогенерация является технологической операцией, но в отличие от других технологических операций, например, в химической промышленности, на многих гидрогенерирующих станциях нет обслуживающего персонала. Генераторное оборудование управляется дистанционно, иногда с большого расстояния. Почти вся трудовая деятельность приходится на техническое обслуживание, ремонт, модификацию и модернизацию машин и оборудования. Этот режим работы требует эффективных систем, которые могут передать управление от производства энергии к обслуживанию, чтобы предотвратить неожиданный запуск.

Опасности и структура управления

Электроэнергетические предприятия традиционно управляются как организации «снизу вверх». То есть организационная структура традиционно обеспечивает путь восходящей мобильности, который начинается с должностей начального уровня и ведет к высшему руководству. Относительно немногие люди входят в организацию латерально. Это означает, что надзор и руководство в энергетической компании, скорее всего, будут работать в тех же условиях, что и лица, занимающие в настоящее время должности начального уровня. Такая организационная структура может иметь последствия в отношении потенциального воздействия на рабочих опасных агентов, особенно тех, которые имеют хроническое кумулятивное воздействие. Например, рассмотрим шум. Сотрудники, которые в настоящее время занимают руководящие должности, сами могли страдать серьезной потерей слуха, когда они работали на работах, связанных с профессиональным шумом. Их потеря слуха может остаться незамеченной в программах аудиометрического тестирования компании, поскольку такие программы обычно охватывают только тех сотрудников, которые в настоящее время подвергаются воздействию высокого уровня шума на работе.

Обслуживание генерирующего оборудования

Техническое обслуживание генерирующего оборудования подразделяется на два основных вида деятельности: электротехническое обслуживание и механическое обслуживание. Хотя оба типа работы могут выполняться одновременно и бок о бок, навыки и работа, необходимые для их выполнения, совершенно разные.

Техническое обслуживание может потребовать остановки и демонтажа устройства. Поток воды на водозаборе контролируется головными затворами. Головные затворы представляют собой стальные конструкции, опускаемые в водозаборный канал для перекрытия потока воды. Блокирование потока позволяет воде стекать из внутренних каналов. Уровень спокойной воды на выходе из турбины (отсосная труба) ниже уровня шнека и лопаток рабочего колеса турбины. Это позволяет получить доступ к этим структурам. Спиральный корпус представляет собой коническую спиралевидную конструкцию, которая равномерно направляет поток воды вокруг рабочего колеса турбины. Вода проходит из спирального корпуса через направляющие лопатки, направляющие поток, и подвижные лопатки (калитки), регулирующие объем.

При необходимости генератор и турбину можно снять с их обычных мест и разместить на первом этаже электростанции. Снятие может быть необходимо для перекраски или обезжиривания, ремонта и замены обмоток, подшипников, тормозов или гидравлических систем.

Иногда лопасти рабочего колеса, а также калитки, направляющие лопатки и водоотводящие конструкции в кожухе улитки и отсасывающей трубе повреждаются от кавитации. Кавитация возникает, когда давление в воде падает ниже давления пара. Когда это происходит, образуются пузырьки газа, и турбулентность, вызванная этими пузырьками, разрушает материалы, с которыми соприкасается вода. Может потребоваться ремонт поврежденных материалов с помощью сварки или ремонта и повторного покрытия стальных и бетонных поверхностей.

Стальные конструкции также могут потребовать ремонта и повторного покрытия, если они подверглись коррозии.

опасности

Существует множество опасностей, связанных с производством гидроэлектроэнергии. Некоторые из этих опасностей являются общими для всех сотрудников, работающих в отрасли, в то время как другие опасны только для тех, кто занимается обслуживанием электрических или механических систем. Большинство опасностей, которые могут возникнуть, обобщены в таблице 1 и таблице 2, где также приведены меры предосторожности.

Таблица 1. Контроль воздействия отдельных химических и биологических опасностей при производстве гидроэлектроэнергии

Экспозиция

Где это можно найти

Затронутые работники

Подходы к контролю

Абразивная пыль
(взрыв)

Пыль может содержать абразивный материал и пыль краски. Краска, нанесенная до 1971 года, может содержать ПХБ.

Механический
техническое обслуживание
рабочие

-Система контроля пыли
-Средства индивидуальной защиты
-Защита органов дыхания
- Меры личной гигиены
- Медицинское наблюдение (зависит от обстоятельств)

асбест

Асбест может присутствовать в тормозах генераторов, трубной и электрической изоляции, напыляемых покрытиях, асбестоцементе и других продуктах; воздействие зависит от рыхлости и близости к источнику.

Электротехническое обслуживание
рабочие, механические
техническое обслуживание
рабочие

- Принять современные передовые методы работы с асбестом-
содержащие продукты.
-Средства индивидуальной защиты
-Защита органов дыхания
- Меры личной гигиены
- Медицинское наблюдение (зависит от обстоятельств)

Батарея
взрыв
продуктов

Короткое замыкание на клеммах в батареях может привести к взрыву и возгоранию, а также к воздействию жидкости и аэрозолей электролита.

Электротехническое обслуживание
рабочие

- Экранирование клемм аккумулятора и неизолированных проводников
-Практики и процедуры для обеспечения безопасных условий работы с этим оборудованием

Покрытие
разложение
продуктов

Выбросы могут включать: угарный газ, неорганические пигменты, содержащие свинец и другие хроматы, а также продукты разложения смол красок. ПХД могли использоваться в качестве пластификаторов до 1971 года. ПХД могут образовывать фураны и диоксины при нагревании.

Механический
техническое обслуживание
рабочие

- местная вытяжная вентиляция
-Защита органов дыхания
- Меры личной гигиены
-Медицинское наблюдение (зависит от состава покрытия)

Хлор

Воздействие хлора может произойти при подключении/отключении баллонов с хлором в системах водоподготовки и очистки сточных вод.

Операторы

- При работе с баллонами с хлором следуйте инструкциям по производству хлора.
-Спасательный респиратор

обезжиривание
растворители

Для обезжиривания электрооборудования требуются растворители со специфическими свойствами воспламеняемости, сольватации и быстрого испарения без остатка; растворители, соответствующие этим характеристикам, являются летучими и могут представлять опасность при вдыхании.

Электротехническое обслуживание
рабочие

- местная вытяжная вентиляция
-Средства индивидуальной защиты
-Защита органов дыхания

Дизель
выхлопные газы

Выбросы в первую очередь включают двуокись азота, окись азота, окись углерода, двуокись углерода, двуокись серы и твердые частицы, содержащие полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), от транспортных средств или двигателей, работающих в электростанции.

Все рабочие

-Запретить движение легковых и грузовых автомобилей в зданиях.
- Местная выхлопная система для сбора выхлопных газов у ​​источника
-Каталитические нейтрализаторы на выхлопной системе

Насекомые остаются

Некоторые насекомые размножаются в быстрых водах вокруг станции; после спаривания взрослые особи умирают, а туши разлагаются и высыхают; у некоторых людей развивается аллергический респираторный
сенсибилизация к веществам в пыли.

 

 

После осушения личинки насекомых, живущие в водных каналах, могут попытаться опустить свое тело в оставшуюся воду, создавая нитевидные веревки; у некоторых людей может развиться аллергическая респираторная чувствительность к пыли в результате высыхания этих материалов.

Все рабочие



 

 

 

 


Ремонтники

-Насекомые, проводящие часть своей жизни в быстротекущих водах, теряют среду обитания в результате строительства
гидрогенизационная станция. Эти организмы могут использовать водные каналы станции в качестве суррогатной среды обитания. Пыль от засохших остатков может вызвать аллергическую сенсибилизацию.

- К мерам контроля относятся:
Освещение, не привлекающее летающих насекомых
Экраны на окна, двери и проемы в ограждающих конструкциях.
Вакуумная очистка для удаления туш

Масла и смазки

Масла и гидравлические жидкости покрывают обмотки ротора и статора; разложение углеводородов при контакте с горячими поверхностями может привести к образованию полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Воздействие может происходить при вдыхании и контакте с кожей. Контакт с кожей может вызвать дерматит.

Электротехническое обслуживание
рабочие, механические
техническое обслуживание
рабочие

-Средства индивидуальной защиты (зависит от обстоятельств)

Озон

Озон, образующийся в результате дугового разряда в роторе и другом электрическом оборудовании, может представлять собой проблему воздействия, в зависимости от близости к источнику.

Все рабочие

-Обслуживать электрооборудование для предотвращения искрения

Пары краски

Аэрозоли краски содержат распыленную краску и разбавитель; растворитель в каплях и парах может образовывать горючую смесь; смоляная система может включать изоцианаты, эпоксидные смолы, амины, пероксиды и другие реакционноспособные промежуточные соединения.

Пары растворителя могут присутствовать в местах хранения и смешивания красок, а также в покрасочной камере; горючие смеси могут образовываться в замкнутых пространствах во время распыления.

Прохожие, художники

- Покрасочная камера
-Средства индивидуальной защиты
-Защита органов дыхания
- Меры личной гигиены
- Медицинское наблюдение (зависит от обстоятельств)

полихлорированные
бифенилы (ПХБ)

ПХБ использовались в электроизоляционных жидкостях до начала 1970-х годов; оригинальные жидкости или остатки могут все еще присутствовать в кабелях, конденсаторах, трансформаторах или другом оборудовании; Воздействие может происходить при вдыхании или контакте с кожей. Пожар или сильный нагрев во время эксплуатации могут преобразовать ПХД в фураны и диоксины.

Электротехническое обслуживание
рабочие

-Средства индивидуальной защиты
-Защита органов дыхания
- Медицинское наблюдение (зависит от обстоятельств)

Гексафторид серы
и поломка
продуктов

Электродуговой пробой гексафторида серы приводит к образованию газообразных и твердых веществ значительно большей токсичности.

Выброс больших количеств гексафторида серы в пространство земляного полотна может привести к дефициту кислорода из-за вытеснения атмосферы.

Электротехническое обслуживание
рабочие

- местная вытяжная вентиляция
-Средства индивидуальной защиты
-Защита органов дыхания
- Медицинское наблюдение (зависит от обстоятельств)

Сварка и пайка
чад

Кадмий, свинец, серебро в припое




Работа в основном связана с углеродистыми и нержавеющими сталями; возможна сварка алюминия. Наплавка требуется для устранения эрозии из-за кавитации.
Выбросы включают: защитные газы и флюсы, пары металлов, озон, двуокись азота, видимую и ультрафиолетовую энергию.

Electrical
техническое обслуживание
рабочие

 

 

Механический
техническое обслуживание
рабочие

- местная вытяжная вентиляция
-Средства индивидуальной защиты
-Защита органов дыхания
- Меры личной гигиены

-Медицинское наблюдение (зависит от состава основного металла и металла в проволоке или катанке)

 

Таблица 2. Контроль воздействия отдельных химических и биологических опасностей при производстве гидроэлектроэнергии

Экспозиция

Где это можно найти

Затронутые работники

Подходы к контролю

Неудобная работа
позы

Длительная работа в неудобной позе может привести к травмам опорно-двигательного аппарата.
Опасность падения существует вокруг ям и отверстий в конструкциях.

Все рабочие

-Оборудование разработано с учетом принципов эргономики.
-Обучение мышечной подготовке, лифтингу и уходу за спиной
- Рабочие методы, выбранные для сведения к минимуму травм опорно-двигательного аппарата

Ограниченное пространство

Плотина, регулирующие сооружения, регулирующие затворы, водоотводящие каналы, генераторные и турбинные механизмы содержат множество приямков, отстойников, резервуаров и других закрытых и частично закрытых пространств, в которых может возникнуть дефицит кислорода, могут содержаться опасные атмосферы или другие опасные условия.

Все рабочие

-Устройства для проверки воздуха
-Переносные вентиляционные системы
-Средства индивидуальной защиты
-Защита органов дыхания

утопление

Утопление может произойти после падения в быстро движущуюся воду в форбухте (зона забора) или в нижнем бьефе (зона разгрузки) или в другом месте. Чрезвычайно холодная вода присутствует в более высоких широтах в весенние, осенние и зимние месяцы.

Все рабочие

-барьеры для сдерживания персонала
-Системы защиты от падения
-Спасательные жилеты

Казнь на электрическом стуле

Участки станции содержат неэкранированные проводники под напряжением; оборудование, содержащее экранированные проводники, может оказаться под напряжением после снятия экрана. Риск поражения электрическим током возникает в результате преднамеренного проникновения в несанкционированные зоны или в результате случайного выхода из строя систем защиты.

Все рабочие

-Установить приемы и процедуры для обеспечения безопасных условий работы с электрооборудованием.

Электромагнитный
поля (включая
радиочастота)

Генераторное и другое электрооборудование создает поля постоянного и переменного тока частотой 60 Гц (и выше); воздействие зависит от близости к источнику и защиты, обеспечиваемой конструкциями. Магнитные поля особенно трудно ослабить экранированием. Значимость воздействия еще предстоит установить.

Радиочастота: Воздействие на человека полностью не установлено.

Все рабочие

- Опасность не установлена ​​ниже существующих пределов

зной

Генераторы выделяют значительное количество тепла; генераторы и теплообменники могут подавать нагретый воздух в машинное отделение; конструкция электростанции может поглощать и излучать солнечную энергию в здание; тепловая травма может произойти в теплые месяцы, в зависимости от климата и уровня физической нагрузки.

Внутренние рабочие

-Отвод нагретого воздуха в сторону крыши, экранирования, инженерных средств управления
- Напитки, заменяющие электролиты
-Средства индивидуальной защиты

Шум

Установившийся шум от генераторов и других источников и задач может превышать установленные пределы; отбойные молотки производят очень высокий уровень ударного шума; они могут разрядиться в любое время.

Все рабочие

-Применить технологию контроля шума.
-Индивидуальная защита органов слуха

Сменная работа

Сменная работа может вызывать физиологические и психосоциальные стрессы; психосоциальные стрессы могут быть особенно серьезными для небольшого числа людей, работающих в небольших и изолированных сообществах, где, как правило, проводятся эти операции.

Операторы

- Принять графики работы, которые отражают современные знания о циркадных ритмах.

Вибрация, рука-рука

Вибрация, создаваемая ручными инструментами и ручным оборудованием, передается через рукоятки.

Электротехническое обслуживание
рабочие, механические
техническое обслуживание
рабочие

-Используйте инструменты, соответствующие действующим стандартам вибрации рук.
-Вибропоглощающие перчатки

Вибрация всего тела

Вибрация конструкции, возникающая от вращательного движения генераторов и турбулентности водяных потоков, передается через полы и стены.

Все рабочие

- Контролировать и обслуживать вращающееся оборудование, чтобы свести к минимуму вибрацию.

Блоки визуального отображения

Эффективное использование компьютеризированных рабочих мест зависит от применения принципов визуальной и офисной эргономики.

Офисные работники
(менеджмент,
административно-технический персонал)

- Применение принципов офисной эргономики к выбору и использованию видеоэкранов.

Связанные с погодой
проблемам

Ультрафиолетовая энергия может вызвать солнечные ожоги, рак кожи и катаракту.

Холод может вызвать холодовой стресс и обморожение.
Жара может вызвать тепловой стресс.

Работники на открытом воздухе

-Рабочая одежда, защищающая от холода
-Рабочая одежда, защищающая от солнечного излучения.
-Защита глаз, обеспечивающая защиту от солнечного излучения
-Солнцезащитные кремы (обратитесь к врачу при длительном использовании)

 

Экологические последствия

Производство гидроэлектроэнергии пропагандируется как экологически безопасное. Конечно, это приносит огромную пользу обществу за счет обеспечения энергией и стабилизации потока воды. Но такое производство энергии не обходится без экологических издержек, которые в последние годы получают все больше и больше общественного признания и внимания. Например, в настоящее время известно, что затопление больших площадей земли и горных пород кислыми водами приводит к выщелачиванию металлов из этих материалов. Биоаккумуляция ртути была обнаружена в рыбе, пойманной в воду из таких затопленных районов.

Наводнение также изменяет модели турбулентности в воде, а также уровень насыщения кислородом. Оба они могут иметь серьезные экологические последствия. Например, на запруженных реках исчезли промыслы лосося. Это исчезновение произошло отчасти потому, что рыба не может найти или пройти путь к более высокому уровню воды. Кроме того, вода стала больше напоминать озеро, чем реку, а стоячая вода озера несовместима с ходом лосося.

Наводнение также разрушает среду обитания рыб и может разрушить районы размножения насекомых, от которых зависит питание рыб и других организмов. В некоторых случаях наводнения уничтожили продуктивные сельскохозяйственные и лесные угодья. Затопление больших территорий также вызвало обеспокоенность по поводу изменения климата и других изменений экологического баланса. Задержка пресной воды, которая должна была попасть в водоем с соленой водой, также вызвала обеспокоенность по поводу изменения солености.

 

Назад

Читать 12840 раз Последнее изменение Пятница, 16 сентября 2011 14: 06

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».

Содержание:

Справочные материалы по производству и распределению электроэнергии

Ламарр, Л. 1995. Оценка рисков, связанных с опасными загрязнителями воздуха. Журнал EPRI 20(1):6.

Национальный исследовательский совет Национальной академии наук. 1996. Возможные последствия для здоровья от воздействия бытовых электрических и магнитных полей. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство Национальной академии.

Объединенные Нации. 1995. Ежегодник энергетической статистики за 1993 год. Нью-Йорк: Организация Объединенных Наций.

Урановый институт. 1988. Безопасность атомных электростанций. Лондон: Урановый институт.

Министерство энергетики США. 1995. Ежегодник по электроэнергии, 1994. Том. 1. Вашингтон, округ Колумбия: Министерство энергетики США, Управление энергетической информации, Управление по углю, атомной энергии, электричеству и альтернативным видам топлива.

Министерство труда США, Управление по безопасности и гигиене труда (OSHA). 1994. 29 CFR Part 1910.269, Производство, передача и распределение электроэнергии: средства электрозащиты; Окончательное правило. Федеральный реестр, Vol. 59.

Управление по охране окружающей среды США (EPA). Промежуточный отчет об опасных загрязнителях воздуха. Вашингтон, округ Колумбия: EPA.

Вертхаймер, Н. и Э. Липер. 1979. Конфигурация электропроводки и детский рак. Am J Epidemiol 109: 273-284.