CONTRIBUŢIA CAPTĂRILOR SECUNDARE LA REALIZAREA PRODUCŢIEI DE ENERGIE A

CENTRALELOR HIDROELECTRICE ÎN ANUL 2005

Paul GHEORGHIESCU1, Mihai STOICAN2, Ion DRĂGHICI3

Rezumat: Prezenta lucrare îşi propune să prezinte contribuţia la producţia de energie electrică a centralelor hidroelectrice din România în anul 2005, a debitelor rezultate din aportul captărilor secundare acolo unde acestea fac parte din schema de amenajare. Sunt prezentate pe baza schemelor de amenajare ale centralelor, la care prin concepţia iniţială concentrarea debitelor în lacurile de acumulare se realizează şi cu aportul captărilor secundare,valorile debitelor si energiilor datorate acestora. Producţia de energie ce se poate obţine din aportul captărilor secundare într-un an hidrologic mediu se compară cu cea obţinută în anul 2005. Pe baza analizei comportării în exploatare a captărilor secundare în anul 2005 şi a aportului acestora la producţia de energie record a acestui an, se prezintă o serie de propuneri de modernizare care să asigure creşterea contribuţiei captărilor secundare la producţia de energie electrică a centralelor hidroelectrice.

1. INTRODUCERE.

Una din problemele importante ce trebuie rezolvată la conceperea schemei de amenajare

a unei centrale hidroelectrice o reprezintă problema “concentrării debitelor” respectiv

aducerea în secţiunea de captare a unor debite suplimentare celui rezultat din aportul

natural al râului barat ( a debitelor unor râuri afluenţi ai râului principal în aval de

secţiunea de captare sau a unor râuri din bazinele hidrografice limitrofe )

Captarea debitelor acestor râuri se poate face prin:

1 SC Hidroelectrica SA 2 SC Hidroelectrica SA 3 SH Haţeg - SC Hidroelectrica SA

A PATRA CONFERINŢĂ A HIDROENERGETICIENILOR DIN ROMÂNIA,

Dorin Pavel

- prize de fund ( de tip tirolez) pentru râuri cu debite între 0,005 şi 5 mc/s;

-prize de adâncime în lacuri de acumulare cu volume reduse de 100÷500 mii

mc.realizate prin baraje de mică şi medie înălţime.

Transferul debitelor spre circuitul hidrotehnic principal al amenajării se face prin

galerii subterane, prin curgere gravitaţională sau prin pompaj. Pentru pompaj se folosesc

statii de pompare energetice amplasate alaturi de acumulări de concentrare a debitelor,

cu regularizări zilnic / orare.

Introducerea debitelor captate în circuitul hidrotehnic se face în lacul de acumulare

de pe râul principal sau direct în galeria de aducţiune a centralei.

Prin “ captare secundară” denumim uvrajul hidrotehnic constituit de priza de fund

( de tip tirolez).

În sens mai larg prin “ captări secundare” înţelegem totalitatea uvrajelor ce

contribuie la captarea şi introducerea în circuitul hidrotehnic al unei centrale a debitelor

altor râuri decât râul principal.

Captările secundare sunt părţi componente ale “ liniei tehnologice” de producere a

energiei electrice din resurse hidroenergetice şi importanţa ce trebui acordată acestora

trebuie să fie cel puţin aceeaşi cu a celorlalte elemente ( exemplu : baraj si lac de

acumulare ,aductiune principala ,hidroagregate ).

2. CONCEPŢIA CONSTRUCTIVĂ A CAPTĂRILOR SECUNDARE

Captările secundare sunt lucrări hidrotehnice situate în amplasamente izolate de

mare altitudine pe râuri cu bazine hidrografice de suprafaţă redusă, caracterizate de

scurgere torenţială ce transportă cantităţi însemnate de material aluvionar solid ( nisip,

pietriş, bolovăniş) precum şi plutitori.

Prin concepţia constructivă o captare secundară trebuie să îndeplinească

următoarele condiţii:

- să constituie o construcţie “ prietenoasă” cu mediul înscrisă în

principal în patul albiei fără a modifica esenţial panta râului;

- să asigure captarea unui cât mai mare părţi din debitul afluent în

perioadele de viitură ( în limita valorii debitului instalat pentru care au fost

dimensionate elementele captării şi galeria de transport), în acest sens se adoptă un

sistem de grătare de captare cu autocurăţare.

- să împiedice pătrunderea aluviunilor în galeriile de aducţiune - în

acest sens se adoptă sisteme de decantare cu spălare automată;

- să asigure captarea integrală a debitului pe timpul perioadei

friguroase în acest sens se prevede un canal de captare sub nivelul podului de gheaţă;

- să permită automatizarea şi funcţionarea fără personal a fiecărei

captări– în acest sens echipamentul hidromecanic trebuie să permită acţionarea/

comanda automată;

- să asigure prin concepţia de echipare, acţionarea echipamentelor în

situaţia fără alimentarea cu energie electrică de la reţea.

Până în anul 1975 captările secundare au fost proiectate/ executate ca şi construcţii

unicat individualizate pentru fiecare amplasament.

După anul 1975 ISPH a elaborat proiecte tipizate pentru şase tipodimensiuni de

captări şi elemente componente funcţie de debitul instalat.

Elementele componente ale unei captări secundare sunt următoarele:

a ) prag de captare transversal prevăzut cu:

• câmp deversor ( descărcător de ape mari – cu profil deversant tipizat,

servind pentru descărcarea liberă a debitelor ce depăşesc capacitatea de

captare;

• câmp de captare – prevăzut cu grătare tip aşezate în pantă;

• câmp de punere la uscat ( canal de iarnă) servind pentru golirea cuvetei

captării şi punerea la uscat ( prin deschiderea vanei de golire din capătul

aval) sau pentru captarea debitelor pe timpul de iarnă, sub nivelul podului

de ghiaţă ( prin deschiderea vanei plane de perete şi debuşarea debitelor în

galeria de racord cu disipatorul).

b) Deznisipator prevăzut cu:

• bloc de racord transversal prevăzut cu două secţiuni de control amonte;

• două camere deznisipatoare;

• cămin de încărcare transversal comun cu debuşarea în galeria de

aducţiune;

• secţiune de control aval.

c) Camera vanelor de spălare prevăzută cu:

• două vane segment ( câte una pentru fiecare cameră a deznisipatorului);

• sistem de acţionare vane cu contragreutate şi rezervor mobil.

d) Golire de fund prevăzută cu:

• batardou plan.

La momentul punerii în funcţiune nici una din captările secundare nu a putut fi

automatizată din cauza deficienţelor de execuţie a echipamentelor mecanice dar şi a

lipsei de fiabilitate a subansamblelor din instalaţia de automatizare.

3. CAPTĂRI SECUNDARE ÎN SCHEMELE AMENAJĂRILOR

HIDROENERGETICE DIN ROMÂNIA.

Majoritatea amenajărilor hidroenergetice realizate pe cursul superior al râurilor

interioare au în scheme captări secundare cu rol de concentrare suplimentară a debitelor.

Vom exemplifica cu următoarele scheme de amenajare:

a) Schema de amenajare a CHE Lotru – Ciunget.

Este caracterizată de numărul cel mai mare de captări întâlnit în schemele de

amenajare a unei centrale – 80 de captări ( probabil record mondial în domeniu).

Introducerea apei în lacul Vidra se face atât gravitaţional cât şi prin pompaj.

Fig.1 Schema de amenajare a C.H.E. Lotru-Ciunget

Distribuţia captărilor este următoarea:

- ramura Nord – captează debitele râurilor afluenti de stânga ai râului Lotru în

aval de secţiunea barajului Vidra. Concentrarea debitelor se face prin acumulările

Jidoaia şi Lotru – aval prevăzute cu staţii de pompare;

- ramura Vest – captează debitele pâraielor de pa versantul vestic al munţilor

Lotrului afluenţi ai râului Jieţ şi le deviază gravitaţional în râul Lotru amonte de lacul

Vidra;

- ramura Sud - captează debitele pâraielor de pa versantul sudic al munţilor

Lotrului – afluenţi ai râurilor Bistriţa, Luncavăţ, Olteţ dar şi ai afluenţilor râului

Latoriţa; concentrarea debitelor se face prin acumularea Petrimanu prevăzută cu staţie

de pompare .De asemeni sunt captaţi afluenţi ai râului Latoriţa în aval de acumularea

Petrimanu, debitele întroducându-se în lacul Vidra gravitaţional;

- aducţiunea principală – captează debitele pâraielor ce curg transversal pe

direcţia galeriei, debitele fiind introduse gravitaţional în galeria de aducţiune.

b) Schema de amenajare a CHE Motru şi CHE Tismana

Este caracterizată de transferuri importante de debite între bazine hidrografice

mari ( Cerna, Motru, Tismana, Bistriţa). Concentrarea debitelor se face pentru utilizarea

finală în CHE Tismana.

Este de remarcat că cele 3 captări de pe afluenţii râului Motru sunt deviaţi în

lacul Cerna pentru a fi utilizaţi şi în CHE Motru.

În sinteză numărul captărilor secundare din schemele centralelor hidroelectrice

din România si valorile debitelor captate conform proiectelor iniţiale cu aportul acestora

la producţia de energie electrică ( atât a centralelor cap de cascadă cât şi a amenajărilor

în cascadă) sunt date în Tabelul 1.

Sunt în exploatare un număr de 158 captări secundare şi 5 staţii de pompare

( putere totală 91,5 MW) ce aduc un aport în energie de 2212 GWh/an reprezentând

21,5% din producţia de energie a centralelor de pe râurile interioare.

4. EXPLOATAREA CAPTĂRILOR SECUNDARE ÎN ANUL 2005

Anul 2005 a fost anul cu hidraulicitatea cea mai ridicată din istoria

hidroenergeticii româneşti. Producţia totală de energie obţinută din resurse

hidroenergetice a fost de 20292 GWh. Pentru a determina contribuţia captărilor

secundare la producţia de energie a anului 2005 s-a analizat pe baza datelor concrete de

exploatare ( retrageri din exploatare pentru lucrări şi manevre, situaţii de depăşire a

capacităţii de captare, incidente etc) pierderile de debit/ energie pentru fiecare centrală/

amenajare în paralel cu determinarea valorii debitelor ce au fost introduse în circuitele

hidrotehnice.

Analiza s-a facut pentru fiecare sucursală pe amenajări ( bazine hidrografice).

Volumul mare al materialelor de analiză ne determină să prezentăm ca

exemplu numai sinteza analizei făcute pentru sucursala de centrale hidroelectrice

Râmnicu Vâlcea .

Tabel 1 Aportul captărilor secundare la producţia de energie electrică a centralelor/amenajărilor

Nr. crt Centrala/ Amenajarea Qmm

[mc/s]

Qmm c

[mc/s]

Ean

[GWh]

ΔE

[GWh]

Observaţii

1 CHE Ciunget-Lotru 18,73 14,42 1078,00 831,27 80 captări / 3 staţii de

pompare

2 CHE Brădişor/ Lotru 25,10 1,200/

7,956

228,00 10,90/

72,30

1 captare lac Brădişor/

Captări CHE Ciunget

3 CHE Mălaia/ Lotru 23,20 8,336 34,00 12,22 Captări CHE Ciunget

4 Amenajare Olt

CHE Turnu-CHE

Ipoteşti

- - 1797,00 55,48 Captări CHE Ciunget

5 CHE Vidraru 19,86 12,56 400,00 252,29 8 captări + capt. CHE

Vâlsan şi Cumpăna

6 CHE Vâlsan 2,15 0,35 14,70 2,39 1 captare

7 CHE Cumpăna 2,56 2,49 15,60 15,17 1 captare

8 Amenajare Argeş Aval

(CHE Oeşti-CHE

Piteşti)

- - 377,75 177,30 Captări CHE Vidraru,

Vâlsan şi Cumpăna

9 CHE Clăbucet 3,43 0,18 57,00 2,99 2 captări

10 CHE Scropoasa 1,36 0,097 30,00 2,14 2 captări

11 CHE Dobreşti 3,00 0,910 55,00 16,68 1 captare

12 CHE Moroieni 4,10 0,575 54,00 7,57 2 captări

13 CHEMP Negraşi 0,68 0,320 6,96 3,27 1 captare

14 CHE Mărişelu 11,76 5,58 390,00 185,05 8 captări

15 CHE Tarniţa 14,32 2,00/

1,72

80,00 11,71/

9,61

1 captare/

Captări CHE Mărişelu

16 Amenajarea Someşul

Cald (CHE Someş

Cald-MHC Cluj)

- - 144,40 18,18 Captări ale CHE Mărişelu

17 CHE Remeţi 9,30 2,79 200,00 2,99 9 captări + SP Secuieu

18 CHE Munteni 11,60 1,46/

2,79

120,00 15,10/

28,86

1 captare

Captări CHE Remeţi

19 CHE Colibiţa 3,70 0,94 40,50 10,23 6 captări

20 CHE Gâlceag 8,25 1,675/

2,5

260,00 58,78/

78,79

6 captări/

staţia de pompare Gâlceag

21 CHE Şugag 11,236 0,866/

2,5

260,00 20,04/

57,85

4 captări/

staţia de pompare Gâlceag

22 Amenajarea Sebeş

(CHE Săsciori,

Petreşti)

- 2,5 86,00 19,04 staţia de pompare Gâlceag

23 CHE Stejaru 48,25 3,80 434,50 35,51 2 captări

24 CHE Motru 10,20 4,57 130,00 58,24 6 captări lac Cerna

25 CHE Tismana 13,30 1,56/

3,80

242,00 28,38/

69,14

3 captări/

Captări lac Motru

26 CHE Tismana-aval 14,20 3,80 6,00 1,61 Captări Cerna

27 CHE Retezat 9,66 1,17 485,00 58,70 3 captări

28 CHE Ruieni 7,32 0,94 176,00 23,34 5 captări

29 CHE Sadu V 2,22 0,22 56,8 5,631 1 captare

TOTAL ENERGIE 7259 2212

4820 1755 din care: CHE cu captări secundare

Amenajări influenţate 2439 457

158 captări

5 staţii de pompare

Legenda: Qmm - debit multianual în secţiunea barajului . Ean - energie anuală de proiect.

Q mm c – debit mediu multianual captat. ΔE - spor de energie datorat captarilor.

4.1 Analiza funcţionării captărilor secundare din amenajările SH Râmnicu Vâlcea

Sunt în exploatare un număr de 80 captări secundare şi 3 staţii de pompare

energetice în amenajarea CHE Ciunget - Lotru şi o captare secundară în amenajarea

CHE Brădişor.

Bilanţul debitelor lacului Vidra a fost următorul:

Sursa / Intrare Qmm

[mc/s]

Qaf 20051

[mc/s]

Qpierdut 2

[mc/s]

Qutilizat energetic

[mc/s]

Lotru natural 4,280 5,180 - 5,180

Ramura Sud gravitaţional 2,049 1,970 0,308 1,670

Ramura Sud pompaj (Petrimanu) 5,586 5,750 0,820 4,930

Ramura Nord gravitaţional 1,896 1,582 0,492 1,090

Ramura Nord pompaj (Jidoaia +

Lotru aval)

3,692 (5,359)3

5.031

(2.739)3

2.411

2,620

Ramura Vest (Jieţ) 0,763 0.902 0,062 0,840

Captare aducţiune principală 0,466 0.477 0,037 0,440

Total lac Vidra 18,732 20.258 3,568 16,7704

1 Valorile pentru Qaf 2005 reprezintă suma debitelor utilizate energetic şi a

pierderilor din diferite cauză( lucrări la captări şi galerii secundare, pierderi prin

deversare la staţiile de pompare, scoaterea din funcţiune a unor captări sau staţii de

pompare pentru creşterea unei rezerve de atenuare în lacul Vidra).

2 Valorile pentru Qpierdut au fost determinate prin estimarea valorii debitelor

nepreluate şi a intervalelor de timp în care acestea nu au fost introduse în lac.

3 Valoarea iniţial estimată a rezultat 2,739 mc/s ; corectată ulterior analizei

valorilor lunare din bilanţul acumulării a rezultat valoarea de 2,411 mc/s.

4 La Qutilizat energetic din stocul anului 2005 se adaogă 4,25 mc/s destocaţi din lacul

Vidra debit pierdut datorită retragerilor din exploatare la captări şi galerii. Valorile

debitelor pierdute s-au determinat prin calcul pe baza intervalelor de scoatere din

funcţiune.

Observaţie :Pierderile de debite prin deversare la captările secundare datorate

deficienţelor existente sau depăşirii capacităţii de captare nu sunt monitorizate şi nu sunt

cuprinse în bilanţul de mai sus.

Evenimentele semnificative ce au afectat disponibilitatea captărilor secundare

au fost următoarele:

Ramura Sud gravitaţional + pompaj :

→ colmatarea captării Catalinu şi pătrunderea de material aluvionar în galeria

Muşetoiu – Ungurelu. A fost necesară decolmatarea galeriei,captările fiind

scoase din funcţiune între 19 şi 50 de zile.

Debit pierdut 0,171 mc/s.

→ captările Beloaia, Urlieş, Ungurelu, Olteţ, Turcinu, Înşiratele şi Horezu I au

fost scoase din funcţiune timp de 10 zile în intervalul 15÷31.07.2005 pentru reducerea

debitului introdus în lacul Vidra şi creerea unui volum de rezervă de atenuare.

Debit pierdut 0,137 mc/s.

→ deversări la staţia de pompare Petrimanu datorate depăşirii debitului instalat

sau opririi din funcţiune a pompelor şi deschiderea golirii de fund a barajului Galbenu

pentru reducerea debitului introdus în lacul Vidra şi creerea unui volum de rezervă

pentru atenuare ( intervalul 12÷29.07.2005).

Debit pierdut 0,820 mc/s.

Ramura Nord.

→ scoaterea din funcţiune a 35 captări secundare pentru executarea unor lucrări

de reparaţie capitală la aducţiunea secundară tronson Nord Balindru – Jidoaia în

perioada 01.07 ÷15.11.2005.

Debit pierdut 2,225 mc/s.( din care 0,456 mc/s la captări gravitaţionale)

→ deversări la staţia de pompare Balindru datorate depăşirii debitului instalat (

în intervalul 12÷29.07.2005).

Debit pierdut 0,970 mc/s.

→ retragerea din exploatare a captărilor Goaţa I şiII de pe aducţiunea

gravitaţională Balindru – Vidra ( în perioada 18÷26.07.2005).

Debit pierdut 0,036 mc/s.

Total debit pierdut Ramura Nord Q = 3,231 mc/s.

Ramura Vest.

→ scoaterea din funcţiune a celor 7 captări ale ramurii în perioada 14

÷31.07.2005 pentru reducerea debitului introdus în lacul Vidra şi crearea unui volum de

rezervă de atenuare.

Debit pierdut 0,062 mc/s.

Aducţiunea principală.

→ scoaterea din funcţiune a celor 4 captări în perioada 11 ÷31.07.2005 pentru

reducerea debitului introdus în lacul Vidra şi crearea unui volum de rezervă de atenuare.

Debit pierdut 0,037 mc/s.

Este de remarcat preocuparea constantă a conducerii tehnice a Sucursalei şi

Uzinei Lotru de a menţine captările şi galeriile secundare în stare tehnică normală , la

capacitatea maximă de captare a debitelor.

O problemă deosebită rămâne eficienţa investiţiilor efectuate în

monitorizarea captărilor secundare şi folosirea datelor colectate pentru realizarea

bilanţurilor hidrologice ale amenajărilor.

4.2. Constatări privind funcţionarea captărilor secundare din amenajările

hidroenergetice în anul 2005.

Analiza funcţionării captărilor secundare în anul 2005 şi a contribuţiei

acestora la producţia de energie ne-a condus la formularea următoarelor constatări:

● În general se constată cu unele excepţii ( SH Râmnicu Vâlcea şi parţial

Curtea de Argeş şi Haţeg) o preocupare redusă a conducerilor tehnice a sucursalelor

pentru urmărirea funcţionării în exploatare a captărilor şi a galeriilor secundare şi pentru

executarea de lucrări de mentenanţă sau modernizare care să permită maximizarea

debitelor captate şi introduse în circuitul de producere al centralelor hidroelectrice;

● Este paradoxal că dintre echipamentele şi construcţiile de pe fluxul

tehnologic al producerii energiei electrice în CHE , captările şi galeriile secundare sunt

cele mai neglijate. În ciuda faptului că aportul acestora la producţia de energie a SC

Hidroelectrica SA este de 11÷ 15% cheltuielile cu exploatarea şi mentenanţa acestora

sunt de circa 0,3 ÷ 0,5% din venituri.

● Sunt captări la care operaţiunile curente de supraveghere şi întreţinere pot

evita deversări de debite al căror echivalent energetic este de milioane de KWh. Un

singur exemplu : captarea Netiş din amenajarea Retezat – Râul Mare a pierdut în anul

2005 un debit mediu de 0,499 mc/s echivalentul unei energii de 15,97 GWh datorită

nerezolvării problemei aerisirii puţului de racord al captării.

Energia pierdută este egală cu producţia de energie a unei centrale de 8 ÷ 10 MW

a cărei investiţie se ridică la minim 5000 ÷ 6000 mld.ROL.

Modernizarea captării s-ar realiza cu uşurinţă cu circa 100 ÷ 200 mld. ROL.

● Deficienţele constatate în exploatarea captărilor secundare sunt aproape

generale:

→ lipsa datelor/ observaţiilor sistematice privind funcţionarea

captărilor şi a galeriilor secundare în perioadele normale şi în special în perioadele de

ape mari. Chiar şi la captările secundare la care există personal de exploatare aceste

date/ observaţii lipsesc.Lipsa datelor privind pierderile la captări şi raportarea captării

integrale a debitelor la majoritatea captărilor denotă lipsa de supraveghere ăn

exploatare.

→ lipsă date referitoare la intervalele de scoatere din funcţiune

a captărilor şi a galeriilor pentru întreţinere, spălări manuale, lucrări de întreţinere şi

mentenanţă.

→ preocupare redusă pentru monitorizarea funcţionării

captărilor şi a galeriilor secundare în principal a măsurării debitelor afluente şi captate.

Puţinele captări monitorizate până în prezent nu produc încă date utilizabile.

→ lipsa unei reţele hidrometrice bazinale care să permită

întocmirea bilanţului hidrologic al acumulărilor ( excepţie SH Curtea de Argeş – pentru

acumularea Vidraru).

→ preocuparea redusă pentru lucrări de mentenanţă/ modernizare care să

menţină sau să crească capacitatea de captare a instalaţiilor existente ( excepţie SH

Râmnicu Vâlcea – pentru amenajarea Vidra).

• Pentru anul 2005 echivalentul energetic al debitelor pierdute în sistemul de

captări şi galerii secundare este estimat la circa 600 GWh ceea ce reprezintă 4% din

energia anului. (Tabelul 2). Tabelul 2 Pierderi energetice la captările secundare în anul 2005

Nr.

Centrala /

Amenajarea

Qpierd

(m3/s)

ΔEpierd

(GWh)

Cauza

crt

1

CHE Ciunget - Lotru

3,568

215,70

Lucrări de mentenanţă la galerii şi captări secundare.

Scoaterea din funcţiune a unor captări secundare şi staţii

de pompare pentru crearea unui volum de atenuare în lacul

Vidra

2

CHE Mălaia + CHE

Brădişor - Lotru

3,568

37,65

Lucrări de mentenanţă la galerii şi captări secundare.

Scoaterea din funcţiune a unor captări secundare şi staţii

de pompare pentru crearea unui volum de atenuare în lacul

Vidra

3

Amenajarea Olt

Sectorul Turnu÷Ipoteşti

0,714 ÷

1,922

45,66

Lucrări de mentenanţă la galerii şi captări secundare.

Scoaterea din funcţiune a unor captări secundare şi staţii

de pompare pentru crearea unui volum de atenuare în lacul

Vidra

4

CHE Gâlceag

1,360

44,68

Deversări la barajul Cugir datorită indisponibilităţii St P

Gâlceag

5

CHE Şugag

1,360

36,88

Deversări la barajul Cugir datorită indisponibilităţii St P

Gâlceag

6

Amenajarea Sebeş (

CHE Săsciori + CHE

Petreşti)

1,360

10,36

Deversări la barajul Cugir datorită indisponibilităţii St P

Gâlceag

7

CHE Vidraru - Argeş

2,553

54,399

Depăşirea capacităţii de captare în perioada de viitură

aprilie ÷ august

8

CHE Cumpăna - Argeş

0,144

1,009

Deversări la captarea Topolog şi baraj Cumpăna în

perioada de viitură

9

CHE Vâlsan - Argeş

0,631

4,841

Deversări la barajul Vâlsan în perioada de viitură.

Asigurare debit de servitute pentru ecosistemul aval

10

Amenajarea Argeş -aval

0,144÷

2,553

39,716

Deversări la captările CHE Vidraru, Cumpăna şi Vâlsan

11 CHEMP Negraş 0,264 7,090 Avarierea conductei de aducţiune

12

CHE Sadu V

0,090

2,32

Captarea Sădurel scoasă din funcţiune pentru lucrări şi în

situaţia umplerii lacului Negovanu

13

CHE Mărişelu

0,406

34,52

Scoaterea din funcţiune a unor captări şi deschiderea

golirii de fund la baraje în perioadele de ape mari

14

CHE Tarniţa

0,559

3,15

Scoaterea din funcţiune a unor captări şi deschiderea

golirii de fund la baraje în perioadele de ape mari

15 Amenajarea Someşul

Cald

0,330 3,28 Scoaterea din funcţiune a unor captări şi deschiderea

golirii de fund la baraje în perioadele de ape mari

16 Amenajarea Drăgan –

Remeţi + Criş

0,128 4,09 Scoaterea din funcţiune a unor captări;Oprire funcţionare

St P Săcuieu în perioada de ape mari

17

CHE Colibiţa

0,107 11,71 Scoaterea din funcţiune a unor captări la retragerea din

exploatare a CHE pentru lucrări de mentenanţă la

aducţiunea principală

18

CHE Retezat

0,499

15,97

Pierderi de debit la captarea Netiş datorate limitării

debitului captat, cauzate de nearisirea puţului de racord cu

aducţiunea principală

19

CHE Stejaru - Bistriţa

2,666

26,87

Pierderi de debit la captarea secundară Taşca în perioada

de viitură

Total energie pierdută în 2005 599,90

• Contribuţia captărilor secundare la producţia de energie a SC Hidroelectrica

SA în anul 2005 a fost estimată la valoarea de 2555 GWh ceea ce reprezintă 12,71%

din energia totală produsă, respectiv 19,2% din energia produsă în centralele de pe

apele interioare ( Tabelul 3)

Tabelul 3 Aportul captărilor secundare la producţia de energie a anului 2005

Denumirea amenajării

Etotal 2005

(GWh)

Ecaptări secundare

(GWh)

Ponderea ((2)/(1)×100)

(%)

0 1 2 3

Dunărea 6786,922 - -

Lotru 1648,423 841,900 51,05

Oltul mijlociu (+ MHC) 2115,233 65,239 3,08

Oltul inferior 1565,834 - -

Oltul superior 446,833 - -

Sadu 69,076 4,86 7,04

CHEMP + MHC Sibiu 42,703 - -

Argeş 1199,669 654,365 54,54

Dâmboviţa 174,672 2,530 1,45

Ialomiţa 177,962 29,552 16,61

Râul Târgului 79,511 - -

Prahova 13,238 - -

Doftana 72,647 1,504 2,07

Teleajen 68,861 - -

Bistriţa 1348,602 79,505 5,89

Siret 621,835 - -

Prut 86,461 - -

MHC + CHEMP SH Bistriţa 52,643 - -

Someş 684,800 179,010 26,10

Criş 470,060 161,570 46,00

Bistriţa Ardeleană 40,200 14,950 37,20

MHC + CHEMP SH Cluj 37,268 - -

Sebeş 668,151 243,270 36,41

Râul Mare 598,417 51,22 8,56

Cerna – Motru - Tismana 441,095 192,451 43,63

Jiu + MHC SH Tg Jiu 87,814 7,901 8,99

Buzău + CHEMP-uri 274,256 - -

Bistra Mărului + Cerna 229,646 24,690 10,75

TOTAL AN 2005 20103,541 2554,517 12,71

5.MODERNIZAREA CAPTĂRILOR SECUNDARE, INVESTIŢIE

PRIORITARĂ ÎN HIDROENERGETICĂ.

Având în vedere valoarea pierdută a energiei, cuantificate pentru anul 2005 de

circa 600GWh şi tinând seama că evaluarea acestora este incompletă (la multe

amenajări aceasta nu s-a realizat din lipsa observaţiilor şi datelor de exploatare) rezultă

că reducerea acestor pierderi constituie cea mai profitabilă investiţie ce se poate realiza

în domeniul centralelor hidroelectrice.

Acest lucru trebuie să devină o prioritate a domeniului în următorii ani.

Modernizarea captărilor secundare trebuie să vizeze următoarele activităţi:

→ optimizarea formei, dimensiunilor şi pantei de aşezare a grătarelor

de captare;

→ fiabilizarea echipamentului hidromecanic ( vane, batardouri)

pentru manevrare mai uşoară şi pentru reducerea pierderilor de debit;

→ automatizarea spălării decantorilor;

→ instalarea unui sistem de monitorizare “on line” a captării care să

permită cunoaşterea stării de funcţionare şi declansarea unor intervenţii operative în caz

de nevoie.

Scopul acţiunii de modernizare trebuie să fie creşterea “coeficientului de

captare” ( definit ca raport între debitul mediu captat şi debitul mediu afluent) şi

optimizarea cheltuielilor de întreţinere şi intervenţii.

Vom exemplifica acţiunea de modernizare a captărilor secundare cu captarea

Netiş din amenajarea CHE Retezat - Râul Mare care după părerea noastră reprezintă un

standard minim ce trebuie atins.

Captarea Netiş proiectată şi realizată în concepţia de echipare a anilor 1970 a

fost pusă în funcţiune în anul 1985.

Este o captare de tip VI cu un debit instalat de 5,7 mc/s amplasată pe pârâul

Netiş ( debit mediu multianual 0,72 mc/s) şi introduce debitul în galeria de aducţiune

printr-un puţ de racord.

Operaţiunile de modernizare au fost următoarele:

a) inlocuirea grătarului 2 × 6,52 m cu pantă de aşezare 30o cu un grătar în 3 trepte 2,33

× 6,52 m având pante de aşezare de 30o, 35o, şi 40o .

În acest fel se asigura prin creşterea înălţimii apei pe fiecare secţiune de

grătar o creştere a vitezelor şi o mai eficientă autocurăţire ( treptele intră pe rând în

funcţiune de la cele cu pante mai mici spre cele cu pante mai mari)

b) fiabilizarea echipamentelor hidromecanice a constat din:

→ înlocuirea batardourilor din lemn ale golirii de fund şi canalului

de punere la uscat prin vane plane cu sertar cu mecanisme de acţionare manuală din

materiale anticorosive cu ghidare şi etanşare în profile U 12;

→ înlocuirea vanei jaluzea a canalului de iarnă cu un grătar cu

capac montat pe aceaşi ramă înglobată;

→ redimensionarea tijei de acţionare a vanei plane de perete a

câmpului de punere la uscat;

→ placarea cu oţel inoxidabil a suprafeţelor de etanşare de pe

scutul vanei segment;

→ punerea axelor vanei segment pe lagăre cu rulmenţi şi

eliminarea elasticităţii structurii vanei pentru eliminarea forţelor mari de frecare atât la

închidere cât şi la deschidere

c)fiabilizarea instalaţiei de comandă / acţionare automată a spălării decantorilor prin :

→ înlocuirea robinetului cu acţionare hidraulică cu un

electroventil (de tip vană fluture) în circuitul de acţionare a vanelor segment cu

electroventil acţionat cu motoare de c.c. 12 V. Comanda electroventilului se face de la

“staţia pentru măsurarea şi transmiterea datelor” ceea ce permite şi acţionarea de la

distanţă a spălării;

→ prevederea unui traductor de depuneri cu barieră optică -

pentru sesizarea depunerilor în decantoare.

d)introducerea monitorizării “on line” a captării. Sistemul de monitorizare adaptat

permite determinarea valorii debitelor afluente / captate şi automatizarea / telecomanda

spălării deznisipatoarelor. Sistemul de tip SCADA are în componenţă următoarele:

d.1) → Staţia de Măsurare şi Transmitere a Datelor. Construcţia staţiei este bazată pe

un microcontroler şi este prevăzută cu 12 intrări analogice, 8 intrări logice şi 4 ieşiri

logice ce sunt folosite pentru comanda unor echipamente exterioare. Staţia include şi un

modul radio ce poate opera în banda 430 ÷ 440 MHz ce poate acoperi distanţe de

transmisie de până la 15 km funcţie de configuraţia terenului;

d.2) → Sistemul de traductori ( conform notaţiilor din fig 3)

În frontul de captare ( canalul de punere la uscat)

→ poziţia vanei batardou;

→ poziţia vanei de perete;

→ poziţia vanei jaluzea;

→ nivelul apei pe pragul captării ( debit captat).

Fig. 3 Montarea traductorilor sistemului de monitorizare

În deznisipator → nivelul depunerilor.

În deznisipator → nivelul apei în secţiunea de control ( debit

captat )

În camera vanelor de spălare:

→ poziţia vanelor segment;

→ senzor semnalizare efracţie.

Observaţie. Tot aici sunt amplasate şi electroventilele pentru acţionarea

vanelor segment – utilizate pentru realizarea spălării automate sau de la distanţă.

Pe un stâlp metalic amplasat pe platforma captării;

→ nivelul precipitaţiilor;

→ temperatura aerului;

→ umiditatea relativă a aerului.

d.3) → Panouri solare - 2 buc. Amplasate pe stâlpul staţiei servesc pentru

alimentarea cu energie a staţiei funcţionând în tampon cu bateriile de acumulatori.

d.4) → Reţeaua de comunicaţii radio de date

1

234

5

Sistemul foloseşte transmisia radio pentru legătura unei captări secundare

direct cu centrul de dispecer sau prin intermediul unui retranslator.

Sistemul de monitzorizare produce orar un protocol cu datele de bilanţ ale

captării şi permite prin informaţiile oferite luarea unor decizii importante – comanda

spălării manuale a decantoarelor, trimiterea echipelor de intervenţie pentru curăţirea

grătarelor sau în caz de efracţie etc.

6. CONCLUZII

Captările secundare reprezintă părţi componente ale “ liniei tehnologice” de

producere a energiei electrice în centralele hidroelectrice.

Contribuţia captărilor secundare la concentrarea debitelor în lacurile de

acumulare este importantă la amenajările de pe cursurile superioare ale râurilor.

În amenajările hidroenergetice din România sunt în exploatare un număr de

158 de captări secundare şi 5 staţii de pompare energetică.

Contribuţia acestora la producţia de energie electrică obţinută în hidrocentrale

într-un an hidrologic mediu este de circa 2100 GWh..

În anul 2005, an hidrologic de excepţie, contribuţia captărilor secundare la

producţia de energie electrică a SC Hidroelectrica SA a fost de 2554 GWh iar pierderile

înregistrate au fost de circa 600 GWh.

Având în vedere contribuţia importantă pe care captările secundare o au la

producţia de energie a centralelor hidroelectrice şi valorile ridicate ale energiei pierdute

se poate concluziona că preocuparea pentru menţinerea în exploatare şi asigurarea unui

grad de captare cât mai ridicat trebuie să constituie o preocupare permanentă a

conducerilor tehnice din sucursale.

Ţinând seama că o parte din captările secundare prezintă o serie de deficienţe

de concepţie sau execuţie şi că nu au fost prevăzute cu instalaţii de automatizare şi

monitorizare, exploatarea acestora este dificilă necunoscându-se comportarea în timp

real şi momentul în care se impun intervenţiile.

De aceea modernizarea captărilor secundare constituie astăzi cea mai

profitabilă investiţie în domeniul hidroenergeticii.

7. BIBLIOGRAFIE [1] Radu Priscu - ,,Constructii hidrotehnice„ vol.2 - Editura didactica şi pedagogică 1976. [2] S.C.HIDROELECTRICA S.A. ,,Raport de exploatare 2005”