Prezentarea amenajarii hidroenergetice Sebes

Prezentarea amenajarii hidroenergetice Sebes

3.1. Prezentare generala

Schema complexa a AHE Sebes pe sectorul Oasa - Petresti

Raul Sebes este afluent al raului Mures si este amenajat pe o cadere de 971 m, cuprinsa intre nivelul retentiei normale a lacului Oasa (cota 1255 mdM) si localitatea Petresti (cota 284 mdM).

Schema de amenajare a raului Sebes cuprinde doua acumulari mari: Oasa incadrata in schema de amenajare a centralei hidroelectrice (CHE) Galceag, respectiv Tau, din schema de amenajare a CHE Sugag, ambele acumulari putand realiza o regularizare lunar - sezoniera a debitelor. Acumularile Obrejii de Capalna si Petresti, situate in aval de lacul Tau, au coeficienti de acumulare mai redusi, putand asigura o regularizare zilnic - saptamanala a debitelor si sunt incadrate in schemele de amenajare a CHE Sasciori, respectiv CHE Petresti.

Acumularea Petresti si CHE Petresti sunt situate la limita aval a sectorului amenajat, rolul principal al acumularii fiind de a redresa debitul uzinat in centralele din amonte pentru a nu se inregistra variatii mari si rapide de debit pe sectorul aval. Acumularea Petresti are si rolul de a asigura elasticitatea centralei pe durata mica de timp pana la pornirea centralei Sasciori, din amonte.

Barajul Petresti realizeaza o acumulare cu V_t = 1,2 mil.m³, cota retentiei normale fiind la 294 mdM.

Acumularea Petresti face parte din schema de amenajare a CHE Petresti (fig. 1), centrala la piciorul barajului, echipata cu 3 grupuri, avand un debit instalat de 2x26 + 1x2 m³/s si o putere instalata de 4,25 MW. Productia de energie conform proiectului este de 6 GWh/an. Datorita volumului redus, acumularea poate asigura independenta functionarii centralei Petresti si a consumatorilor de apa, fara aport din amonte, pe perioade scurte de timp.

In scopul redresarii debitelor uzinate in CHE Petresti pentru stoparea eroziunilor albiei raului Sebes, precum si pentru alimentarea cu apa a utilitatilor orasului Sebes, s-a studiat posibilitatea amplasarii unui baraj pentru realizarea unui lac redresor in aval de CHE Petresti, prevazut cu o microhidrocentrala (MHC) pentru uz 848i89i inarea debitelor regularizate de lac.

3.1.1. Amplasament

Lacul redresor Sebes este situat amonte de orasul Sebes si aval de barajul - centrala Petresti I, ultima treapta a AHE Sebes - aval CHE Sasciori CHE Peresti.

Nodul hidrotehnic Sebes este amplasat pe cursul inferior al raului Sebes, la o distanta de aproximativ 3,5 km de centrala - baraj Petresti si la o distanta de aproximativ 1,5 km de orasul Sebes

Regiunea in care barajul se afla la limita zonei muntoase colinare a masivului Sebes cu rama sudica a depresiunii Transilvaniei, in apropierea varsarii raului Sebes in raul Mures.

Din punct de vedere al reliefului, regiunea se afla in zona de influenta a muntelui si la limita de separare a altor doua unitati naturale distincte: Podisul Secaselor spre est si culuarul Muresului spre vest. In sud, regiunea se invecineaza cu Muntii Surianu, cunoscuti si ca Muntii Sebesului (Varful lui Patru- 2.130 m; Varful Surianu- 2.061 m).

Din punct de vedere administrativ, teritoriul afectat de constructiile proiectate se situeaza integral pe teritoriul judetului Alba

3.1.2. Descrierea functionala

Acumularea Sebes cuprinde un baraj stavilar dispus in frontul de retentie , in plan longitudinal, retentia este asigurata de ziduri si platforme.

Legatura dintre nodul central al amenajarii si maluri se realizeaza prin zidurile de racord mal stang si mal drept. Priza energetica este amplasata in imediata apropiere a culeei mal stang.

Barajul deversor ce asigura o retentie cu NNR 273.00 mdMN ,este de tip stavilar etajat cu trei deschideri echipate cu vane 4.00 x 4.00 m segment, si stavila clapeta 16.00 x 2.70 cu pile intermediare de 2,50 m grosime si cu culeele marginale de 3,00 m.

Disipatorul de energie este realizat in doua trepte , are o lungime totala de 58.00 m si se continua cu o rizberma mobila in lungime de 20.00 m

Camera mecanismelor este amplasata in corpul barajului.

3.1.3. Conditii geologice

Constitutia geologica a amplasamentului pune in evidenta prezenta a doua tipuri de formatiuni separate dupa varsta: cele cuaternare si roca de baza.

Aluviunile recente din albia minora, care au o grosime redusa (1 - 1,5 m) si un caracter grosier (pietris, bolovanis);

Terasa inferioara de pe malul stang, cu o grosime de 1 - 2 m;

Terasa superioara este bine dezvoltata pe ambele maluri, dar cu diferente de grosime si compozitie astfel :

- pe malul drept sunt nisipuri si pietrisuri groase de 1 - 2 m;

- pe malul stang sunt doua strate distincte: cel inferior (grosime 3 m) alcatuit din pietris, nisip si bolovanis si stratul superior (grosime 3 m) care este format din argila deluviala - coluviala.

3.1.4. Date hidrologice

Debitele maxime utilizate in calcule sunt debite in regim atenuat prezentate in tabelul de mai jos :

3.1.5. Lacul de acumulare redresor Sebes

Acumularea Sebes are un volum total de 750 000 mc .Pentru realizarea retentiei s-a adoptat in loc de diguri ,solutia zidurilor din beton.Aceasta solutie a fost impusa de situatia concreta existenta amplasament,constand in lipsa materialului de umplutura pentru corpul digurilor precum si de faptul ca zona este populata , malurile raului Sebes fiind delimitate de proprietati private.

Pe malul stang al acumularii , frontul de retentie se continua in amonte cu zidul mal stang ce are o lungime de 625.00 m , avand o inaltime ce variaza intre 4.60 m - 3.80 m .Zidul mal stang este din beton simplu si este prevazut cu etansare in profunzime cu ecran Kelly .Zidul este realizat din tronsoane in lungime de 10.00 m rosturile transversale dintre tronsoane sunt etansate cu banda PVC.In spatele zidului a fost prevazuta o umplutura din materiale locale care are rolul de a lesta zidul de sprijin si a asigura accesul la coronamentului zidului.La baza prismului de umplutura a fost prevazut un dren cu scopul de a colecta apele de infiltratii.

Zidul mal stang se continua cu o platforma din materiale locale avand o suprafata de aprox. 4.00 ha care asigura retentia pentru o lungime a malului de 445.00 ml.Umpluturile sunt realizate din excavatii in cuveta lacului si din zona frontului de retentie.

Pentru zona de la terminarea platformei pana la coada lacului retentia este asigurata de malurile naturale ale raului Sebes.

3.2. Partea mecanica a acumularii Sebes

3.2.1. Echipamente

3.2.1.1.Barajul Sebes

Barajul este de tip etajat, monolit, fiind alcatuit, din punct de vedere constructiv, dintr-o cuva cu radier general, doua pile intermediare si culei laterale in care se incastreaza timpanul si copertina pentru delimitarea orificiilor de evacuare a debitelor, respectiv golirile de fund si golirea de suprafata. La niveluri ale lacului sub 270,50 mdMN, debitele se evacueaza prin trei vane segment de fund 4 × 4 mp. La niveluri cuprinse intre 260,75 mdMN (cota superioara vane segment) si 270,50 mdMN (cota superioara copertina deversanta), retentia este asigurata de timpanul din beton armat. Dupa depasirea cotei 270,50 mdMN, apa deverseaza peste satavila clapeta 2,5 × 16 mp, in pozitie « culcata » si peste copertina.

Infrastructura barajului deverso r

Infrastructura barajului deversor este constituita din radierul barajului, fundat pe roca de baza, in excavatie, la o adancime de aproximativ 8,00 m fata de cota superioara a acesteia.

Radierul cu lungimea (amonte - aval) de 32,00 m, latimea (stanga - dreapta) de 28,50 m si o grosime in zona centrala de 7,50 m, are, in zona amonte, pentru asigurarea stabilitatii la alunecare si pentru reducerea gradientului apei infiltrate, un pinten de 2,00 m, la cota 249,00 mdMN. In zona centrala, talpa de fundare atinge cota 251,00 mdMN si coboara, spre zona de racord cu disipatorul de energie, la cota 249,00 mdMN.

Radierul se executa din beton cu dozaj de 225 kg ciment/mc, armat atat la partea superioara cat si la partea inferioara. Pe paramentul deversorului se toarna un strat de 50 cm de beton de uzura. Pentru a se realiza legatura cu roca de baza, pe fundatie se toarna un strat de 5 cm grosime de mortar de ciment cu dozajul 550 kg/mc, si un strat de beton de egalizare de 20 cm grosime, cu dozajul de 300 kg ciment/mc.

Suprastructura barajului deversor

Suprastructura barajului este constituita din culei, pile intermediare, timpan si copertina (placa deversanta).

Structura este de tip rigid, pilele si culeile fiind incastrate in radier, iar timpanul si copertina sunt incastrate in pile / culei.

Pilele si culeile se executa din BcH15 cu 240 kg ciment/mc si 40 kg armatura /mc beton iar timpanul si copertina din beton armat cu dozaj de 350 kg ciment/mc.

La fetele pilelor si culeilor sunt prevazute nise pentru ghidajele batardourilor si vanelor segment.

Culeile si pilele inglobeaza consolele (butonii) pentru reazemul articulatiilor vanelor segment.

Planurile din prezentul proiect contin cofrarea, armarea, accesele si dispunerea spatiilor tehnologice din culei si pile.

Culeea mal stang are o latime de 7 m, cu o ingrosare de 50 cm pe zona de

culisare a clapetei.

In culeea mal stang sunt amplasate priza energetica si camera mecanismelor.

3.2.1.2.Priza energetica a MHC Sebes

Priza energetica are radierul la cota 259,50 mdMN, cota superioara de admisie a apei in zona gratarului fiind 265,40 mdMN. Culeea inglobeaza conducta de aductiune a MHC, nisele gratarului si golurile de culisare a batardoului si vanei cu care este echipata conducta. Golurile niselor vor fi acoperite, la nivelul coronamentului, cu capace metalice si vor fi protejate cu balustrade pe toate laturile.

Masina de curatat gratare se amplaseaza pe culee, la cota coronamentului.

Priza si aductiunea (1,5 × 2 mp) au fost dimensionate pentru captarea si tranzitarea unui debit de 12 mc/s, debit ce urmeaza a fi instalat, intr-o etapa ulterioara, intr-o centrala hidroelectrica al carui amplasament va fi stabilit printr-un studiu ulterior. Priza are deschiderea de 4 × 5,9 mp, deschidere impusa de asigurarea vitezei la gratar.

La rostul culeei cu zidul disipatorului, conducta de aductiune se etanseaza pe contur, cu doua randuri de banda din PVC O32.

Componenta :

1. masina de curatat gratare (inclusiv banda transportoare);

2 .vana plana BxH/Ha = 1,5x2,0/13,5 - cu urmatoarele componente:

a) ghidajele vanei sunt amplasate pana la cota 275,00;

b) mecanismul de actionare - electromecanic;

3 .batradou BxH/Ha = 1,5x2,0/13,5

a) ghidajele batardoului sunt amplasate pana la cota 275,00 ;

b) grinda de manevra ;

4. confectii metalice diverse.

3.2.1.3.Priza pentru alimentarea cu apa a orasului Sebes

Prelevarea debitului de 1 mc/s din lacul redresor Sebes se va face printr-o priza prevazuta in culeea mal drept, cu radierul la cota 265,30 mdMN. Priza va alimenta gravitational canalul deschis existent printr-o caseta de beton cu dimensiunile interioare 1 × 1 mp si o conducta din tuburi de beton tip PREMO Ø 1000 mm ce debuseaza in canal prin intermediul unei camere de racord amplasate sub radierul acestuia. Cota radierului canalului in punctul de racord este 265,25 mdMN.

Componenta :

1 gratar des, mobil, vertical 1x2 - 50/4 - cu urmatoarele componente:

a) ghidajele gratarului sunt comune cu cele ale batardoului ;

b) tijele de manevra a gratarului si a batardoului;

2 vana plana BxH/Ha = 1x1,2/7,7 - cu urmatoarele componente:

a) ghidaje vana

b) mecanismul de actionare manual;

3 confectii metalice diverse.

3.2.2. Descrierea functionala

3.2.2.1.Barajul Sebes

Barajul Sebes este prevazut la partea superioara cu o stavila clapeta BxH = 16x2,7 cu rolul de reglare a nivelului apei in lacul de acumulare si de evacuare a viiturilor si al plutitorilor (descarcatorul de suprafata). Stavila este deversanta avand ca pozitie normala de lucru: "pozitia inchis" (ridicata - pe pozitie). Stavila clapeta va avea etansare laterala si pe prag. Piesele inglobate in beton ce asigura zonele de etansare sunt incalzite. Instalatia de incalzire cu principiul de functionare "transfer termic" are la baza circulatia fortata a agentului termic prin piesele inglobate. Instalatia de incalzire poate functiona in regim automat sau manual.

Instalatia de actionare a stavilei clapeta poate fi una clasica (cu actionare hidraulica) sau una de ultima generatie, actionarea fiind asigurata de saci elastici pneumatici.

Cele doua tipuri de actionari determina deosebiri importante atat in constructia stavilelor cat si in partea de constructii. In continuare este prezentata o comparatie a celor doua tipuri de stavile (s.a.h. = stavila cu actionare hidraulica si s.a.p. = stavila actionata cu saci elastici pneumatici):

a) Corpul stavilei:

- s.a.h. - Corpul este compus din platelaj si rigidizari pt. rezistenta la solicitari. Structura de rezistenta (cheson) este confectionata dintr-un intreg rezistent la eforturile date de apa si servomotor. Constructia este complicata si are o masa mare;

- s.a.p - Platelaj suplu format din mai multe elemente imbinate elstic, sub platelaj sunt sacii elastici care distribuie linear, pe lungimea pragului, eforturile date de apa. Masa stavilei este circa 25% din masa stavilei cu servomotor;

b) Piese inglobate:

- s.a.h. - Sunt cele cunoscute. Necesita ancorare solida pe prag in dreptul articulatiilor;

- s.a.p - Panoul stavilei este prins elastic la prag si nu cere armare deosebita. Sunt necesare a se ingloba tevi de acces aer comprimat la sacii elastici;

c) Actionarea:

- s.a.h. - Hidraulica, cu servomotor la circa 200 bari. La grupul de actionare al vanelor segment se ataseaza inca un grup de pompare + grup aparate servomotor + conducte etc;

- s.a.p - Pneumatica cu saci elastici plasati sub platelajul stavilei (cate un sac sub fiecare element de platelaj) - la circa 2,5 bari. Necesita electro-compresor si grup de prelucrare al aerului comprimat + conducte etc. Se elimina riscul de poluare cu ulei;

d) Partea de constructii:

- s.a.h. -

= sarcina hidrostatica este transmisa ca forta concentrata, prin intermediul servomotorului la podeaua camerei servomotoarelor;

= servomotorul strapunge tavanul camerei din locul unde el este fixat, cu dezavantajele cunoscute (infiltratiile ce apar in camera servomotoarelor vanelor segment);

- s.a.p -

= sarcina hidrostatica este transmisa de la platelaj la sacii elastici si de aici la tavanul camerei servomotoarelor vanei segment ca sarcina uniform distribuita;

= tavanul camerei servomotoarelor vanelor segment nu este strapuns de nici o componeta a stavilei, astfel ca acesta camera ramane complet uscata;

e) Executie:

- s.a.h. - Toate elementele stavilei se executa in tara;

- s.a.p. - Toate elementele stavilei sunt de import. Stavila este fabricata in S.U.A. si are punctul de distributie, pentru Europa, in Norvegia;

f) Montaj:

- s.a.h. - Dificil, sunt probleme de centrare, durata mare in timp;

- s.a.p. - Comod, rapid, dar necesita asistenta tehnica a producatorului. Montajul se poate efectua si dupa realizarea constructiei;

g) Mediu:

- s.a.h. - Posibilitatea contaminarii apei cu ulei in cazul spargerii unui furtun de la actionarea servomotorului;

- s.a.p. - Nu afecteaza calitatea apei;

h) Intretinere si exploatare:

- s.a.h. -

= problemele sunt cunoscute. Exista personal calificat, dar lucrarile de intretinere necesita utilaje pt. ridicat de tonaj mare la scoaterea corpului stavilei sau a servomotorului din amplasament;

= reglajul de nivel este dificil si costisitor;

= mentinerea nivelului in lac se realizeaza prin repompare (pornirea unui grup hidraulic);

- s.a.p. -

= personalul de exploatare va trebui scolarizat de producator. Lucrarile de intretinere nu necesita utilaje specializate;

= reglajul de nivel se realizezaa simplu si eficace;

= mentinerea nivelului in lac se realizeaza prin pornirea unui compresor (rar in timp, pierderile de aer sunt mici) ceia ce este mai simplu si mai putin costisitor;

= rezistenta antivandalism

i) Fiabilitate:

- s.a.h. - Cunoscuta;

- s.a.p. - Nu se cunoaste din practica curenta, dar solutiile constructive simple conduc la concluzia ca fiabilitatea este ridicata.

Costurile stavilei actionata cu saci elastici pneumatici au la baza oferta producatorului, cuprinzand si transportul din Norvegia in Romania.

In prezentul proiect sunt prezentate cele doua variante de stavila:

- varianta I: stavila clapeta cu actionare hidraulica;

- varianta a II-a: stavila clapeta actionata cu saci elastici. La aceasta varianta, care pana in prezent nu a fost montata in tara.

Revizia stavilei se are in vedere a fi efectuata prin coborarea nivelului in lac cu minim 50cm sub cota pragului de etansare a stavilei.

Golirea de fund a barajului este echipata cu trei vane segment BxH/Ha = 4x4/16 actionate hidraulic. Pozitia normala de lucru este "pozitia inchis". Lagarele (articulatiile) vanelor segment se prind de grinzi de beton aflate in pile si culei. Piesele inglobate ale vanelor nu sunt incalzite. Grupurile de actionare hidraulica a vanelor segment si grupul de actionare al stavilei clapeta sunt plasate intr-o camera sub coronament in culeea mal stang. Punerea la uscat a fiecarei vane segment se poate face cu ajutorul unui batardou BxH/Ha = 4(3x1,95)/16, format din trei elemente. Manevrarea elementelor de batardou se va efectua de o macara portal de 5 tf cu ajutorul unei grinzi de manevra. Pentru aceste batardouri este prevazut un depozit.

Alimentarea cu energie electrica in cazul unei caderi de tensiune va fi asigurata de un grup electrogen de 125 kVA, plasat in blocul tehnic.

3.2.2.2.Priza energetica a MHC Sebes

Priza energetica este plasata in culeea mal stang a barajului si va asigura alimentarea cu apa a unei centrale hidroelectrice cu un debit instalat de 12 m³/s. Admisia apei in priza se face printr-un gratar des, inclinat 6,0x4,0 - 50/4. Curatarea gratarului de materialul retinut de gratar se va efectua cu ajutorul unei masini de curatat gratare. Masina de curatat gratare cu brat telescopic va functiona in regim automat sau (temporar) manual. Evacuarea materialului colectat de masina se va face catre un container de colectare de o banda rulanta situata, ca si masina de curatat gratare, la cota coronamentului (face parte din furnitura masinii).

Admisia apei in priza este controlata de o vana plana in put umed BxH/Ha = 1,5x2,0/12 cu actionare electromecanica (are si posibilitatea de actionare manuala). Punerea la uscat a vanei se poate face cu ajutorul unui batardou BxH/Ha = 1,5x2,0/12. Batardoul se manevreaza de catre macaraua portal prevazuta la baraj, prin intermediul unei grinzi de manevra.

3.2.2.3. .Priza pentru alimentarea cu apa a orasului Sebes

Priza de apa este plasata in culeea mal drept a barajului si va asigura alimentarea cu apa a utilitatilor orasului Sebes cu eliberarea unui debit de servitute. Admisia apei in priza se face print-un gratar des, vertical, mobil 1,0x2,0 - 50/4. Admisia apei in priza este controlata de o vana plana in put umed BxH/Ha = 1x1,2/7,7 cu actionare. Punerea la uscat a vanei se poate face cu ajutorul unui batardou BxH/Ha = 1x2,0/7,7, batardou ce se monteaza in locul gratarului. Batardoul se manevreaza cu ajutorul unei grinzi de manevra.