DE102015220745A1

DE102015220745A1 - Process for water treatment in a hydroelectric power station

Info

Publication number: DE102015220745A1
Application number: DE102015220745.5A
Authority: DE
Inventors: Ion Alcaz
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2016-08-04

Abstract

Verfahren zur Wasseraufbereitung, welches in einem Wasserkraftwerk zur Anwendung kommt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Kontinuierliche Messung von Kenngrößen der Wasserqualität im Oberwasser des Wasserkraftwerkes (V1); Vergleich der Kenngrößen mit festgelegten Bereichsgrenzen (V2); bei Über- oder Unterschreitung der Bereichsgrenzen Einleitung von wasserqualitätsverbessernden Substanzen in der Nähe der Turbine des Wasserkraftwerkes (V3), wobei die Substanzen flüssig oder in Flüssigkeit gelöst oder aufgeschwemmt eingeleitet werden, und die Menge der pro Zeiteinheit eingeleiteten Substanzen in Abhängigkeit von der Menge des Wassers eingestellt wird, welches die Turbine pro Zeiteinheit passiert.Process for the treatment of water used in a hydroelectric power plant, the process comprising the following steps: Continuous measurement of water quality parameters in the upper water of the hydroelectric power plant (V1); Comparison of the parameters with specified range limits (V2); when exceeding or falling below the range limits introduction of water quality improving substances in the vicinity of the turbine of the hydroelectric power plant (V3), wherein the substances are liquid or dissolved in liquid or suspended, and the amount of substances introduced per unit time depending on the amount of water is set, which passes the turbine per unit time.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasseraufbereitung, welches in einem Wasserkraftwerk zur Anwendung kommt.The present invention relates to a process for water treatment, which is used in a hydroelectric power plant.

Die Qualität des Wassers, das ein Wasserkraftwerk passiert, ist manchmal nicht optimal für Flora und Fauna. Dabei ist es nicht das Wasserkraftwerk, das die Wasserqualität beeinträchtigt, vielmehr ist das Wasser bereits bevor es in das Wasserkraftwerk einläuft von verbesserungswürdiger Qualität. The quality of the water that passes through a hydroelectric power plant is sometimes not optimal for flora and fauna. It is not the hydroelectric power plant that affects the water quality, but the water is already before it enters the hydroelectric power station of quality to be improved.

In Bezug auf den Sauerstoffgehalt des Wassers ist es schon seit langem bekannt, dass ein Wasserkraftwerk zur Verbesserung der Wasserqualität beitragen kann. So beschreibt beispielsweise die US 5924842 eine Wasserturbine, mit welcher der Sauerstoffgehalt des passierenden Wassers erhöht werden kann.With regard to the oxygen content of the water it has long been known that a hydroelectric power station can contribute to improving the quality of the water. For example, describes the US 5924842 a water turbine with which the oxygen content of the passing water can be increased.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren anzugeben, welches in einem Wasserkraftwerk zur Anwendung kommt, und geeignet ist die Wasserqualität in Bezug auf weitere Kenngrößen als lediglich den Sauerstoffgehalt zu verbessern. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The inventor has set itself the task of specifying a method which is used in a hydropower plant, and is suitable to improve the water quality in terms of other characteristics than merely the oxygen content. The object is achieved by a method having the features of claim 1.

Der Erfinder hat sich von dem Gedanken leiten lassen, dass die Wasserqualität in Bezug auf die meisten Kenngrößen durch die Einleitung von Flüssigkeiten oder in Flüssigkeit gelösten oder aufgeschwemmten Substanzen verbessern lässt. Es ist dabei von erheblicher Wichtigkeit, die Konzentration der eingeleiteten Substanzen sehr genau zu kontrollieren, da eine Überkonzentration zu einer Verschlechterung der Wasserqualität führen kann. Es ist außerdem sehr wichtig, dass die Substanzen gut verteilt werden. So ist es unmittelbar einleuchtend, dass, wenn Substanzen lediglich mit einem Rohr in ein Gewässer gepumpt werden, sich eine große Konzentrationsinhomogenität einstellen wird. Lokal kann dabei die Konzentration der eingeleiteten Substanzen so hoch sein, dass Wasserlebewesen an diesen Orten massiv beeinträchtigt werden. Der Erfinder hat erkannt, dass die genannten Substanzen zur Wasserverbesserung sehr gut in der Nähe der Turbine eines Wasserkraftwerks eingebracht werden können, da die Wasserturbine für eine sehr gute Durchmischung des durchfließenden Wassers sorgt. So können die Substanzen mit homogener Konzentration in ein Gewässer ausgebracht werden. The inventor has been guided by the idea that water quality can be improved with respect to most parameters by the introduction of liquids or substances dissolved or suspended in liquid. It is of considerable importance to control the concentration of the substances introduced very precisely, since an overconcentration can lead to a deterioration of the water quality. It is also very important that the substances are well distributed. Thus, it is immediately obvious that when substances are pumped into a body of water with only one pipe, a large concentration inhomogeneity will occur. Locally, the concentration of the substances introduced can be so high that water organisms are massively impaired at these locations. The inventor has recognized that the said substances for water improvement can be introduced very well in the vicinity of the turbine of a hydroelectric power plant, since the water turbine ensures a very good mixing of the water flowing through. Thus, the substances can be applied with homogeneous concentration in a body of water.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte:

1. Kontinuierliche Messung von Kenngrößen der Wasserqualität im Oberwasser des Wasserkraftwerkes.
2. Vergleich der Kenngrößen mit festgelegten Bereichsgrenzen
3. Bei Über- oder Unterschreitung der Bereichsgrenzen Einleitung von wasserqualitätsverbessernden Substanzen in der Nähe der Turbine des Wasserkraftwerkes, wobei die Substanzen flüssig oder in Flüssigkeit gelöst oder aufgeschwemmt eingeleitet werden, und die Menge der pro Zeiteinheit eingeleiteten Substanzen in Abhängigkeit von der Menge des Wassers eingestellt wird, welches die Turbine pro Zeiteinheit passiert.

The method according to the invention comprises the following steps:

1. Continuous measurement of water quality parameters in the upper water of the hydroelectric power station.
2. Comparison of the parameters with specified range limits
3. When exceeding or falling below the range limits introduction of water quality improving substances in the vicinity of the turbine of the hydroelectric power plant, wherein the substances are liquid or dissolved in liquid or suspended, and set the amount of substances introduced per unit time depending on the amount of water which happens to the turbine per unit of time.

Optional kann noch im Unterwasser des Wasserkraftwerkes eine Messung von Kenngrößen der Wasserqualität erfolgen, um den Erfolg der beschriebenen Maßnahmen zur Verbesserung der Wasserqualität zu verifizieren bzw. die Menge an pro Zeiteinheit eingeleiteter Substanz anzupassen.Optionally, a measurement of parameters of the water quality can still take place in the underwater of the hydroelectric power station in order to verify the success of the measures described for improving the water quality or to adjust the amount of substance introduced per unit time.

Die beschriebenen Verfahrensschritte sind schematisch in 1 dargestellt. Dabei sind die oben beschriebenen Schritte 1. bis 3. mit V1 bis V3 bezeichnet. Der optionale Schritt ist mit V4 bezeichnet. The method steps described are schematically in 1 shown. The steps 1 to 3 described above are designated by V1 to V3. The optional step is labeled V4.

Als Kenngröße für die Wasserqualität kann z.B. der pH-Wert des Wassers in Frage kommen. In diesem Fall muss je nach Abweichung eine Säure oder eine Base ins Wasser eingeleitet werden. Es kann auch die Konzentration von toxischen Substanzen im Wasser gemessen werden. Bei Überschreitung einer oberen Grenze kann dann z.B. ein geeigneter neutralisierender oder absorbierender Stoff in Bezug auf die toxische Substanz eingeleitet werden. In Frage kommt in manchen Fällen z.B. in Wasser eingeschlämmte Aktivkohle. Die Maßnahmen können natürlich auch kombiniert werden. Es ist sogar denkbar, dass, wenn z.B. seltene Fischarten unter einem Mangel an Nährstoffen leiden sollten, geeignete Nahrung in Flüssigkeit eingeschwemmt und eingebracht wird.As a parameter for the water quality, e.g. the pH of the water come into question. In this case, depending on the deviation, an acid or a base must be introduced into the water. It can also measure the concentration of toxic substances in the water. If an upper limit is exceeded, then e.g. a suitable neutralizing or absorbing substance with respect to the toxic substance. In question, in some cases, e.g. Activated carbon slurried in water. Of course, the measures can also be combined. It is even conceivable that if e.g. rare fish species should suffer from a lack of nutrients, suitable food is submerged in liquid and introduced.

Als Mittel für die Einleitung kommen z.B. Rohrmündungen in der Nähe der Turbine in Frage – vorzugsweise in Bezug auf die Durchflussrichtung der Turbine oberhalb der Turbine gelegen, z.B. am Leitrad. Aber auch bei einer Einleitung direkt unterhalb des Laufrades, wie z.B. am Laufradring oder im Saugrohr, ergibt sich eine gute Durchmischung. Eine sehr gute Durchmischung wird erreicht, wenn die Substanzen durch Kanäle eingebracht werden, die am Laufrad der Turbine (z.B. ähnlich den bekannten Turbinenbelüftungen durch die Welle) und vorzugsweise an den Laufschaufeln der Turbine ins Wasser münden. As means for the introduction come e.g. Pipe mouths in the vicinity of the turbine in question - preferably located with respect to the direction of flow of the turbine above the turbine, e.g. at the stator. But even with an introduction directly below the impeller, such as. on the impeller ring or in the intake manifold, there is a good mixing. Very good mixing is achieved when the substances are introduced through channels that open into the water at the impeller of the turbine (e.g., similar to the known turbine vents through the shaft) and preferably at the turbine blades.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 5924842 [0003]

Claims

Process for the treatment of water used in a hydroelectric power plant, the process comprising the following steps: Continuous measurement of water quality parameters in the upper water of the hydroelectric plant (V1); Comparison of the parameters with specified range limits (V2); when exceeding or falling below the range limits initiation of water quality improving substances in the vicinity of the turbine of the hydropower plant (V3), characterized in that the substances are liquid or dissolved in liquid or introduced flooded, and the amount of substances introduced per unit time depending on the Amount of water is set, which passes the turbine per unit time.

The method of claim 1, wherein the method comprises the step of: Measurement of water quality parameters in the underwater of the hydroelectric power plant (V4).

The method of claim 2, wherein the amount of substances introduced per unit time is adjusted based on the measured values in the underwater.