«Коксай» жобасы

«Коксай» жобасы

Орналасқан жері.

Көксай СЭС каскадының әкімшілік орналасуы: Жамбыл облысының Жуалы ауданы, Көксай трансшекаралық өзенінің сол жағалауына төселген арын құбыржолында; Тараз қаласынан батысқа қарай 84 км, Б.Момышұлы аудан орталығынан шығысқа қарай 25 км.

Көксай өзені туралы.

Көксай өзенінің су режимі бойынша мұздық-қармен қоректенуші өзендер тобына жатады.

Тауларда қар еруіне байланысты су шығындалуының артуы сәуірдің ортасынан басталады, ерте – сәуірдің басы, кешіккені – сәуірдің соңы. Судың ең жоғары жылдық шығындалуы маусымның ІІІ онкүндігі мен шілденің ІІ онкүндігі аралығында жұзеге асады, су тасқыны екі ерекше қарбалас кезде жиі болады: бірі маусымда, екіншісі шілде айында. Су тасқыны қарбалас кезеңдері саны 5-7 аралығында, сел жүруі қыркүйек айының соңы-қазанның басында тоқтайды. Су тасқынының орташа ұзақтығы 160 күн. Бұл уақыт ішінде жылдық пайдаланылған судың 75% дейін мөлшері ағып өтеді. Қазан айында өзен келесі жылдың сәуір айына дейін сақталатын сабалық қалпына келеді.

Су шығындалуы біртіндеп азаяды, ең төмен шығындалу деңгейі наурыз айының соңында анықталады. Қазан-қараша айларында жауын-шашынның көп болуына байланысты қысқамерзімді жаңбыр суы тасқындары орын алуы мүмкін.

Көксай өзенінің орташа жылдық су шығындауы 1980-93 жж. аралығында  (12 жыл) 1,19 м3 /с тең. Бақылаудың аз уақыты ішінде алынған орташа су шығындауы 1,19 м2 /с бақылау 73 жыл (1931, 1933, 1935-2005 жж.) жүргізілген Күркірексу өзені – Чон-Курчан шатқалының орташа су шығындауы байланысы кестесімен нақтыланды және 1,27 м3 /с тең шықты. Бұл есеп Көксай өзені үшін қалыпты ретінде алынды.

Сv мен Cs вариация және ассиметрия коффициенттері аналог бойынша (Күркірексу) сәйкесінше 0,16 және 0,32 болып қабылданды. Үшпараметрлі гамманың қисық ординаталары көмегімен Көксай өзенінде орташа жылдық су шығындауы үлестірімі келесідей болды: Q50%=1,25 м3 /с; Q75%=1,13 м3 /с; Q90%=1,02 м3/с. Көксай өзенінің пайдаланылған суды жыл ішінде үлестіруі ретінде 12 жыл (1980-1993 жж.) нақты бақылаудың орташа өлшемі алынды.

Көксай өзенінің ең жоғары жылдық су шығындауы тау мұздықтары мен қар тез еритін маусым-шілде айларына келеді. Аналог ретінде Ақсай өзенін бақылауға сәйкес, жылдық максимумға жететін орташа уақыт. Көксай өзенінің орташа максимум су шығындауы 1980-94 жж. қыста 4,12 м3 /с тең болды. Ең жоғары максимум 5,60 м2 /с 1985 жылы; ең төмен максимум 1,48 м3 /с 1982 жылы су тапшылығы кезінде  орын алды.

Көксай өзенінің максимум су шығындауын бақылау жылдары ішінде есептік максимумдар Көксай бассейнінен батыс жағында орналасқан аналог Ақсай өзенінің көмегімен алынды.

Көксай өзенінде ашық арна мен қысқа саба кезінде саба байқалады. Ашық арна кезеңінің сабасы тікелей қысқыға өтеді. Саба кезеңінде өзен суы негізінен жер асты суларымен толады. Бұл кезең суды аз шығындаумен сипатталады. Пайдаланылған минималды судың негізгі сипаттамасы ретінде ашық арна мен қысқы саба кезеңіндегі саба кезеңінің отызкүндік аз су мерзіміне сәйкес келетін орташа айлық шығын қарастырылады. Көксай өзенінде қатты су режимі байқалмады. Бұл ауданда салмақты салынды материалдары бар жалғыз өзен, 1956-80 жж. материалдары бар Күркірексу болып табылады. Алайда оның су жинауы  454 км2, бұл Көксай өзенінен 8 есе артық. Су режимінде айырмашылықтар бар, Жылда салынды суын үйлестіруге әсер ететін ең жоғары су толуы Күркірексуда шілде-тамыз айлары, Көксай өзенінде – маусым-шілде айларында орын алады. Атап өтетіні, екі өзен ұқсас физико-географиялық жағдайларда орналасқан көршілес Талас өзені  бассейнінің өзендері тәрізді салынды суын ең төмен үйлестіруімен сипатталады. Судың жылдық орташа лайлылығы 15 жылда Күркірексу да 130 г/м3. Көксай мен Күркірексу өзендерінің бассейндері лайлылығы 100 г/м3 шамалас.

Салмақты салындының түйірөлшемділікті құрамы Күркіреусу өз.-Чон-Курчан шатқалы суөлшеуіш постының мәліметтеріне ұқсас шамада сипатталады.

Су көкжиегін бақылау материалдарының болмауы есебінен Көксай өзенінің деңгейлік режимі осы ауданда орналасқан Күркірексу өзенінің мәліметтеріне негізделіп жасалған. Жалпы, деңгейлік режим су шығындалуы режиміне ұқсас. Айырмашылығы су арнасында қысқы уақытта мұздық қатуы әсерінен кептеліс пен арнаның қатуы, су деңгейінің жазда су тасқыны кезінен асып түсуі орын алатын қысқы айлар болып саналады. Қыста арна қабыршық мұз бен қардан тұратын мұзбен қатады. Қыста су деңгейінің көтерілуі 1,5-2,0 м жетуі мүмкін. Көксай өзенінде мұз қату қазан-қараша айларында тұрақты салқындаудан кейін байқалады. Алдымен өзенде қабыршақ мұз, кейін қарлы мұз, бауырлап жатқан мұз бен мұзқатқы пайда болады. Мұз қатуының орташа басталу уақыты өзен орналасу биіктігіне қарай қарашаның бірінші онкүндігіне, ерте- қазанның ІІІ онкүндігінің ортасына, соңы қарашаның ІІІ онкүндігінің соңына келеді. Мұз қатуының аяқталуы: орташа уақыты – наурыздың ІІІ онкүндігінің басы, ерте – наурыздың бірінші онкүндігінің басы, соңы – сәуірдің І онкүндігінің ортасы. Жылда мұз қату күндерінің орташа саны – 140, ең азы – 110.

Жергілікті жағдай: инфрақұрылым мен әлеуметтік-экономикалық орта.

Жақын аудан орталығы (20-35 километр) Бауыржан Момышұлы (қаз. Бауыржан Момышұлы атындағы,1992 ж. дейін – Бурное) – Қазақстандағы ауыл, Жамбыл облысы Жуалы ауданының әкімшілік орталығы, сонымен қатар Б. Момышұлы ауылдық округінің әкімшілік орталығы және жалғыз елді мекені. СЭС құрылысы орнынан ауылға дейін асфальттан бастап құмды жолға дейінгі әртүрлі жолдар бар.

Ауыл Тараздан оңтүстік-батысқа 60 км, Тянь-Шань, Қаратау мен Қырғыз жоталары тарамының  арасындағы Жуалы шоқысында, теңіз деңгейінен 1000 м биіктікте орналасқан. Ауыл арқылы Теріс өзені (Асы өзенінің тармағы) ағып өтеді.

Бурное теміржол станциясы Шымкент – Тараз желісі бойында орналасқан.

Баспахана, диірмен, ауыл шаруашылығы көліктерін жөндеу шеберханалары, май мен нан зауыттары, жүн иіру және тоқыма фабрикалары, нан қабылдау пункттері бар.

Ауыл арқылы Алматы – Ташкент автокөлік жолы өтеді.

Ауылдың заманауи атауы болып панфилов-батыр Бауыржан Момышұлының аты берілді.

1995 жылы батыр мұражайы мен мемориалды ескерткіші ашылды.

2016 жылдың 1 қаңтарындағы мәліметтерге сүйенсек, ауыл халқы 11241 адам (5695 ер адам, 5546 әйел адам) құрады.

Технологиялар.

СЭС барлық құрал-жабдықтары әлемде шағын су электр станциялары технологиялары саласының көшбасшысы, көпжылдық үздік тәжірибесі бар, әлемдік танымал австриялық «Global Hydro Energy GmbH» компаниясынан сатып алынды. Компания 100 кВт – 25 МВт қуатты Kaplan, Pelton және Francis турбиналарын бірінші деңгейлі өндіруші саналады.

Әртүрлі типті турбиналардың көмегімен электр энергиясын алу технологияларының бірнеше түрі бар:

Каплан турбинасы.

Су турбинасының сипаттамасы:

құлама (күш) үшін 1 – 18 м;

өзен/арна су электр станциясында суды максималды шығындау;

су қоймасымен көлденең және тігінен тура ағынды орындалуы;

құрастырма өлшемі 500 – 3200 мм, 4 немесе 5 қалақшамен;

Каплан турбинасының жұмыс дөңгелегінің қалақшасы қола немесе тот баспайтын болаттан жасалады;

жақсы ПӘК, сонымен қатар екісатылы реттеуді қолдану әсерінен ішінара жүктеу диапазонында Каплан турбинасы әлемдік деңгейде бәсекеге қабілетті.

Френсиса турбинасы.

Су турбинасының сипаттамасы:

күш – 50 – 300 м;

қуаты 100 – 3000 кВт;

құлама (күш) үшін 50 – 150 м;

типтік сериясы 3,8/4,8 – F 90;

суды тұрақты шығындауда жоғары ПӘК;

жұмыс дөңгелегі генератор білігіне орналасқан.

Көксай өзенінде су көлемін, жылдамдығы мен еңіс бұрышын ескеріп, жобада белсенді гидравликалық Пелтон турбинасы қолданылады.

Таңдалған технологияның сипаттамасы.

Шөмішті турбина (шетелдік атауы – Pelton Turbines, Пелтон турбинасы) құрастырмасы реактивті су турбиналары құрылғыларынан біршама ерекшеленеді, себебі су арнайы шүмек арқылы турбина қалақшасына тез ұшатын ағыс түрінде беріледі. Пелтон турбинасының қалақшалары қосойыс шөміш тәрізді ерекше нысанға ие – жүз су ағысын ортасынан екіге бөледі, бұл өз кезегінде шөміш жұмысының тиімділгін арттырады және қалақшаның тозуын баяулатады. Ағыс қалақшаға тиіп жанама өтетін болғандықтан, су турбина дөңгелегін жеңіл айналдырады. Дөңгелектің айналуынан кейін ағыс келесі қалақшаға соғады. Жұмыс су ағысының кинетикалық энергиясының түрленуі есебінен атмосфералық қысымда жасалады.

Шөмішті турбина әдеттегідей 40 қалақшадан құралады. Судың жоғары күші кезінде ағын жылдамдығы айтарлықтай төмен – шағын СЭС 5л/с басталып, үлкен СЭС 1 куб.м/с көрсетеді. Су шығыны көп болғандықтан, құбырлар шағын диаметрлі қылып жасалынады, ағыс-шөмішті су электр станциялары шағын өлшемге ие болады. Жоғары ағынға ағынды құбыр желісін қолдану арқылы таулы немесе жоталы жерлерде қол жеткізуге болады.

Шөмішті турбинаның жұмысын басқару шүмекті реттеумен жүзеге асады.

Шүмекті турбинаның қалақшасына жақын-алыс қозғау  немесе оның өту қимасын өзгерту арқылы су ағыны жылдамдығын реттеуге болады, бұл сәйкесінше турбина айналу жылдамдығы мен су электр станциясының шығару қуатын өзгертуге мүмкіндік береді.

Турбина қалақшаларына әрдайым үлкен қысымды су ағыны берілетіндіктен, шөміштер уақыт өте келе тозады. Мұны егер суда көптеген түрпі түйіршіктер байқалған кезде анықтауға болады. Тозуға қарсы тұру үшін әдетте шөміштерді вольфрам карбиді немесе жоғарықосындыланған құймадан жасайды. Соңғы уақытта шағын су электр станциялары пластик немесе үйлесімді материалдардан жасалған қалақшаларды қолдануда. Олар төмен ресурсқа ие болғанымен, турбина құрастырмасы тез тозған, алайда арзан шөміштерді тез уақыт аралығында СЭС техникалық қызмет көрсетуге тоқтату кезінде жаңасына ауыстыруға мүмкіндік береді.

Pelton турбинасында соққы жүктемесі мен білік қисықтығын болдырмау үшін шөміш турбинаның корпусына бірқалыпты орнатылған әдетте бір емес, бірнеше шүмек орнатылады. Классикалық құрастырмада – турбинада көлденеңінен екі шүмек, тігінен алты шүмек орналасады. Тәжірибелік зерттеулерден алтыдан артық форсунка қолдану турбинаның қосу кезінде артық қарсылық танытып, қиындық тудыратындығын көрсетті.

Пелтон шөмішті турбинасының ең үлкен артықшылығы оның жоғары тиімділігі 95% жетеді.

Шағын су электр станциясында қолдана отырып, ПӘК 90% қол жеткізуге болады. Бірнеше шүмекті қолдану арқылы турбина тиімділігі ағынның толық емес жылдамдығы кезінде де жоғары деңгейде болады. Мұндай су электр станциясының тағы бір артықшылығы  турбина мен генератор бір білікке орнатылатын немесе беріліс қорабы немесе жетек желісінсіз өзара иілгіш қосындымен жалғасатын СЭС қарапайым құрастырмасы. Ағынның жоғары жылдамдығы 600 км/сағ дейін турбинаны минутына 3000 дейін айналым жасауға мүмкіндік береді. Құрал-жабдық пен су электр станциясына қызмет көрсету құнының арзандауынан бөлек, аралық жетекті алып тастау есебінен орны толмайтын энергияның   2-7% сақтап қалуға мүмкіндік туады.

Жоба 17,84 МВт/сағ қуатты шағын СЭС каскады құрылысын қарастырады.

Жобаны іске асыру аясында бүгінгі күні жасалды:

  • Электр энергиясын өндіру үшін Көксай өзенінен суландырғыш су таратқашты қолдануға техникалық шарттар;
  • Техникалық-экономикалық ұсыныстар;
  • Қуат беру сұлбасы («KEGOC» АҚ және жергілікті атқарушы органмен келісу, алу);
  • СЭС каскадын жобалаудың архитектуралық-жобалау тапсырмасы;
  • 35 кВт желісіне СЭС қосуға техникалық шарттар;
  • Қазақстан Республикасының Инвестициялар және даму министрлігінің Инвестицилар комитетімен артықшылық ұсынуға инвестициялық келісім-шартқа қол қойылды;
  • СЭС құрылысының бірінші және екінші кезегі үшін құрал-жабдық жасатылды;
  • Құрылыс-монтаж жұмыстары жасалынып жатыр.
Артқа