Кротон Дам (Мичиган) - Croton Dam (Michigan)

Эта статья о плотине на реке Маскегон в Мичигане. О плотине на реке Кротон в Нью-Йорке см. Плотина Нью-Кротон.
Кротонская плотина
Кротонская плотина Река Маскегон Dscn1080 cropped.jpg
Кротонская плотина и гидроэлектростанция
Официальное названиеКротонская ГЭС
СтранаСоединенные Штаты
Место расположенияCroton Township, Newaygo County, Мичиган
Координаты43 ° 26′14 ″ с.ш. 85 ° 39′50 ″ з.д. / 43,43722 ° с.ш. 85,66389 ° з.д. / 43.43722; -85.66389Координаты: 43 ° 26′14 ″ с.ш. 85 ° 39′50 ″ з.д. / 43,43722 ° с.ш. 85,66389 ° з.д. / 43.43722; -85.66389
ЦельМощность
Положение делОперативный
Строительство началось25 июня 1907 г.
Дата открытия3 сентября 1907 г.
Владелец (и)Потребители энергии
Плотина и водосбросы
Тип плотиныНабережная, насыпь
КонфискованыРека Маскегон
Высота40 футов (12 м)
Длина370 футов (113 м)
Ширина (гребень)20 футов (6 м)
Ширина (основание)800 футов (244 м)
Объем плотины104,000 куб. Ярдов (79,514 м3)[1]
Резервуар
СоздаетКротонское водохранилище
Общая вместимость22095 акров-футов (27 253 781 м3)
Площадь поверхности1209 акров (489 га)
Электростанция
Дата комиссии1907/1915
ТипРусло реки
Турбины2 x 4,4 МВт Типа Фрэнсиса[2]
Установленная мощность8.85 МВт
Кротонская ГЭС
Кротонская плотина Brian.H Flickr 102843790 9ae9b1a96d o.jpg
Электростанция Кротонской плотины с юго-восточной стороны нижнего бьефа
Кротон-Дам (штат Мичиган) находится в штате Мичиган.
Кротон Дам (Мичиган)
Расположение в штате Мичиган
Кротон Дам (штат Мичиган) находится в США.
Кротон Дам (Мичиган)
Кротон Дам (Мичиган) (США)
АрхитекторУильям Д. Фарго
Ссылка NRHPНет.79001165[3]
Знаменательные даты
Добавлено в NRHP8 августа 1979 г.
Назначенный MSHS16 августа 1979 г.

Кротонская плотина (или же Кротонская ГЭС) заполненный землей набережная плотина и электростанция комплекс на Река Маскегон в Croton Township, Newaygo County, Мичиган. Он был построен в 1907 году под руководством Уильяма Д. Фарго компанией Grand Rapids - Muskegon Power Company, предшественником Потребители энергии.[3][4] Плотина высотой 40 футов (12 м) удерживает 7,2 млрд галлонов США (6 млрдимп. гал / 27 миллиардов литров воды в его водохранилище площадью 1209 акров (489 га) и способна производить 8 850 киловатт при пиковом оттоке.[5][6] Он был внесен в список Национальный реестр исторических мест в 1979 г.[3]

История

История Кротонской плотины переплетается с историей Уильям А. Фут (1854–1915) и Джеймс Б. Фут (1867–1924), братья из Адриан, Мичиган, с растущей империей электроэнергии, вместе с Уильямом Г. Фарго, Джексон Инженер-строитель, проектировавший аналогичные гидроэлектростанции на Среднем Западе.[1][7]

Уильяму А. Футу было 30 лет. мельница оператор в Адриан, Мичиган в 1884 году, когда, что было тогда обычным явлением, он предоставил место и мощность на валу от его мельничного колеса до Томсон-Хьюстон, местного предприятия электроэнергетики, чтобы зажечь 12 уличных фонарей. Очарованный потенциалом, в течение года он заручился поддержкой своего тогдашнего 17-летнего брата Джеймса и переехал в Джексон, Мичиган, а в 1886 году они совместно основали Jackson Electric Light Works (компанию-предшественницу Потребители энергии ), который начался с электрического освещения центра Джексона.[8] Братья Фут основали аналогичные городские компании в Батл-Крик и Адриан в течение нескольких лет. Во многих случаях дамбы, уже построенные для мельниц, лесопилок и т.п., были переоборудованы для электрических генераторов, но в некоторых случаях были построены новые дамбы. По мере того, как знакомство с технологией и самой технологией улучшалось, масштабы проектов становились все более амбициозными.

Проекты-предшественники

Первые проекты братьев Фут в Джексоне, Батл-Крике и Адриане, как и большинство проектов электроэнергетики до 1900 года, были созданы для уличного освещения с некоторым ограниченным освещением жилых и деловых помещений. Поскольку передача электроэнергии на большие расстояния не была хорошо изучена, они располагались недалеко от обслуживаемых городов. Но спрос на электроэнергию рос, среди прочего, благодаря появлению трамвай и более широкое промышленное использование электроэнергии, превышающее возможности малых рек и существующих плотин. Поэтому искали реки побольше. В 1898 году братья Фут, работая с партнером по проектированию Фарго, построили Плотина Троубридж через Река Каламазу для снабжения города Каламазу.[7] Плотина находилась недалеко от Аллеган, примерно в 25 милях (40 км) от города, неслыханное расстояние в то время, и был первым крупным гидроэлектрическим проектом в Западном Мичигане.[7][9] Плотина Троубридж, изначально страдающая от потери мощности во время передачи и других проблем, успешно обеспечивала электроэнергией большую площадь, чем предыдущие плотины, после того, как братья Фут продвинули современное состояние в области строительства. изоляторы и оборудование для передачи электроэнергии.[9]

Плоть Маскегона

Расположение плотины Кротон (красная точка). Маленький Маскегон приходит с востока, а Маскегон течет с севера на юг.
Винтажная открытка с изображением электростанции Кротонской плотины (до 2-х гидроагрегатов, добавленных в 1915 г.)

Великие пороги был большим рынком электроэнергии, на который Footes затем обратили свое внимание. Фарго сообщил братьям Фут о возможных местах расположения гидроэлектростанций на Река Маскегон, который имеет второй по величине отток внутри страны (не Великие озера соединяющая) река Мичиган после Гранд Ривер (который имеет больший бассейн и самый большой сток внутренних рек Мичигана).[10][11] В отличие от Grand, Muskegon не судоходный, поэтому плотины не вызовут затруднений с речным движением. Через дочернюю компанию своей холдинговой компании Сила Содружества, Гранд-Рапидс - Маскегон Пауэр Компани, в 1904 году они заказали строительство Роджерс Дам и плотина Кротон на Маскегоне, а также плотина Уэббер на реке Гранд.[12] Роджерс, расположенный выше Кротона, был построен первым в 1906 году, но Кротон, расположенный там, где Малый Маскегон присоединяется с востока, был более амбициозным проектом. Одна треть деревни Кротон будет затоплена водохранилищем, поскольку оно начало заполняться в августе 1907 года.[4] Уильям Д. Фарго был отправлен наблюдать за строительством и исполнял обязанности главного инженера.[3]

Строительство

Фарго разработал новые методы строительства дамб земляных насыпей на фундаментах из мягких грунтов, в которых использовались гидравлический затвор. Плотина была построена летом, с 25 июня по 3 сентября 1907 года. Первыми были построены гидроузлы и водосбросные участки плотины с использованием традиционных современных инженерных решений.[1][13]

Затем Фарго построил насосную станцию ​​с семью роторными насосами с электроприводом, чтобы перекачивать речную воду по 10-дюймовому (250 мм) трубопроводу к обрыву на высоте около 110 футов (34 м) над рекой Маскегон. Уменьшение диаметра до 4 дюймов (100 мм) увеличивало давление примерно до 80 фунтов на квадратный дюйм, и вода подавалась в форсунки через гибкие резиновые шланги. Струи воды под высоким давлением уносили смесь почвы и воды в железные желоба, по которым материал перемещался на расстояние около 800 футов (240 м) с небольшим понижением назад к месту плотины. По мере осаждения материала он наслаивался, и воде позволяли стекать, уплотняя его. На этом этапе реке было разрешено протекать через желоба электростанции и выходить из водосброса.[1][13]

Секция генератора электростанции, демонстрирующая оригинальные генераторы Westinghouse
Турбинная секция электростанции с новыми вертикальными генераторами

Кротонская плотина - один из первых примеров использования этой техники к востоку от реки Миссисипи. Основным преимуществом метода гидравлической промывки была его стоимость. Общая стоимость строительства насыпи длиной 370 футов (110 м), которая содержала 104 000 кубических ярдов (80 000 м3) материала составила всего 7 076 долларов, или около 7 центов за кубический ярд перемещенного материала. Фарго также использовал этот метод для строительства насыпи площадью 20 000 кубических ярдов (15 000 м3) для автомобильного моста через реку Маскегон сразу вниз по течению от плотины. Заливка, построенная Фарго для подъезда к автомобильному мосту, стоила примерно столько же.[1][13]

Электростанция Кротона состоит из двух смежных асимметрично связанных зданий: здания генератора на западе и здания турбины на востоке, расположенных в форме буквы L. Около 3000 дубов деревянные сваи поддерживайте бетонный фундамент, стены по периметру опираются на сваи из листовой стали, которые также предотвращают проникновение воды в фундамент. Два здания имеют высоту около 60 футов (18 м) с фермами Уоррена, поддерживающими крыши, и простираются примерно на 150 на 80 футов (46 на 24 м).[14]

Две железобетонные подпорные стены простираются на 40 футов (12 м) вверх по течению от северо-восточного и северо-западного углов здания генератора, образуя треугольник и служат якорем для плавающей стрелы для мусора, которая удерживает отходы от ям турбин. Подобный треугольник образован двумя подпорными стенами из железобетона, простирающимися на 50 футов (15 м) вниз по реке от южной стороны здания генератора. Бетонная подпорная стена простирается еще на 140 футов (43 м) к югу от вершины этого треугольника.[14]

Когда здание генератора впервые было введено в эксплуатацию, в нем находилось два Westinghouse горизонтальные генераторы, изначально рассчитанные на 6600 вольт, работающие при 225 об / мин и производящие трехфазный переменный ток 60 циклов. Их приводили в движение турбины. Напряжение было повышено до 100 000 вольт с помощью трех соединенных треугольником трансформаторов с масляным охлаждением мощностью 3 000 киловатт. Они регулировались масляными переключателями, а трансформаторы и переключатели размещались в южной части здания генератора.[14]

Кротонская плотина и ГЭС были построены в 1907 году, а 7 сентября 1907 года состоялось торжественное открытие в поселке (им. Кротон-он-Гудзон, Нью-Йорк ).[12] Современные отчеты сообщают, что "мэр Гранд-Рапидса Джордж Эллис и большой контингент городских и деловых чиновников отправились на север, в деревню Кротон на специальном поезде. После осмотра большой плотины они остановились на близлежащем поле для прекрасного ужина, а затем сигары и дружеская игра в бейсбол ".[4]

Чтобы обеспечить эффективную передачу энергии на расстояние более 50 миль (80 км) до Гранд-Рапидс, необходимо напряжение 100000 вольт. Напряжение Линия была построена, тогда ЛЭП самого высокого напряжения в мире. Доктор Чарльз Стейнмец, "волшебник" General Electric, побывал на месте и провел испытания линий электропередачи в 1908 году.[6] В начале 1909 года напряжение в сети было увеличено до 110 000 вольт.[14]

Модификации

В 1915 году была проведена значительная реконструкция и расширение генерирующих мощностей. Были добавлены дополнительные турбины и генераторы, стирая различия между зданиями. В здании генератора есть пары Аллис-Чалмерс четырехуровневые горизонтальные турбины для привода горизонтальных генераторов Westinghouse. Каждая пара турбин рассчитана на 4000 лошадиных сил при работе со скоростью 225 об / мин с гидравлическим напором 39 футов (12 м). Рабочее напряжение двух оригинальных горизонтальных генераторов Westinghouse было увеличено до 7500 вольт с соответствующим увеличением линейного напряжения со 110 000 до 115 000 вольт.[14]

Здание турбины было изменено, чтобы разместить больше оборудования, что привело к перестановке стен, чтобы увеличить его и добавить к нему фронтон, похожий по внешнему виду на здание генератора. Он имеет гораздо более высокий этаж, чем здание генератора, и имеет пару вертикальных турбин / генераторных установок.[14]

Западная подстанция добавлена ​​в 1930 г.

Трансформаторы и коммутационное оборудование были удалены из здания генератора в 1930 году, когда к западу от водосброса была введена в эксплуатацию отдельная распределительная подстанция / подстанция.[14] Вскоре после этого, в 1931 году, к плотинам Кротон и Роджерс присоединился Hardy Dam, расположенный между ними. Харди был последним крупным гидроэнергетическим проектом, построенным в Мичигане компанией Consumers Energy.[7] После завершения строительства плотины высотой 40 футов (12 м) позже будет захвачено 7,2 миллиарда галлонов США (6 миллиардов галлонов США).имп. гал / 27 млрд л) воды в его водохранилище площадью 1209 акров (489 га) и способна производить 8850 киловатт при пиковом оттоке.[5][6]

Наследие

После завершения строительства на плотине Кротон был установлен исторический маркер. Это читать:

Гранд-Рапидс - Маскегон Пауэр Компани (предшественник нынешней компании Потребительской энергии) построила Кротонскую гидроэлектростанцию ​​в 1906–1907 годах. Станция и ее линия электропередачи на 110 000 вольт (самое высокое напряжение в использовании в то время) привлекли международное внимание. Любопытные зрители поехали на экскурсионном поезде на место, где их ожидали осмотр плотины и электростанции, а также грандиозный ужин. Когда в сентябре 1907 года завод был полностью введен в эксплуатацию, он представлял собой последние достижения в области производства и передачи электроэнергии. Инженеры из России, Англии, Франции, Италии, Японии и Индии приехали осмотреть завод, когда он открылся. Объект внесен в Национальный реестр исторических мест.[15]

Гидроэлектростанция Кротон была внесена в реестр штата Мичиган и получила Исторический знак штата Мичиган (сайт S0684). В 2005 году маркер был заменен на новый.[15] Затем сайт был внесен в список Национальный реестр исторических мест в 1979 году как строение № 79001165.[3]

Воздействие и противоречие

В то время как Кротон продвигал современные достижения в области гидроэнергетики, он также затопил значительные участки живописных и быстротекущих рек Маскегон и Литтл Маскегон.[5] Некоторые защитники природы считают, что плотина Кротон и другие плотины на реке Маскегон делят реку протяженностью 219 миль (352 км) на более короткие, экологически неблагополучные единицы.[5] Он блокирует переход рыбы из одного участка реки в другой. По данным компании, это предположительно вызывает потенциально опасные изменения температуры воды и уровня кислорода на участке реки ниже плотины.[5]

Водосброс и ГЭС ниже по течению

Плотине угрожали осадки во время наводнения в сентябре 1986 года. Кротон и Харди чуть не обрушились во время пика наводнения, вызванного штормом, который за 48 часов вылил 14 дюймов (36 см) дождя на Западный Мичиган. Представители Consumers Energy заявили, что «если бы плотина Харди обрушилась, Кротонская плотина была бы смыта, и все сообщества от Кротона до Маскегона были бы погружены под воду на несколько футов».[5]

Впоследствии, в 1989 году, директор рыбного хозяйства штата Мичиган Джон Робертсон охарактеризовал плотины гидроэлектростанций как «бетонных и стальных монстров» и предложил удалить 11 плотин Consumers Energy из рек Маскегон, Манисти и Аусейбл.[5] Затем местные власти собрали подписи под петицией 14 000 человек, которые поддержали сохранение плотин.[5] Федеральное правительство повторно лицензировало плотины до 2034 года, но потребовало операционных изменений, снижающих их вредное воздействие на реку Маскегон.[5]

Текущее состояние

Кротонская плотина и гидроэлектростанция принадлежат и эксплуатируются Потребители энергии, электроэнергетическая компания со штаб-квартирой в г. Джексон, Мичиган. Кротон произвел 44 миллиона киловатт-часов электроэнергии в 2006 году, что могло бы удовлетворить годовое потребление электроэнергии около 6000 бытовых потребителей.[4]

Три плотины, Роджерс, Харди и Кротон (все принадлежащие и управляемые Consumers Energy), работают в разных режимах, но согласованно дают чистую русло реки влияние на расход воды. Сам Роджерс практически не имеет водохранилища и работает в режиме русла реки, проходя через столько воды, сколько получает. Кротон и Харди работают вместе. Харди, имеющий резервуар большей емкости, большие турбины и расположенный выше Кротона, работает в полный пик режим, означающий, что речной сток перекрывается и используется для выработки электроэнергии в периоды пикового спроса. Это вызывает большие колебания расхода воды и уровней в резервуарах, обычно с небольшим оттоком в ночное время, когда потребление электроэнергии минимально. Когда-то полный пик был очень распространен, но из-за колебаний оттока теперь встречается реже. Однако, поскольку Кротон находится непосредственно ниже по течению и не имеет участка реки (водохранилище Кротон простирается обратно до устья Харди), его можно запустить в режиме повторного регулирования, позволяя естественному расходу выходить. Уровень водохранилища Кротона колеблется обратно пропорционально Харди, повышаясь днем ​​и понижаясь ночью. Поскольку водохранилище Харди очень велико, общий уровень в нем колеблется примерно на 4 дюйма (10 см), в то время как резервуар Кротона колеблется примерно на 9 дюймов (23 см). Во время зимнего и весеннего стока Харди может колебаться гораздо больше. Его можно опустить на высоту до 12 футов (4 м), чтобы удовлетворить потребность в электроэнергии в зимний период, но он должен возвращаться к нормальному уровню каждую весну к концу апреля.[16]

Вместе три плотины (Роджерс, Харди и Кротон) может генерировать около 45 500 киловатт, из которых около 30 000 - от Харди.[6]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Хайд, доктор Чарльз К. (октябрь 1994 г.). «Исторический американский инженерный рекорд, ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАВОД КРОТОН, ПЛОТИНА» (PDF). Служба национальных парков. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-06-04. Получено 2008-06-11.
  2. ^ Хайд, доктор Чарльз К. (май 1994 г.). «Исторический американский инженерный рекорд, ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАВОД CROTON, POWERHOUSE» (PDF). Служба национальных парков. Получено 2015-01-01.
  3. ^ а б c d е «Информационная система Национального реестра». Национальный реестр исторических мест. Служба национальных парков. 9 июля 2010 г.
  4. ^ а б c d "Брошюра о праздновании столетия Кротонской плотины 1907-2007 гг." (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2007-09-27. Получено 2008-06-11.
  5. ^ а б c d е ж грамм час я Джефф Александр. «Историческая плотина Кротон изменила Западный Мичиган». Хроники Маскегона на mlive.com. Получено 2008-06-11. Внешняя ссылка в | работа = (помощь)
  6. ^ а б c d "Гидроэнергетические ресурсы реки Маскегон". Потребители энергии интернет сайт. Архивировано из оригинал на 2007-09-27. Получено 2008-06-11. Внешняя ссылка в | работа = (помощь)
  7. ^ а б c d «Гидроэнергетика в Мичигане - история потребителей энергии и Lyons Connection» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 28 сентября 2007 г.. Получено 2008-06-11.
  8. ^ Майкл В. Панхорст. "Лорадо Тафт, Мемориал Уильяма А. Фута". Скульптура на открытом воздухе в Джексоне, штат Мичиган, в Музей Эллы Шарп сайт. Архивировано из оригинал на 2008-05-18. Получено 2008-06-11. Внешняя ссылка в | работа = (помощь)
  9. ^ а б "История компании Consumers Power Co.". answers.com сайт. Получено 2008-06-11. Внешняя ссылка в | работа = (помощь)
  10. ^ «Гидрология: реки Мичигана». Архивировано из оригинал на 2005-04-22. Получено 2008-06-11.
  11. ^ Изображение внутренних водосборных бассейнов Мичигана здесь[постоянная мертвая ссылка ]
  12. ^ а б «Затонувшая деревня под Кротонским прудом». Архивировано из оригинал на 2010-10-23. Получено 2008-06-11.
  13. ^ а б c Фарго, Уильям Г. (24 октября 1907 г.). «Гидравлические земляные работы и строительство плотин на плотинах Кротон и Лион в Мичигане». Новости машиностроения. 58 (17): 429–431.
  14. ^ а б c d е ж грамм Хайд, Чарльз К. (1994). "Кротон ГЭС, ГЭС" (PDF). Исторический американский технический рекорд. Вашингтон, округ Колумбия: Библиотека Конгресса. Архивировано из оригинал (PDF) 22 октября 2012 г.. Получено 27 февраля, 2014.
  15. ^ а б текст маркера, данные маркера из "Страница Кротонской ГЭС". Сайт исторических маркеров Мичигана. Получено 2008-06-11.
  16. ^ «Уравновешивание потоков и производства электроэнергии вдоль реки Маскегон» (PDF). 2005 Hydro Reporter, страницы 9 и 11, найдены в PDF-файле Michigan Hydro History.. Архивировано из оригинал (PDF) 14 июня 2006 г.. Получено 7 сентября, 2007.

внешняя ссылка