Кротон-Дэм (Мичиган)
Кротонская плотина | |
---|---|
![]() Кротонская плотина и гидроэлектростанция | |
Официальное название | Кротонская ГЭС |
Страна | Соединенные Штаты |
Расположение | Кротон Тауншип , округ Ньюайго , штат Мичиган |
Координаты | 43 ° 26'14 "с.ш. 85 ° 39'50" з.д. / 43,43722 ° с.ш. 85,66389 ° з.д. |
Цель | Власть |
Статус | Оперативный |
Строительство началось | 25 июня 1907 г. |
Дата открытия | 3 сентября 1907 г. |
Владелец(и) | Потребители энергии |
Плотина и водосбросы | |
Тип плотины | Насыпь, земляная насыпь |
Свалки | Река Маскегон |
Высота | 40 футов (12 м) |
Длина | 370 футов (113 м) |
Ширина (гребень) | 20 футов (6 м) |
Ширина (база) | 800 футов (244 м) |
Объем плотины | 104 000 куб. ярдов (79 514 м 3 ) [ 1 ] |
водохранилище | |
Создает | Кротонское водохранилище |
Общая мощность | 22 095 акров-футов (27 253 781 м 3 ) |
Площадь поверхности | 1209 акров (489 га) |
Электростанция | |
Дата комиссии | 1907/1915 |
Тип | русло реки |
Турбины | 2 x 4,4 МВт фрэнсисского типа [ 2 ] |
Установленная мощность | 8,85 МВт |
Кротонская ГЭС | |
![]() Электростанция Кротонской плотины с юго-восточной стороны вниз по течению | |
Архитектор | Уильям Д. Фарго |
Номер ссылки NRHP . | 79001165 [ 3 ] |
Значимые даты | |
Добавлено в НРХП | 8 августа 1979 г. |
Обозначенный MSHS | 16 августа 1979 г. |
Кротонская плотина (или Кротонская гидроэлектростанция ) — насыпная дамба и электростанций комплекс на реке Маскегон в Кротон-Тауншип , округ Ньюэйго , штат Мичиган . Он был построен в 1907 году под руководством Уильяма Д. Фарго компанией Grand Rapids - Muskegon Power Company, предшественницей Consumers Energy . [ 3 ] [ 4 ] Плотина высотой 40 футов (12 м) задерживает 7,2 миллиарда галлонов США (6 миллиардов имп. галлонов / 27 миллиардов л) воды в своем водохранилище площадью 1209 акров (489 га) и способна производить 8850 киловатт при пиковом расходе. [ 5 ] [ 6 ] Он был внесен в Национальный реестр исторических мест в 1979 году. [ 3 ]
История
[ редактировать ]История плотины Кротон переплетается с историей Уильяма А. Фута (1854–1915) и Джеймса Б. Фута (1867–1924), братьев. из Адриана , штат Мичиган , с растущей электроэнергетической империей, вместе с Уильямом Г. Фарго, инженером-строителем из Джексона , который проектировал аналогичные гидроэлектростанции по всему Среднему Западу. [ 1 ] [ 7 ]
Уильям А. Фут был 30-летним оператором мельницы в Адриане , штат Мичиган , в 1884 году, когда, что тогда было обычным явлением, он предоставил пространство и мощность на валу от своего мельничного колеса местной электроэнергетической компании Thomson-Houston. стартап, чтобы зажечь 12 уличных фонарей. Очарованный потенциалом, в течение года он заручился поддержкой своего тогдашнего 17-летнего брата Джеймса и переехал в Джексон , штат Мичиган , и в 1886 году они совместно основали компанию Jackson Electric Light Works (предшественницу Consumers Energy ), которая начала с освещения центра города. Джексон электрически. [ 8 ] основали аналогичные городские компании в Батл-Крике Братья Фут за несколько лет и Адриане. Во многих случаях плотины, уже построенные для мельниц, лесопилок и т.п., были переоборудованы для электрогенераторов, но в некоторых случаях были построены новые плотины. По мере того как знакомство с технологией и самой технологией улучшалось, масштабы проектов становились все более амбициозными.
Предыдущие проекты
[ редактировать ]Первые проекты братьев Фут в Джексоне, Батл-Крике и Адриане, как и большинство электроэнергетических проектов 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 городов, которые обслуживали. Но спрос на электроэнергию рос, чему способствовали, среди прочего, появление трамвая и рост промышленного использования электроэнергии, превышающий пропускную способность небольших рек и существующих плотин. Поэтому искали более крупные реки. В 1898 году братья Фут, работая с инженерным партнером Фарго, построили плотину Троубридж через реку Каламазу , чтобы снабжать город Каламазу . [ 7 ] Плотина была расположена недалеко от Аллегана , примерно в 25 милях (40 км) от города, неслыханное расстояние в то время, и была первым крупным гидроэнергетическим проектом в Западном Мичигане. [ 7 ] [ 9 ] Первоначально плотина Троубридж, столкнувшаяся с потерями электроэнергии во время передачи и другими проблемами, успешно обеспечивала электроэнергией большую территорию, чем предыдущие плотины, после того, как братья Фут усовершенствовали современные изоляторы и оборудование для электропередачи . [ 9 ]
Плотина Маскегона
[ редактировать ]

Гранд-Рапидс был крупным энергетическим рынком, на который затем обратили свое внимание Футы. Фарго сообщил братьям Фут о возможных местах расположения гидроэлектростанций на реке Маскегон , которая имеет второй по величине сток внутренней (не соединяющей Великие озера ) реки Мичигана после Гранд-Ривер (которая имеет более крупный бассейн и самый большой сток среди внутренних рек Мичигана). ). [ 10 ] [ 11 ] В отличие от Гранда, Маскегон не судоходен , поэтому плотины не создадут затруднений для речного движения. Через дочернюю компанию своей холдинговой компании Commonwealth Power , Grand Rapids – Muskegon Power Company, в 1904 году они заказали строительство плотин Роджерс и Кротон на Маскегоне, а также плотины Уэббера на Гранд-Ривер. [ 12 ] Роджерс, расположенный выше по течению Кротона, был построен первым, в 1906 году, но Кротон, расположенный там, где с востока впадает Малый Маскегон, был более амбициозным проектом. Треть деревни Кротон будет затоплена водохранилищем, которое начало заполняться в августе 1907 года. [ 4 ] Уильям Д. Фарго был направлен для наблюдения за строительством и занимал должность главного инженера. [ 3 ]
Строительство
[ редактировать ]Фарго разработал новые методы строительства земляных насыпных плотин на мягких грунтах с использованием гидравлического шлюзования . Плотина была построена летом, с 25 июня по 3 сентября 1907 года. Сначала были построены электростанция и водосбросные секции плотины, в которых использовались традиционные современные инженерные конструкции. [ 1 ] [ 13 ]
Затем Фарго построил насосную станцию с семью роторными насосами с электроприводом, чтобы перекачивать речную воду по трубопроводу диаметром 10 дюймов (250 мм) к обрыву примерно в 110 футах (34 м) над рекой Маскегон. Уменьшение диаметра до 4 дюймов (100 мм) увеличило давление примерно до 80 фунтов на квадратный дюйм, и вода подавалась в сопла через гибкие резиновые шланги. Потоки воды под высоким давлением унесли смесь почвенной воды в железные желоба, которые направили материал примерно на 800 футов (240 м) с небольшим понижением обратно к месту плотины. По мере осаждения материала его наслаивали, и вода стекала, уплотняя его. На этом этапе реке разрешили течь через водоводы электростанции и выходить из водосброса. [ 1 ] [ 13 ]


Плотина Кротон — один из самых ранних примеров использования этой техники к востоку от реки Миссисипи. Главным преимуществом метода гидравлического шлюзования была его стоимость. Общая стоимость строительства насыпи длиной 370 футов (110 м), вмещающей 104 000 кубических ярдов (80 000 м 3 ) материала составила всего 7 076 долларов, или около 7 центов за кубический ярд перемещенного материала. Фарго также использовал этот метод для строительства насыпи объемом 20 000 кубических ярдов (15 000 м3). 3 ) для автодорожного моста через реку Маскегон сразу после плотины. Насыпь, построенная Фарго для подъезда к автодорожному мосту, стоила примерно столько же. [ 1 ] [ 13 ]
Электростанция Кротона состоит из двух прилегающих друг к другу асимметрично соединенных зданий: здания генератора на западе и здания турбины на востоке, расположенных в форме буквы L. Около 3000 дубовых деревянных свай поддерживают бетонный фундамент, а стены по периметру опираются на сваи из листовой стали, которые также предотвращают подрыв фундамента водой. Два здания имеют высоту около 60 футов (18 м), крыши поддерживают фермы Уоррена, а их размеры составляют примерно 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 плавучего мусорного бона, который не допускает попадания мусора в ямы турбины. Похожий треугольник образован двумя железобетонными подпорными стенами, простирающимися на 50 футов (15 м) вниз по течению 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 располагались два горизонтальных генератора Westinghouse , первоначально рассчитанные на напряжение 6600 вольт, работающие со скоростью 225 об / мин и производящие трехфазный переменный ток с частотой 60 циклов. Их приводили в движение турбины. Напряжение было повышено до 100 000 вольт с помощью трех соединенных треугольником масляных трансформаторов мощностью 3 000 киловатт. Они регулировались с помощью масляных выключателей, а трансформаторы и распределительное устройство располагались в южном конце здания генератора. [ 14 ]
Плотина Кротон и гидроэлектростанция были завершены в 1907 году, а торжественное открытие состоялось 7 сентября 1907 года в деревне (названной в честь Кротона-на-Гудзоне, штат Нью-Йорк ). [ 12 ] Современные отчеты сообщают, что «мэр Гранд-Рапидса Джордж Эллис и большая группа городских и деловых чиновников отправились на север, в деревню Кротон, на специальном поезде. После осмотра большой плотины они отправились на близлежащее поле, чтобы пообедать, а затем пообедать. сигары и дружеский матч в бейсбол». [ 4 ]
Чтобы обеспечить эффективную передачу электроэнергии на расстояние более 50 миль (80 км) до Гранд-Рапидса, была построена линия высокого напряжения на 100 000 вольт , которая на тот момент была линией электропередачи самого высокого напряжения в мире. Доктор Чарльз Стейнмец , «волшебник» General Electric , посетил это место и провел испытания линий электропередачи в 1908 году. [ 6 ] В начале 1909 года напряжение сети было увеличено до 110 000 вольт. [ 14 ]
Модификации
[ редактировать ]Значительная реконструкция и расширение генерирующих мощностей была проведена в 1915 году. Были добавлены дополнительные турбины и генераторы, что стирало грань между зданиями. В генераторном здании были установлены пары четырехцилиндровых горизонтальных турбин Allis-Chalmers для привода горизонтальных генераторов Westinghouse. Каждая пара турбин имеет мощность 4000 лошадиных сил при работе со скоростью 225 об/мин и гидравлическим напором 39 футов (12 м). Рабочее напряжение двух оригинальных горизонтальных генераторов Westinghouse было поднято до 7500 вольт с соответствующим увеличением напряжения сети со 110 000 до 115 000 вольт. [ 14 ]
Машинное здание было переоборудовано для размещения большего количества оборудования, что привело к перестановке стен для его увеличения и добавлению к нему фронтона, по внешнему виду похожего на тот, что был в здании генератора. Он имеет гораздо более высокий этаж, чем здание генератора, и оснащен парой вертикальных турбинно-генераторных установок. [ 14 ]

Трансформаторы и коммутационное оборудование были удалены из здания генератора в 1930 году, когда к западу от водосброса была введена в эксплуатацию отдельная распределительная станция/подстанция. [ 14 ] Вскоре после этого, в 1931 году, к плотинам Кротон и Роджерс присоединилась плотина Харди , расположенная между ними. Харди был последним крупным гидроэнергетическим проектом, построенным в Мичигане компанией Consumers Energy. [ 7 ] После завершения строительства плотина высотой 40 футов (12 м) позже будет удерживать 7,2 миллиарда галлонов США (6 миллиардов имп. галлонов / 27 миллиардов л) воды в своем резервуаре площадью 1209 акров (489 га) и способна производить 8850 киловатт при пиковом расходе. [ 5 ] [ 6 ]
Наследие
[ редактировать ]После завершения строительства на Кротонской плотине был установлен исторический указатель. Там было написано:
Компания Grand Rapids - Muskegon Power Company (предшественница сегодняшней Consumers Energy Company) построила Кротонскую гидроэлектростанцию в 1906–1907 годах. Станция и ее линия электропередачи на 110 000 вольт (самое высокое напряжение, использовавшееся в то время) привлекли международное внимание. Любопытные зрители приехали на экскурсионные поезда к месту происшествия, где их ждала экскурсия по плотине и электростанции, а также грандиозный ужин. Когда в сентябре 1907 года станция была введена в эксплуатацию на полную мощность, она представляла собой последние достижения в области производства и передачи электроэнергии. После открытия завода осмотреть завод приехали инженеры из России, Англии, Франции, Италии, Японии и Индии. Объект внесен в Национальный реестр исторических мест. [ 15 ]
Кротонская гидроэлектростанция была внесена в реестр штата Мичиган и получила Исторический знак штата Мичиган (участок S0684). Маркер был заменен на новый в 2005 году. [ 15 ] Затем в 1979 году это место было внесено в Национальный реестр исторических мест под номером 79001165. [ 3 ]
Воздействие и инциденты
[ редактировать ]В то время как Кротон продвинул современное состояние гидроэнергетики, он также затопил значительные участки живописных и быстрых участков рек Маскегон и Литл-Маскегон. [ 5 ] Некоторые защитники природы полагают, что плотина Кротон и другие плотины на Маскегоне делят реку длиной 219 миль (352 км) на более короткие, экологически неблагополучные участки. [ 5 ] Он блокирует переход рыбы с одного участка реки на другой. По данным компании, это предположительно вызывает потенциально вредные изменения температуры воды и уровня кислорода на участке реки ниже по течению от плотины. [ 5 ]

Плотине угрожали дожди во время наводнения в сентябре 1986 года. Кротон и Харди чуть не разрушились во время пика наводнения, вызванного ураганом, в результате которого на Западный Мичиган за 48 часов выпало 14 дюймов (36 см) дождя. Представители Consumers Energy заявили, что «если бы плотина Харди рухнула, плотина Кротон была бы смыта, и все поселения от Кротона до Маскегона были бы погружены под воду на несколько футов». [ 5 ]
Впоследствии, в 1989 году, директор рыболовства штата Мичиган Джон Робертсон охарактеризовал плотины гидроэлектростанций как «монстров из бетона и стали» и предложил убрать 11 плотин Consumers Energy на реках Маскегон, Манисти и Ау-Сейбл. [ 5 ] Затем местные чиновники собрали подписи под петицией 14 000 человек, которые поддержали сохранение плотин. [ 5 ] Федеральное правительство продлило лицензию на плотины до 2034 года, но потребовало внесения изменений в эксплуатацию, чтобы уменьшить их вредное воздействие на реку Маскегон. [ 5 ]
Текущий статус
[ редактировать ]Плотина Кротон и гидроэлектростанция принадлежат и управляются Consumers Energy , электроэнергетической компанией со штаб-квартирой в Джексоне, штат Мичиган . В 2006 году Кротон произвел 44 миллиона киловатт-часов электроэнергии, что могло бы удовлетворить годовое потребление электроэнергии около 6000 бытовых потребителей. [ 4 ]
Три плотины, Роджерс, Харди и Кротон (все они принадлежат и управляются Consumers Energy), работают в разных режимах, но вместе оказывают общее влияние течения реки на расход воды. Сам Роджерс практически не имеет водохранилищ и протекает в режиме течения реки, пропуская через себя столько воды, сколько получает. Кротоны и Харди работают согласованно. Река Харди, имеющая водохранилище большей емкости, более крупные турбины и расположенная вверх по течению от Кротона, работает в режиме полной пиковой нагрузки , что означает, что сток реки задерживается и используется для выработки электроэнергии в периоды пикового спроса. Это вызывает значительные колебания расхода воды и уровня водохранилищ, обычно с низким оттоком в ночное время, когда потребность в электроэнергии минимальна. Полный пик когда-то был очень распространенным явлением, но из-за колебаний оттока теперь встречается реже. Однако, поскольку Кротон находится непосредственно ниже по течению и отсутствует участок реки (водохранилище Кротона простирается до устья Харди), его можно эксплуатировать в режиме повторного регулирования, позволяя выходить естественному расходу. Уровень водохранилища Кротон колеблется обратно пропорционально Харди, повышаясь днем и понижаясь ночью. Поскольку водохранилище Харди очень велико, общий уровень его резервуара колеблется около 4 дюймов (10 см), а в водохранилище Кротон - около 9 дюймов (23 см). Во время зимнего и весеннего стока уровень Харди может колебаться гораздо сильнее. Его можно опустить на глубину до 12 футов (4 м) для удовлетворения зимнего спроса на электроэнергию, но каждую весну необходимо возвращать к нормальному уровню к концу апреля. [ 16 ]
Вместе три плотины (Роджерс, Харди и Кротон) могут генерировать около 45 500 киловатт, из которых около 30 000 — от реки Харди. [ 6 ] Компания Consumers Energy обсудит будущее своих 13 гидроэлектростанций на общественных обсуждениях: https://www.mlive.com/public-interest/2023/09/consumers-energy-to-discuss-the-future-of-its-13 -гидроэнергетика-плотины-в-сообществе-talks.html
См. также
[ редактировать ]- Список плотин и водохранилищ в Мичигане
- Список зарегистрированных исторических мест в округе Ньюэйго, штат Мичиган
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Хайд, доктор Чарльз К. (октябрь 1994 г.). «Исторический американский инженерный рекорд, КРОТОНСКИЙ ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАВОД, ПЛОТИНА» (PDF) . Служба национальных парков. Архивировано из оригинала (PDF) 4 июня 2011 года . Проверено 11 июня 2008 г.
- ^ Хайд, доктор Чарльз К. (май 1994 г.). «Исторический американский инженерный рекорд, КРОТОНСКИЙ ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАВОД, ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ» (PDF) . Служба национальных парков . Проверено 1 января 2015 г.
- ^ Jump up to: а б с д и «Национальная регистрационная информационная система» . Национальный реестр исторических мест . Служба национальных парков . 9 июля 2010 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Брошюра о праздновании столетия Кротонской плотины 1907–2007 гг.» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2007 года . Проверено 11 июня 2008 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Джефф Александр. «Историческая плотина Кротон изменила Западный Мичиган» . Маскегонские хроники . Проверено 11 июня 2008 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Гидроэнергетические ресурсы реки Маскегон» . Потребители энергии . Архивировано из оригинала 27 сентября 2007 года . Проверено 11 июня 2008 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Гидроэлектростанция в Мичигане - история потребительской энергетики и связь с Лайоном» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 28 сентября 2007 года . Проверено 11 июня 2008 г.
- ^ Майкл В. Панхорст. «Уличная скульптура в Джексоне, штат Мичиган» . Музей Эллы Шарп . Архивировано из оригинала 18 мая 2008 года . Проверено 11 июня 2008 г.
- ^ Jump up to: а б «История компании Consumers Power Co.» . Ответы.com . Проверено 11 июня 2008 г. [ ненадежный источник? ]
- ^ «Гидрология: реки Мичигана» . Архивировано из оригинала 22 апреля 2005 года . Проверено 11 июня 2008 г.
- ^ Изображение внутренних водосборных бассейнов Мичигана здесь. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Jump up to: а б «Затонувшая деревня под Кротонским прудом» . Архивировано из оригинала 23 октября 2010 года . Проверено 11 июня 2008 г.
- ^ Jump up to: а б с Фарго, Уильям Г. (24 октября 1907 г.). «Гидравлические земляные работы и строительство плотин на плотинах Кротон и Лайонс в Мичигане». Инженерные новости . 58 (17): 429–431.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Хайд, Чарльз К. (1994). «Кротонская гидроэлектростанция, электростанция» (PDF) . Исторический американский инженерный рекорд . Вашингтон, округ Колумбия: Библиотека Конгресса. Архивировано из оригинала (PDF) 22 октября 2012 года . Проверено 27 февраля 2014 г.
- ^ Jump up to: а б текст маркера, данные маркера из «Страница Кротонской ГЭС» . Сайт исторических маркеров Мичигана . Проверено 11 июня 2008 г.
- ^ «Балансировка потоков и производство электроэнергии на реке Маскегон» (PDF) . Hydro Reporter за 2005 год, страницы 9 и 11, найдены в PDF-файле Michigan Hydro History . Архивировано из оригинала (PDF) 14 июня 2006 г. Проверено 7 сентября 2007 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Изображение в процессе строительства с сайта Consumers Energy
- Информация о парках и местах отдыха от Департамента природных ресурсов штата Мичиган.
- Информация о рыболовстве от Департамента природных ресурсов штата Мичиган.
- Исследование воздействия плотины в городе Биг-Рапидс, штат Мичиган.
- Бизнес-альянс Кротон-Харди
- Документация «Исторический американский инженерный отчет» (HAER), хранящаяся на Кротон-Дэм-роуд у реки Маскегон, Кротон, округ Ньюайго, Мичиган:
- ХАЭР № МИ-81, « Кротонская ГЭС »
- ХАЭР № МИ-81-А, « Кротонская ГЭС, Плотина »
- ХАЭР № МИ-81-Б, « Кротонская ГЭС, электростанция »
- ХАЭР № МИ-81-С, « Кротонская ГЭС, Водосброс »
- ХАЭР № МИ-81-Д, « Кротонская ГЭС, ПС »
- Кротонская плотина и сооружения
- Энергетическая инфраструктура построена в 1907 году.
- Гидроэлектростанции в Мичигане
- Плотины в Мичигане
- Здания и сооружения в округе Ньюайго, штат Мичиган
- Исторические достопримечательности штата Мичиган
- Плотины в Национальном реестре исторических мест Мичигана
- Потребители Энергетические плотины
- Плотины построены в 1907 году.
- Промышленные здания и сооружения в Национальном реестре исторических мест Мичигана.
- Исторический рекорд американской инженерии в Мичигане
- 1907 заведений в Мичигане
- Земляные плотины
- Русловые электростанции
- Национальный реестр исторических мест в округе Ньюэйго, штат Мичиган