ການອອກແບບຊ່ອງທາງປ່ຽນທິດທາງເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບການໄຫຼຂອງນ້ຳໄປຫາກັງຫັນ
ໃນທັງໂຮງງານໄຟຟ້າພະລັງງານນ້ຳ (PLTA) ແລະ ໂຮງງານໄຟຟ້າພະລັງງານນ້ຳຂະໜາດນ້ອຍ, ໜຶ່ງໃນກຸນແຈສຳຄັນສູ່ຄວາມສຳເລັດແມ່ນວິທີການສົ່ງນ້ຳໄປຫາກັງຫັນໃນລັກສະນະທີ່ໝັ້ນຄົງ, ປອດໄພ ແລະ ມີປະສິດທິພາບ. ນ້ຳທີ່ອຸດົມສົມບູນຈະບໍ່ຜະລິດພະລັງງານສູງສຸດໂດຍອັດຕະໂນມັດຖ້າການໄຫຼຂອງມັນບໍ່ໄດ້ຮັບການຄຸ້ມຄອງຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ນີ້ແມ່ນບ່ອນທີ່ຊ່ອງທາງປ່ຽນນ້ຳມີບົດບາດສຳຄັນ: ພວກມັນເຮັດໜ້າທີ່ປ່ຽນນ້ຳບາງສ່ວນຈາກແມ່ນ້ຳ ຫຼື ຊ່ອງທາງຫຼັກໄປສູ່ລະບົບໄຟຟ້າ, ຈາກນັ້ນສົ່ງຄືນສູ່ແມ່ນ້ຳຫຼັງຈາກຜ່ານກັງຫັນ. ບົດຄວາມນີ້ສົນທະນາກ່ຽວກັບຫຼັກການ, ອົງປະກອບ ແລະ ການພິຈາລະນາດ້ານເຕັກນິກໃນການອອກແບບຊ່ອງທາງປ່ຽນນ້ຳເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບການໄຫຼຂອງນ້ຳໄປຫາກັງຫັນ.
1. ຄຳນິຍາມ ແລະ ໜ້າທີ່ຂອງຊ່ອງທາງການປ່ຽນເສັ້ນທາງ
ຄອງປ່ຽນນ້ຳແມ່ນໂຄງສ້າງພື້ນຖານໄຮໂດຼລິກທີ່ສົ່ງນ້ຳຈາກແຫຼ່ງ (ແມ່ນ້ຳ, ຄອງຊົນລະປະທານ, ຫຼື ເຂື່ອນ) ໄປຫາໜ່ວຍຜະລິດນ້ຳ. ບໍ່ເໝືອນກັບເຂື່ອນຂະໜາດໃຫຍ່ທີ່ເປັນອ່າງເກັບນ້ຳ, ລະບົບປ່ຽນນ້ຳໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວໃຊ້ກະແສນ້ຳຈາກແມ່ນ້ຳ, ນັ້ນຄື, ພວກມັນໃຊ້ກະແສນ້ຳທຳມະຊາດທີ່ມີການເກັບຮັກສາໜ້ອຍທີ່ສຸດ. ໜ້າທີ່ຫຼັກຂອງຄອງປ່ຽນນ້ຳປະກອບມີ:
1. ບັນທຶກການປ່ອຍທີ່ຕ້ອງການເພື່ອຂັບເຄື່ອນກັງຫັນຕາມຄວາມສາມາດໃນການອອກແບບ.
2. ຮັກສາສະຖຽນລະພາບຂອງກະແສເພື່ອໃຫ້ກັງຫັນໄດ້ຮັບການປ່ອຍນ້ຳທີ່ຂ້ອນຂ້າງຄົງທີ່ ແລະ ບໍ່ປ່ຽນແປງຢ່າງໄວວາ.
3. ຄວບຄຸມຕະກອນ ແລະ ສິ່ງເສດເຫຼືອ ເພື່ອບໍ່ໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍຕໍ່ກັງຫັນ ຫຼື ຫຼຸດປະສິດທິພາບຂອງມັນລົງ.
4. ຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານ (ການສູນເສຍຫົວ) ເນື່ອງຈາກແຮງສຽດທານ, ການໂຄ້ງແຫຼມ, ຫຼື ພາກຕັດຂວາງຂອງຊ່ອງທາງທີ່ບໍ່ເໝາະສົມ.
5. ຮັກສາຄວາມປອດໄພໂດຍການສະໜອງສິ່ງອຳນວຍຄວາມສະດວກດ້ານນ້ຳລົ້ນ, ປະຕູລະບາຍນ້ຳ, ແລະ ການປ້ອງກັນນ້ຳຖ້ວມ.
ເວົ້າອີກຢ່າງໜຶ່ງ, ຊ່ອງທາງປ່ຽນເສັ້ນທາງແມ່ນ "ເສັ້ນທາງພະລັງງານ" ທີ່ຮັບປະກັນວ່າທ່າແຮງຂອງນ້ຳຈະໄປຮອດກັງຫັນໃນສະພາບທີ່ດີທີ່ສຸດ.
2. ພາລາມິເຕີຫຼັກທີ່ກຳນົດການອອກແບບ
ກ່ອນທີ່ຈະກຳນົດຮູບຮ່າງ ແລະ ຂະໜາດຂອງຊ່ອງທາງ, ຜູ້ວາງແຜນຕ້ອງເຂົ້າໃຈຕົວກຳນົດພື້ນຖານຫຼາຍຢ່າງ:
- ການປ່ອຍອອກຕາມການອອກແບບ (Q): ປະລິມານກະແສທີ່ເປົ້າໝາຍເພື່ອເຂົ້າສູ່ກັງຫັນ (ມ³/ວິນາທີ).
- ຍອດສຸດທິ (Hnet): ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມສູງທີ່ມີປະສິດທິພາບທີ່ຍັງເຫຼືອຫຼັງຈາກຫັກການສູນເສຍພະລັງງານແລ້ວ.
- ລັກສະນະຂອງແມ່ນ້ຳ: ປະລິມານນ້ຳໄຫຼຕໍ່າສຸດ ແລະ ສູງສຸດຕາມລະດູການ, ຄວາມຊັນຂອງແຄມແມ່ນ້ຳ, ຄວາມກວ້າງຂອງແມ່ນ້ຳ, ແລະ ຮູບແບບນ້ຳຖ້ວມ.
- ການຕົກຕະກອນ: ຂະໜາດ ແລະ ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຕະກອນ, ໂດຍສະເພາະໃນລະດູຝົນ.
- ສະພາບທາງທໍລະນີສາດ ແລະ ພູມສັນຖານ: ກຳນົດສະຖຽນລະພາບຂອງການກໍ່ສ້າງ, ຄວາມຕ້ອງການຂອງການປູຝາ, ແລະ ຄວາມສ່ຽງດ້ານການເຊາະເຈື່ອນ.
– ຂໍ້ກຳນົດດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ: ການປ່ອຍນ້ຳຂັ້ນຕ່ຳທີ່ຕ້ອງໄຫຼລົງໃນແມ່ນ້ຳຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (ກະແສນ້ຳຂອງສິ່ງແວດລ້ອມ).
ການອອກແບບທີ່ດີສະເໝີຄວນດຸ່ນດ່ຽງຄວາມຕ້ອງການດ້ານພະລັງງານ, ຄວາມປອດໄພ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການກໍ່ສ້າງ, ແລະ ຄວາມຍືນຍົງດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ.
3. ອົງປະກອບຫຼັກຂອງຊ່ອງທາງປ່ຽນເສັ້ນທາງ
ລະບົບການປ່ຽນເສັ້ນທາງໂດຍທົ່ວໄປປະກອບດ້ວຍຫຼາຍພາກສ່ວນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັນຄື:
ກ. ອາຄານຮັບນ້ຳເຂົ້າ
ທໍ່ຮັບນໍ້າແມ່ນຈຸດເລີ່ມຕົ້ນຂອງການຮັບນໍ້າ. ສະຖານທີ່ຂອງມັນຖືກເລືອກເພື່ອໃຫ້:
- ງ່າຍຕໍ່ການຊີ້ນຳການໄຫຼເຂົ້າ,
- ປອດໄພຈາກການເຊາະເຈື່ອນ ແລະ ນໍ້າຖ້ວມ,
- ຫຼຸດຜ່ອນການຊຶມເຂົ້າຂອງຕະກອນ.
ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ ທໍ່ດູດຂີ້ເຫຍື້ອຈະມີຊັ້ນວາງຂີ້ເຫຍື້ອ (ຕົວກອງຫຍາບ) ເພື່ອເກັບກິ່ງໄມ້, ພາດສະຕິກ ແລະ ຂີ້ເຫຍື້ອຂະໜາດໃຫຍ່.
ຂ. ຊ່ອງທາງ Headrace
ຊ່ອງທາງລຳລຽງນຳນ້ຳຈາກທໍ່ຮັບນ້ຳໄປຫາຖັງຕົກຕະກອນ ຫຼື ບໍລິເວນໜ້າທໍ່. ຊ່ອງທາງດັ່ງກ່າວສາມາດເປັນ:
- ຊ່ອງທາງເປີດ, ເໝາະສົມກັບພູມສັນຖານທີ່ອ່ອນໂຍນ ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ຳ,
- ທໍ່ (ທໍ່ຂຸດເຈາະເບື້ອງຕົ້ນ), ຖ້າພື້ນທີ່ມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກ ຫຼື ທ່ານຕ້ອງການຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍ.
ການອອກແບບຊ່ອງທາງສາຍພານຄວນເນັ້ນໃສ່ອັດຕາການໄຫຼທີ່ເໝາະສົມ. ຊ້າເກີນໄປຈະເຮັດໃຫ້ຕະກອນຕົກຕະກອນ; ໄວເກີນໄປຈະເພີ່ມການສູນເສຍພະລັງງານ ແລະ ຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການກັດເຊາະ.
ຄ. ອ່າງເກັບນ້ຳ (ດັກຊາຍ)
ສຳລັບກັງຫັນລົມ - ໂດຍສະເພາະກັງຫັນລົມ Pelton ແລະ Turgo - ຕະກອນດິນຊາຍສາມາດເຮັດໃຫ້ຫົວສີດ ແລະ ທໍ່ລະບາຍນ້ຳເສື່ອມໄວຂຶ້ນ. ອ່າງເກັບນ້ຳໄດ້ຖືກອອກແບບມາເພື່ອຫຼຸດຄວາມໄວໃນການໄຫຼ, ຊ່ວຍໃຫ້ຕະກອນຕົກລົງສູ່ພື້ນລຸ່ມ ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນລະບາຍອອກຜ່ານປະຕູລະບາຍນ້ຳ.
ງ. ໜ້າອ່າວ ແລະ ທາງນ້ຳລົ້ນ
ຊ່ອງທາງໜ້າແມ່ນອ່າງເກັບນ້ຳກ່ອນທີ່ນ້ຳຈະໄຫຼເຂົ້າໄປໃນປາກເຂື່ອນ. ໜ້າທີ່ຂອງມັນແມ່ນເພື່ອຮັກສາສະຖຽນລະພາບການໄຫຼ ແລະ ສະໜອງພື້ນທີ່ສຳລັບການລົ້ນຜ່ານທາງລະບາຍນ້ຳຮົ່ວຖ້າການລະບາຍນ້ຳມີຫຼາຍເກີນໄປ. ທາງລະບາຍນ້ຳຮົ່ວຊ່ວຍປ້ອງກັນຄວາມດັນທີ່ເກີນ ແລະ ການລົ້ນທີ່ບໍ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ ເຊິ່ງອາດຈະທຳລາຍປາກເຂື່ອນ ຫຼື ໂຄງສ້າງ.
ອ. ເພນສະຕອກ ຫາ ກັງຫັນ
ເຖິງແມ່ນວ່າປາກຊ່ອງນ້ຳບໍ່ແມ່ນສ່ວນໜຶ່ງຂອງຊ່ອງທາງເປີດ, ແຕ່ມັນເປັນການສືບຕໍ່ຂອງລະບົບການປ່ຽນເສັ້ນທາງ. ການຫັນປ່ຽນຈາກທາງໜ້າໄປຫາປາກຊ່ອງນ້ຳຕ້ອງລຽບງ່າຍເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານ ແລະ ຫຼີກລ່ຽງກະແສລົມທີ່ອາດຈະເຮັດໃຫ້ອາກາດໄຫຼຜ່ານ.
4. ຫຼັກການໄຮໂດຼລິກເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບ
ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງກະແສໄປຫາກັງຫັນແມ່ນສຸມໃສ່ການຮັກສາ Hnet ໃຫ້ສູງເທົ່າທີ່ຈະເປັນໄປໄດ້. ການສູນເສຍພະລັງງານ (ການສູນເສຍຫົວ) ເກີດຂຶ້ນຍ້ອນ:
- ແຮງສຽດທານຂອງຝາຂອງຊ່ອງ/ທໍ່,
- ການປ່ຽນແປງຂອງພາກຕັດຂວາງ,
- ຫັນ,
- ຄວາມວຸ້ນວາຍ.
ໃນຊ່ອງທາງເປີດ, ຜູ້ວາງແຜນມັກໃຊ້ສົມຜົນຂອງ Manning ເພື່ອປະເມີນຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງຄວາມຊັນ, ຄວາມຫຍາບຂອງຊ່ອງທາງ, ແລະ ຄວາມໄວຂອງການໄຫຼ. ໃນແນວຄວາມຄິດ, ຂັ້ນຕອນການເພີ່ມປະສິດທິພາບປະກອບມີ:
1. ກຳນົດພາກຕັດຂວາງຂອງຊ່ອງທາງທີ່ພຽງພໍ (ຮູບຊົງສີ່ຫຼ່ຽມມຸມສາກ ຫຼື ຮູບສີ່ຫຼ່ຽມມົນ) ສຳລັບການໄຫຼທີ່ໝັ້ນຄົງ.
2. ເລືອກວັດສະດຸຮອງພື້ນເຊັ່ນ: ຄອນກີດ, ກໍ່ອິດ, ຫຼື ເຍື່ອຫຸ້ມພື້ນດິນເພື່ອຄວບຄຸມຄວາມຫຍາບ ແລະ ການຮົ່ວໄຫຼ.
3. ຫຼຸດຜ່ອນການລ້ຽວທີ່ຄົມຊັດ; ຖ້າຫຼີກລ່ຽງບໍ່ໄດ້, ໃຫ້ໃຊ້ລັດສະໝີລ້ຽວຂະໜາດໃຫຍ່ ແລະ ການປ້ອງກັນໜ້າຜາ.
4. ຫຼີກລ່ຽງການປ່ຽນແປງລະດັບຄວາມສູງຢ່າງກະທັນຫັນທີ່ກະຕຸ້ນໃຫ້ເກີດຄວາມວຸ້ນວາຍ ແລະ ອາດຈະເປັນຮູຂຸມຂົນໃນພື້ນທີ່ປິດລ້ອມ.
5. ຈັດການຄວາມໄວວິກິດຂອງຕະກອນ, ເພື່ອວ່າອະນຸພາກຈະບໍ່ສະສົມແຕ່ບໍ່ກັດເຊາະຮ່ອງ.
ຜົນໄດ້ຮັບສຸດທ້າຍແມ່ນກະແສນ້ຳທີ່ “ສະຫງົບແຕ່ມີພະລັງ”: ໄວພຽງພໍທີ່ຈະນຳນ້ຳໄປໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ແຕ່ໝັ້ນຄົງພຽງພໍທີ່ຈະຫຼີກເວັ້ນຄວາມເສຍຫາຍ.
5. ການຄວບຄຸມຕະກອນ ແລະ ສິ່ງເສດເຫຼືອ: ປັດໄຈທີ່ກຳນົດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງກັງຫັນ
ລະບົບໄຟຟ້ານ້ຳຂະໜາດນ້ອຍຫຼາຍລະບົບບໍ່ສາມາດຕອບສະໜອງອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງການອອກແບບໄດ້ ເນື່ອງຈາກບັນຫາຕະກອນ. ດັ່ງນັ້ນ, ການອອກແບບຊ່ອງທາງປ່ຽນທິດທາງນ້ຳຄວນປະກອບມີຍຸດທະສາດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
- ຊັ້ນວາງຂີ້ເຫຍື້ອແບບຂັ້ນໄດ: ຜ້າກັ້ງຫຍາບຢູ່ບໍລິເວນທໍ່ຮັບນໍ້າ ແລະ ຜ້າກັ້ງລະອຽດໃກ້ກັບທາງໜ້າຂອງຖັງຂີ້ເຫຍື້ອ.
- ດັກດິນຊາຍທີ່ພຽງພໍ: ຄວາມຍາວ ແລະ ຄວາມເລິກພຽງພໍທີ່ຈະຖົມດິນຊາຍຂະໜາດໃດໜຶ່ງ (ກຳນົດຈາກຂໍ້ມູນຕະກອນ).
– ປະຕູລະບາຍນ້ຳ: ຕັ້ງຢູ່ບ່ອນທີ່ມີຕະກອນ, ໃຊ້ງານງ່າຍ, ແລະ ປອດໄພສຳລັບຜູ້ປະຕິບັດງານ.
– ການເຂົ້າເຖິງການບຳລຸງຮັກສາ: ເສັ້ນທາງກວດກາ, ພື້ນທີ່ເຮັດວຽກ ແລະ ຈຸດເຮັດຄວາມສະອາດ.
ກຸນແຈສຳຄັນຂອງການອອກແບບບໍ່ພຽງແຕ່ "ເຮັດວຽກໄດ້ເມື່ອມັນໃໝ່" ເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງຕ້ອງງ່າຍຕໍ່ການບຳລຸງຮັກສາຕະຫຼອດຫຼາຍປີທີ່ຜ່ານມາ.
6. ຄວາມປອດໄພຂອງໂຄງສ້າງ ແລະ ການຕ້ານທານນໍ້າຖ້ວມ
ຊ່ອງທາງປ່ຽນເສັ້ນທາງຕ້ອງສາມາດຕ້ານທານກັບການປ່ອຍນ້ຳທີ່ຮຸນແຮງໄດ້. ຂັ້ນຕອນສຳຄັນບາງຢ່າງ:
- ມີກະດານທີ່ພຽງພໍ (ຄວາມສູງໃນການບຳລຸງຮັກສາ) ເພື່ອວ່ານ້ຳຈະບໍ່ລົ້ນເມື່ອຄື້ນ ຫຼື ນ້ຳໄຫຼຂຶ້ນ.
- ການປ້ອງກັນໜ້າຜາດ້ວຍການກໍ່ສ້າງດ້ວຍຫີນ, ຮົ້ວ, ຫຼື ພືດພັນ.
- ໂຄງສ້າງທາງລະບາຍນ້ຳລົ້ນຢູ່ທາງໜ້າອ່າວ ຫຼື ທາງເຂົ້າເພື່ອກຳຈັດນ້ຳທີ່ໄຫຼອອກເກີນ.
- ກວດສອບປະຕູຮົ້ວ ແລະ ລະບົບປິດສຸກເສີນເພື່ອຕັດການໄຫຼໄປຫາປາກອ່າງໃນກໍລະນີທີ່ມີຄວາມເສຍຫາຍ.
ໃນພື້ນທີ່ທີ່ມັກເກີດດິນເຈື່ອນ, ຊ່ອງທາງລະບາຍນ້ຳຕ້ອງຫຼີກລ່ຽງຄວາມລາດຊັນທີ່ບໍ່ໝັ້ນຄົງ. ຖ້າເປັນໄປບໍ່ໄດ້, ການເສີມແຮງຂອງດິນ, ການລະບາຍນ້ຳລາດຊັນ, ແລະ ການຕິດຕາມກວດກາແມ່ນມີຄວາມຈຳເປັນ.
7. ການພິຈາລະນາດ້ານການດຳເນີນງານ ແລະ ສິ່ງແວດລ້ອມ
ການເພີ່ມປະສິດທິພາບດ້ານວິຊາການບໍ່ຄວນລະເລີຍດ້ານສັງຄົມ ແລະ ສິ່ງແວດລ້ອມ. ລະບົບການປ່ຽນເສັ້ນທາງທີ່ດີ:
- ຮັກສາການປ່ອຍນ້ຳຈາກແມ່ນ້ຳໃຫ້ໜ້ອຍທີ່ສຸດສຳລັບລະບົບນິເວດ,
- ຫຼີກລ່ຽງການລົບກວນການເຄື່ອນຍ້າຍຂອງປາຫຼາຍເກີນໄປ (ຖ້າກ່ຽວຂ້ອງ),
- ພິຈາລະນາເຖິງຄວາມຕ້ອງການດ້ານຊົນລະປະທານ ຫຼື ນ້ຳດິບຂອງຊຸມຊົນ,
- ປ້ອງກັນການປ່ຽນແປງຮູບຮ່າງຂອງແມ່ນໍ້າທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການເຊາະເຈື່ອນທາງລຸ່ມຂອງແມ່ນໍ້າ.
ໃນຫຼາຍໆໂຄງການ, ຄວາມສຳເລັດໃນໄລຍະຍາວແມ່ນຖືກກຳນົດໂດຍການຍອມຮັບຂອງຊຸມຊົນ ແລະ ການປະຕິບັດຕາມລະບຽບການດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ.
8. ເຄ ສີມພູລານ
ການອອກແບບຊ່ອງທາງປ່ຽນທິດທາງນ້ຳແມ່ນພື້ນຖານທີ່ສຳຄັນສຳລັບການຮັບປະກັນວ່າກັງຫັນນ້ຳໄດ້ຮັບການໄຫຼຂອງນ້ຳທີ່ດີທີ່ສຸດ, ທັງໃນດ້ານການປ່ອຍນ້ຳ, ຄວາມໝັ້ນຄົງ, ແລະ ຄຸນນະພາບ (ບໍ່ມີຕະກອນ ແລະ ສິ່ງເສດເຫຼືອ). ໂດຍການພິຈາລະນາຕົວກຳນົດທາງອຸທົກກະສາດ, ພູມສັນຖານ, ການສູນເສຍພະລັງງານ, ການຄວບຄຸມຕະກອນ, ແລະ ປັດໄຈດ້ານຄວາມປອດໄພ ແລະ ສິ່ງແວດລ້ອມ, ລະບົບປ່ຽນທິດທາງນ້ຳສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບການຜະລິດນ້ຳໄດ້ ພ້ອມທັງຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງກັງຫັນນ້ຳ. ໃນທີ່ສຸດ, ຊ່ອງທາງປ່ຽນທິດທາງນ້ຳບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນ "ຄູນ້ຳສົ່ງນ້ຳ," ແຕ່ເປັນລະບົບທີ່ຖືກອອກແບບມາເພື່ອກຳນົດວ່າພະລັງງານນ້ຳສາມາດປ່ຽນເປັນໄຟຟ້າໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ ແລະ ຍືນຍົງແນວໃດ.
