Усан цахилгаан станцуудад усны урсгалыг хянах хаалга, хавхлагын төрлүүд
Усан цахилгаан станцууд (УЦЦС) нь энгийн зарчмаар ажилладаг боловч маш нарийн хяналт шаарддаг: усны потенциал энергийг турбинд механик энерги болгон хувиргаж, дараа нь генератороор дамжуулан цахилгаан энерги болгон хувиргадаг. Энэ процессын ард аюулгүй, тогтвортой, үр ашигтай, засвар үйлчилгээ хийхэд хялбар ажиллагааг хангах цогц усны урсгалын хяналтын систем оршдог. Энэ системийн хоёр гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь хаалга, хавхлага юм. Хоёулаа усны хэрэглээний янз бүрийн цэгүүдэд - ус нэвтрүүлэх хоолой болон босоо амнаас турбины хэсэг хүртэл усны урсгалыг зохицуулах, тусгаарлах, аюулгүй байлгах үүрэгтэй. Энэ нийтлэлд усан цахилгаан станцуудад түгээмэл хэрэглэгддэг хаалга, хавхлагын төрлүүд, тэдгээрийн үүрэг, шинж чанаруудын талаар авч үзэх болно.
Усан цахилгаан станцуудад хаалга, хавхлагын үүрэг
Ерөнхийдөө хаалгануудыг том суваг эсвэл нүхэнд, ялангуяа өндөр урсгалын хурд болон тодорхой даралттай нөхцөлд "хаалга" болгон ашигладаг. Хаалга нь ихэвчлэн ус нэвтрүүлэх хоолой, асгаралтын суваг, ус зайлуулах суваг гэх мэт барилгын байгууламжид байдаг. Үүний зэрэгцээ хавхлагууд нь даралттай хоолойн системд (жишээлбэл, хаалт, тойрог зам, ус зайлуулах хоолой эсвэл хөргөлтийн систем) илүү түгээмэл байдаг бөгөөд сайн хяналт эсвэл тусгаарлах чадварыг хангахын зэрэгцээ өндөр даралтыг тэсвэрлэх зориулалттай.
Усан цахилгаан станцын хаалга, хавхлагын үндсэн үүрэгт дараахь зүйлс орно.
1. Урсгал тусгаарлах: үзлэг, засвар үйлчилгээ эсвэл онцгой байдлын үед урсгалыг таслах.
2. Гадагшлуулах хяналт: турбин эсвэл туслах системд урсах урсгалын хэмжээг зохицуулдаг.
3. Тоног төхөөрөмжийн хамгаалалт: хэвийн бус нөхцөлд усны алхнаас урьдчилан сэргийлэх, даралтыг хязгаарлах, турбин болон сэнсний стокийг бэхлэх.
4. Яаралтай ажиллагаа: системийг хамгаалахын тулд хурдан хаах боломжийг олгодог.
Усан цахилгаан станцуудын хаалганы төрлүүд (усны хаалга)
1. Гулсах хаалга (Шаардлагын хаалга)
Гулсах хаалга нь урсгалыг нээх эсвэл хаахын тулд дээш доош хөдөлдөг босоо гулсах хаалга юм. Энэ төрлийг ус нэвтрүүлэх хоолой, суваг эсвэл ус зайлуулах/усаах сувагт өргөн ашигладаг. Үүний давуу талууд нь харьцангуй энгийн хийц, харьцангуй хямд өртөг, том нүхэнд тохиромжтой байдал юм. Гулсах хаалгыг хэмжээ, шаардлагаас хамааран гараар, цахилгаанаар эсвэл гидравликаар ажиллуулж болно.
Нийтлэг хэрэглээ: ус зайлуулах суваг, тунадас зайлуулах суваг, тойрч гарах суваг.
2. Радиал хаалга (Тайнтер хаалга)
Радиаль хаалга нь муруй хэлбэртэй бөгөөд голын үзүүртэй тул усны хүчний илүү сайн хуваарилалтыг хангадаг. Эдгээр хаалга нь ихэвчлэн далан болон асгаралтын замд ашиглагддаг, учир нь тэдгээр нь том гулсах хаалгатай харьцуулахад их хэмжээний ус зайлуулах хоолойг бага хүчин чармайлтаар зохицуулж чаддаг. Радиаль хаалга нь мөн усан сангийн усны түвшинг хурдан хянах боломжийг олгодог.
Түгээмэл хэрэглээ: асгаралтын хаалга, далан дээрх гаралтын байгууламж, усан сангийн түвшний зохицуулагч.
3. Тогтмол дугуйтай хаалга
Энэ төрөл нь гулсах хаалганы нэг хувилбар боловч хаалганы хажуу талд дугуйтай тул онгойлгох, хаах үеийн үрэлтийг мэдэгдэхүйц бууруулдаг. Хөдөлгөөнгүй дугуйтай хаалгыг том хаалганд эсвэл усны өндөр даралт нь ердийн гулсах хаалганы үрэлтийг хэт их болгодог тохиолдолд ашигладаг.
Ердийн хэрэглээ: том хэмжээний ус нэвтрүүлэх хоолой, даралттай залгуур, ус нэвтрүүлэх байгууламж дээрх үйлчилгээний хаалга.
4. Роллер хаалга
Роллер хаалга нь ачааллыг даах, хаалганы хөдөлгөөнийг хөнгөвчлөхийн тулд цилиндр хэлбэртэй роллер ашигладаг. Хөдөлгөөнгүй дугуйтай хаалгатай харьцуулахад роллер хаалга нь маш том хаалга болон хүнд ачаатай хаалганд тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь механик нарийн төвөгтэй байдал, засвар үйлчилгээний өндөр шаардлагыг шаарддаг.
Нийтлэг хэрэглээ: том хэмжээний асгаралтын суваг эсвэл гарц, өндөр урсацтай далан дээрх хаалга.
5. Хавтасны хаалга
Хаалганы хаалт нь ихэвчлэн нэг чиглэлийн урсгалын даралтаас болж нээгдэж, урвуу урсгал үүсэх үед хаадаг нугастай хаалганы хэлбэртэй байдаг. Усан цахилгаан станцын хувьд хаалттай хаалтыг ихэвчлэн ус зайлуулах систем, ус зайлуулах хоолой эсвэл тодорхой гарцуудад ашигладаг бөгөөд энэ нь үйл ажиллагааг тасалдуулж болзошгүй эсвэл тодорхой газруудыг үерт автуулж болзошгүй урвуу урсгалаас урьдчилан сэргийлдэг.
Нийтлэг хэрэглээ: ус зайлуулах хоолой, ус буцах гарц, орон нутгийн үерийн хамгаалалтын систем.
6. Зогсоолын түгжээ болон хаалттай хаалга
Тогтмол ажиллагаатай хаалганаас ялгаатай нь хаалт болон хаалттай хаалга нь түр тусгаарлах зориулалттай хаалтын төхөөрөмж юм. Хаалт нь нүхийг хаах зориулалттай төмөр зам дээр байрлуулсан блокуудаас бүрддэг бол хаалттай хаалга нь үзлэг, засвар үйлчилгээний үед тусгаарлах зориулалттай дан, том хаалга юм. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь агааржуулалтын систем эсвэл хаалттай хоолойн засвар үйлчилгээний үед аюулгүй байдлыг хангахад зайлшгүй шаардлагатай.
Нийтлэг хэрэглээ: засвар үйлчилгээний ажил эхлэхээс өмнө оролтын тусгаарлалт, сувгийн тусгаарлалт.
Усан цахилгаан станцын хавхлагын төрлүүд
1. Эрвээхэй хавхлага
Эрвээхэй хавхлагууд нь урсгалыг нээх/хаахдаа эргэлдэгч диск ашигладаг. Эдгээр хавхлагууд нь харьцангуй авсаархан хийц, хөнгөн жин, том диаметрт тохиромжтой тул түгээмэл байдаг. Усан цахилгаан станцуудад эрвээхэй хавхлагуудыг ихэвчлэн тодорхой төхөөрөмжүүд, ялангуяа дунд даралттай үед гол оролтын хавхлага (MIV), эсвэл тойрч гарах шугам болон туслах систем дээр тусгаарлах хавхлага болгон ашигладаг.
Гол сул тал нь маш өндөр даралтын хэрэглээнд гоожиж, чичиргээ үүсэхээс зайлсхийхийн тулд дизайн болон битүүмжлэл нь маш найдвартай байх ёстой.
Ердийн хэрэглээ: босоо амнаас турбин хүртэл (загвараас хамаарч), хөргөлтийн систем, ус зайлуулах шугам болон тойруу замууд.
2. Бөмбөрцөг хавхлага (Усан цахилгаан станцын бөмбөлөг хавхлага)
Усан цахилгаан станцын хувьд бөмбөрцөг хавхлага гэдэг нэр томьёо нь өндөр даралт болон өндөр урсгалын хурдад зориулан тусгайлан бүтээсэн том бөмбөлөг хавхлагыг хэлдэг. Эдгээр хавхлагууд нь маш сайн битүүмжлэх шинж чанартай бөгөөд өндөр даралттай тусгаарлах шаардлагад тохиромжтой. Бөмбөрцөг хавхлагыг өндөр даралттай цахилгаан станцуудад MIV болгон түгээмэл ашигладаг бөгөөд турбины төхөөрөмжийг тусгаарлах шаардлагатай үед нэмэлт аюулгүй байдлыг хангадаг.
Ердийн хэрэглээ: өндөр даралттай гол турбины оролт, гол сэнсний амсар.
3. Зүү хавхлага
Зүү хавхлагууд нь урсгалыг нарийн зохицуулахын тулд үзүүртэй "зүү" эсвэл бөглөө ашигладаг. Усан цахилгаан станцуудад зүү хавхлагыг ихэвчлэн тойрч гарах систем, ус зайлуулах урсгалын хяналт эсвэл даралтыг бууруулах тусгай системд ашигладаг. Тэдний гол давуу тал нь бага эсвэл дунд урсгалын хурдтай үед ч урсгалыг нарийн хянах чадвар бөгөөд даралтын огцом өсөлтийн эрсдлийг бууруулахад тохиромжтой.
Ердийн хэрэглээ: лангууны тойрч гарах, даралтыг дүүргэх/цэнэггүйжүүлэх, нарийвчлалтай урсгалын хяналтын систем.
4. Хаалганы хавхлага (Хоолойн хаалганы хавхлага)
Иргэний усны хаалга болох хаалганаас гадна даралттай хоолойн системд хаалганы хавхлагууд бас байдаг. Эдгээр хавхлагууд нь бүрэн онгойлгоход урсгалын эсэргүүцэл багатай тул асаах/унтраах (тусгаарлах) функцэд тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч хаалганы хавхлагууд нь элэгдэл, чичиргээ үүсгэж болзошгүй тул хаалт хийхэд (хагас онгойлгох тохиргоо) тохиромжгүй.
Ердийн хэрэглээ: туслах хоолой, ус зайлуулах хоолой, үйлчилгээний шугамыг тусгаарлах.
5. Бөмбөрцөг хавхлага
Бөмбөрцөг хавхлагууд нь урсгалын шинж чанарыг хаалганы хавхлагуудаас илүү хянах боломжтой тул урсгалын хяналт (throttled)-д маш сайн байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь даралтын уналт илүү их байдаг. Усан цахилгаан станцуудад бөмбөрцөг хавхлагууд нь турбин-генераторын ажиллагааг дэмждэг багаж хэрэгслийн систем, хөргөлтийн шугам, тосолгооны материал, хийн/гидравлик системд түгээмэл байдаг.
Ердийн хэрэглээ: туслах системийн урсгалын хяналт, хөргөлтийн шугам, тосолгооны систем.
6. Буцах хавхлага (Буцах бус хавхлага)
Буцах хавхлагууд нь насосыг гэмтээх, системийн тогтвортой байдлыг алдагдуулах эсвэл тоног төхөөрөмжид буцах даралт үүсгэх урвуу урсгалаас сэргийлдэг. Усан цахилгаан станцуудад буцах хавхлагууд нь ус зайлуулах насосны систем, хөргөлтийн усны систем болон турбины ажиллагаатай холбоотой тодорхой шугамуудад зайлшгүй шаардлагатай байдаг.
Нийтлэг хэрэглээ: шахуургын систем, хөргөлтийн ус, ус зайлуулах хоолой, дүүргэлтийн систем.
7. Даралт бууруулах хавхлага ба агаарын хавхлага
Усан цахилгаан станцууд усны алх болон даралтын хэлбэлзлийн эрсдэлтэй тулгардаг. Тиймээс илүүдэл даралтыг бууруулахын тулд даралтыг бууруулах хавхлагууд, мөн хоолойд хуримтлагдсан агаарыг гаргах эсвэл вакуум үүсэхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд агаарын хавхлагууд (агаар гаргах/вакуум хавхлагууд) суурилуулдаг. Эдгээр хавхлагууд нь үргэлж "гол хавхлагууд" биш боловч хоолойн системийн аюулгүй байдалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Нийтлэг хэрэглээ: хашааны хамгаалалт, хоолойн өндөр цэгүүд, даралтын аюулгүйн систем.
Хаалга болон хавхлагыг сонгоход анхаарах зүйлс
Хаалга болон хавхлагын төрлийг ерөнхийд нь авч үзэх боломжгүй, учир нь энэ нь усан цахилгаан станцын нөхцөл байдлаас хамаарна, үүнд:
– Усны даралт (усны хүрхрээний өндөр) ба ажлын даралт
– Дизайны гарц болон суваг/хоолойны диаметр
– Үйл ажиллагааны шаардлага: зөвхөн тусгаарлалт эсвэл урсгалын нарийн хяналт шаардлагатай
– Хаалтын хурд болон хэт халалт/усны алхны эрсдэл
– Тунадас болон хог хаягдлын нөхцөл байдал (мөмөр, хог хаягдал, элс)
– Битүүмжлэлийн найдвартай байдал болон үзлэг, засвар үйлчилгээний хялбар байдал
– Хөтлөгч систем: механик, цахилгаан, гидравлик эсвэл хосолсон
Жишээлбэл, өндөр даралттай болон өндөр найдвартай тусгаарлах шаардлагын хувьд эрвээхэй хавхлагаас илүү бөмбөрцөг хавхлагыг илүүд үздэг. Гэсэн хэдий ч хязгаарлагдмал зайтай, хэмнэлттэй тусгаарлах шаардлагатай том диаметртэй тохиолдолд эрвээхэй хавхлаг нь үр дүнтэй шийдэл байж болно.
Хаах
Хаалга, хавхлага нь усан цахилгаан станцуудын усны урсгалыг зохицуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд үүнд ус нэвтрүүлэх хоолой, асгаралтын суваг зэрэг иргэний дэд бүтэц, мөн даралтын хоолой, туслах шугам зэрэг даралттай хоолойн системд ч мөн адил чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Гулсах хаалга, радиаль хаалга, тогтмол дугуйтай хаалга, түгжээ нь том нүхийг хянах, усан сангийн усыг удирдахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Үүний зэрэгцээ эрвээхэй хавхлага, бөмбөрцөг хавхлага, зүү хавхлага, бөмбөрцөг хавхлага болон янз бүрийн хамгаалалтын хавхлагууд нь даралтын дор турбин руу чиглэсэн хяналттай, аюулгүй, тогтвортой урсгалыг хангадаг.
Хаалга, хавхлагын төрөл бүрийн шинж чанарыг ойлгосноор усан цахилгаан станцын операторууд болон дизайнерууд нь цахилгаан үүсгүүрийн үр ашгийг дэмжих, эвдрэлийн эрсдэлийг бууруулах, урт хугацааны ашиглалтын аюулгүй байдал, найдвартай байдлыг сайжруулах хамгийн тохиромжтой төхөөрөмжийг тодорхойлж чадна.
