ရေအားလျှပ်စစ်ဓာတ်အားပေးစက်ရုံစနစ်တွင် တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်ကို မည်သို့တွက်ချက်ရမည်နည်း

ရေအားလျှပ်စစ်ဓာတ်အားပေးစက်ရုံစနစ်တွင် တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်ကို မည်သို့တွက်ချက်ရမည်နည်း

ရေအားလျှပ်စစ်ဓာတ်အားပေးစက်ရုံများ (PLTA) သည် မတူညီသောအမြင့် (heads) ရှိရေ၏ အလားအလာစွမ်းအင်ကို အသုံးပြု၍ တာဘိုင်တွင် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာစွမ်းအင်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပြီးနောက် ဂျင်နရေတာမှတစ်ဆင့် လျှပ်စစ်စွမ်းအင်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပေးသည်။ ရေအားလျှပ်စစ်ဓာတ်အားပေးစက်ရုံတွင် အရေးကြီးဆုံးစွမ်းဆောင်ရည်ညွှန်းကိန်းများထဲမှတစ်ခုမှာ တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်ဖြစ်ပြီး ဤကန့်သတ်ချက်သည် တာဘိုင်သည် ရေ၏ရေအားလျှပ်စစ်စွမ်းအင်ကို ရိုးတံ (စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ) စွမ်းအားအဖြစ် မည်မျှကောင်းမွန်စွာပြောင်းလဲပေးသည်ကို ညွှန်ပြသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားလေ၊ တူညီသောထုတ်လွှတ်မှုနှင့် head မှ ပါဝါပိုမိုထုတ်လုပ်နိုင်လေဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် နောက်ဆုံးတွင် လည်ပတ်စရိတ်များ၊ ဝန်အားအကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းနှင့် ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှုဆုံးဖြတ်ချက်များအပေါ် တိုက်ရိုက်သက်ရောက်မှုရှိသည်။

ဤဆောင်းပါးသည် ရေအားလျှပ်စစ်ဓာတ်အားပေးစနစ်တွင် တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်ကို မှန်ကန်စွာတွက်ချက်နိုင်စေရန်အတွက် တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်၏ အဓိပ္ပာယ်၊ အသုံးပြုထားသော ဖော်မြူလာများ၊ တိုင်းတာရန်လိုအပ်သော အချက်အလက်၊ တွက်ချက်မှုအဆင့်များနှင့် ရိုးရှင်းသော ဥပမာများကို ဆွေးနွေးထားပါသည်။

-

၁။ တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်ဆိုင်ရာ သဘောတရားကို နားလည်ခြင်း

ယေဘုယျအားဖြင့် ထိရောက်မှုဆိုသည်မှာ “အသုံးဝင်သော အထွက်” နှင့် “ထည့်သွင်းမှု” အချိုးဖြစ်သည်။ ရေအားလျှပ်စစ်တာဘိုင်များတွင်-

– အဝင်- ရေ၏ ဟိုက်ဒရောလစ်စွမ်းအား (ရေစီးကြောင်းနှင့် စွန့်ထုတ်မှုကြောင့် ရေစွမ်းအင် ရရှိနိုင်ပါသည်)။
– အထွက်- တာဘိုင်ရိုးတံပေါ်ရှိ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ စွမ်းအား (ရိုးတံ စွမ်းအား)။

ထို့ကြောင့် တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည် (η_t) ကို အောက်ပါအတိုင်း အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုထားသည်-

\[
\eta_t = \frac{P_{mechanical}}{P_{hydraulic}} \x100\%
\]

တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်တန်ဖိုးများသည် တာဘိုင်အမျိုးအစား (Francis၊ Kaplan၊ Pelton)၊ လည်ပတ်မှုအခြေအနေများနှင့် ဒီဇိုင်းနှင့် ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှုအရည်အသွေးပေါ် မူတည်၍ ၈၀-၉၅% အတွင်း ရှိသည်။ လက်တွေ့တွင် တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်သည် ပုံသေတန်ဖိုးမဟုတ်ပါ။ ၎င်းသည် ဝန်၊ စီးဆင်းမှုနှုန်းနှင့် head တို့အပေါ် မူတည်၍ ကွဲပြားသည်။

-

၂။ ရေ ဟိုက်ဒရောလစ်ပါဝါ (တာဘိုင်ထည့်သွင်းမှု) တွက်ချက်ခြင်း

ဟိုက်ဒရောလစ်ပါဝါဆိုသည်မှာ တာဘိုင်တစ်ခုကို လည်ပတ်ရန် ရေက "သယ်ဆောင်" သည့် တစ်ယူနစ်လျှင် စွမ်းအင်ဖြစ်သည်။ စံပုံသေနည်းမှာ-

\[
P_ဟိုက်ဒရောလစ်} = \rho \cdot g \cdot Q \cdot H
\]

သတင်းအချက်အလက်:
– \( \rho \) = ရေ၏သိပ်သည်းဆ (kg/m³)၊ ယေဘုယျအားဖြင့် ~1000 kg/m³
– \( g \) = ဆွဲငင်အားကြောင့် အရှိန် (m/s²)၊ ~၉.၈၁ m/s²
– \( Q \) = ရေထုတ်လွှတ်မှု (m³/s)
– \( H \) = အသားတင်ဦးခေါင်း (မီတာ)

အရေးကြီးမှတ်ချက်- စုစုပေါင်းခေါင်းကို မသုံးဘဲ အသားတင်ခေါင်းကိုသုံးပါ။ အသားတင်ခေါင်းဆိုသည်မှာ penstock ရှိ ပွတ်တိုက်မှု၊ အဆို့ရှင်ဆုံးရှုံးမှုများ၊ ပိုက်ကွေးမှုများ၊ အမှိုက်ပုံးများ စသည်တို့ကဲ့သို့သော ဆုံးရှုံးမှုများကို နုတ်ပြီးနောက် ကျန်ရှိနေသော ခေါင်းဖြစ်သည်။

သဘောတရားအရ သင့်မှာ ခေါင်းမာမှုပဲ ရှိရင်-

\[
H_{အသားတင်} = H_{စုစုပေါင်း} – h_f
\]

ဤတွင် \(h_f\) သည် စုစုပေါင်း စွမ်းအင် ဆုံးရှုံးမှု (m) ဖြစ်သည်။

-

၃။ တာဘိုင်စက်ပိုင်းဆိုင်ရာစွမ်းအား (တာဘိုင်အထွက်) ကို ဆုံးဖြတ်ခြင်း

torque နှင့် rotation speed data ရှိပါက turbine shaft ပေါ်ရှိ mechanical power ကို တွက်ချက်နိုင်သည်-

\[
P_{mechanics} = T \cdot \omega
\]

ဒါမှမဟုတ်

\[
P_{စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ} = \frac{2\pi n T}{60}
\]

သတင်းအချက်အလက်:
– \( T \) = လိမ်အား (N·m)
– \( \omega \) = ထောင့်အလျင် (rad/s)
– \( n \) = လည်ပတ်မှု (rpm)

သို့သော် ရေအားလျှပ်စစ်ဓာတ်အားပေးစက်ရုံများစွာတွင် တိုက်ရိုက် torque တိုင်းတာမှုများကို အမြဲတမ်းရရှိနိုင်ခြင်းမရှိပါ။ တနည်းအားဖြင့် ဂျင်နရေတာနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂီယာစနစ်၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပြင်ဆင်ခြင်းဖြင့် ဂျင်နရေတာ၏ လျှပ်စစ်အထွက်မှ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာပါဝါကို ခန့်မှန်းနိုင်သည်-

\[
P_{စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ} \approx \frac{P_{လျှပ်စစ်}}{\eta_{ဂျင်နရေတာ} \cdot \eta_{coupling}}
\]

ချိတ်ဆက်မှုသည် တိုက်ရိုက်ဖြစ်ပြီး စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဆုံးရှုံးမှုများ နည်းပါးပါက တစ်ခါတစ်ရံတွင် လုံလောက်ပါသည်။

\[
P_{စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ} \approx \frac{P_{လျှပ်စစ်}}{\eta_{ဂျင်နရေတာ}}
\]

-

၄။ အသုံးအများဆုံး တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည် ဖော်မြူလာ

\(P_{hydraulic}\) နှင့် \(P_{mechanical}\) ကို သိရှိပြီးသည်နှင့် တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်မှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်-

\[
\eta_t = \frac{P_{mechanical}}{\rho \cdot g \cdot Q \cdot H} \x100\%
\]

သင်သည် အဆင့်သတ်မှတ်ထားသော လျှပ်စစ်ဓာတ်အား (ဂျင်နရေတာအထွက်) ကို အသုံးပြုပါက၊ အမှန်တကယ်တွက်ချက်ထားသည်မှာ ယူနစ်၏ စုစုပေါင်းစွမ်းဆောင်ရည် (တာဘိုင် + ဂျင်နရေတာ) ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းကို ဂျင်နရေတာ စွမ်းဆောင်ရည်ဒေတာနှင့် မခွဲခြားပါက-

– စုစုပေါင်းယူနစ်ထိရောက်မှု:
\[
\eta_{total} = \frac{P_{electric}}{\rho g QH} \x100\%
\]

– တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည် (ဂျင်နရေတာစွမ်းဆောင်ရည်ကို သိရှိပါက):
\[
\eta_t = \frac{\eta_{total}}{\eta_{generator}}
\]

-

၅။ တိုင်းတာရန်လိုအပ်သော ကွင်းဆင်းဒေတာ

တွက်ချက်မှုရလဒ်များ တိကျမှန်ကန်စေရန်အတွက် အောက်ပါဒေတာများ ရရှိနိုင်သင့်သည်-

၁။ ရေထုတ်လွှတ်မှု (Q)
ရေအားလျှပ်စစ်ဓာတ်အားပေးစက်ရုံ၏ ဒီဇိုင်းပေါ် မူတည်၍ ချန်နယ်အတွင်းရှိ စီးဆင်းမှုမီတာ၊ အာထရာဆောင်းစီးဆင်းမှုမီတာ သို့မဟုတ် ထုတ်လွှတ်မှုတိုင်းတာသည့်နည်းလမ်းဖြင့် တိုင်းတာနိုင်သည်။

၂။ အသားတင်ဦးခေါင်း (H)
ဆုံးရှုံးမှုများကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားခြင်းဖြင့် ဖိအား/အဆင့် ကွာခြားချက်မှ ရရှိသည်။ တာဘိုင်ဝင်ပေါက်ရှိ ဖိအားပြောင်းလဲစက်နှင့် အမြင့်ဒေတာကို အသုံးပြု၍ တိုင်းတာမှုများ ပြုလုပ်နိုင်သည်။

၃။ ဂျင်နရေတာမှ ထွက်ရှိမည့် ပါဝါ (P_electric)
လိုအပ်ပါက power factor data နှင့်အတူ control panel (kW သို့မဟုတ် MW) မှယူထားသည်။

၄။ ဂျင်နရေတာ စွမ်းဆောင်ရည် (η_ဂျင်နရေတာ)
ပုံမှန်အားဖြင့် စက်ရုံစမ်းသပ်မှုမျဉ်းကွေးတွင် တွေ့ရှိရပြီး ဝန်အားပေါ်တွင် မူတည်ပါသည်။

၅။ လည်ပတ်မှုအမြန်နှုန်း (n) နှင့် torque (T) (ရရှိနိုင်ပါက)
shaft power ကို တိုက်ရိုက်တွက်ချက်ရန်အတွက် အသုံးဝင်သည်။

ဒေတာအရည်အသွေးသည် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။ head သို့မဟုတ် flow တိုင်းတာမှုများတွင် အမှားအယွင်းအနည်းငယ်သည် ထိရောက်မှု သွေဖည်မှုများကို ကြီးမားစွာ ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။

-

၆။ တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်တွက်ချက်ရန် အဆင့်များ

သင်လိုက်နာနိုင်သော ရိုးရှင်းသော စီးဆင်းမှုတစ်ခု ဤတွင်ဖြစ်သည်-

၁။ တာဘိုင်တည်ငြိမ်နေချိန်တွင် (တည်ငြိမ်သောအခြေအနေ) လည်ပတ်မှုဒေတာကို စုဆောင်းပါ- Q၊ H_netto၊ P_electric၊ cos φ (လိုအပ်ပါက)။
၂။ ဟိုက်ဒရောလစ်ပါဝါကို တွက်ချက်ပါ-
\[
P_{hydraulic} = \rho g QH
\]
၃။ ရိုးတံစက်ပိုင်းဆိုင်ရာပါဝါခန့်မှန်းချက်-
– torque sensor ရှိပါက \(P_{mechanical} = 2\pi nT/60\) ကိုသုံးပါ။
– မဟုတ်ပါက- \(P_{mechanical} \approx P_{electrical}/\eta_{generator}\) ကိုသုံးပါ။
၄။ တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်ကို တွက်ချက်ပါ-
\[
\eta_t = P_{စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ}/P_{ဟိုက်ဒရောလစ်}
\]
၅။ ကျိုးကြောင်းဆီလျော်မှု ရှိ၊ မရှိ စစ်ဆေးရန် ထုတ်လုပ်သူထံမှ တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်မျဉ်းကွေး (တောင်ကုန်းဇယား သို့မဟုတ် စွမ်းဆောင်ရည်မျဉ်းကွေး) နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါ။

-

၇။ ရိုးရှင်းသော တွက်ချက်မှု ဥပမာ

ရေအားလျှပ်စစ်ယူနစ်တစ်ခုတွင် အောက်ပါဒေတာများရှိသည်ဟု ယူဆပါ-
– စွန့်ထုတ်မှု \(Q\) = 12 m³/s
– အသားတင်ဦးခေါင်း \(H\) = ၄၅ မီတာ
– ရေ၏သိပ်သည်းဆ \( \rho \) = 1000 kg/m³
- ဆွဲငင်အား \( g \) = 9,81 m/s²
– အဆင့်သတ်မှတ်ထားသော လျှပ်စစ်ဓာတ်အား \(P_{electricity}\) = ၄.၆ မဂ္ဂါဝပ်
- ဂျင်နရေတာ စွမ်းဆောင်ရည် \( \eta_{ဂျင်နရေတာ} \) = 0,97

၁) ဟိုက်ဒရောလစ်ပါဝါ
\[
P_hydraulic} = 1000 x 9,81 x 12 x 45
\]
\[
P_{hydraulic} = ၅,၂၉၇,၄၀၀ \text{ W} \approx ၅.၃၀ \text{ MW}
\]

၂) ရှပ်စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ စွမ်းအား (ခန့်မှန်းခြေ)
\[
P_{စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ} \approx \frac{4,6}{0,97} = 4,742 \text{ MW}
\]

၃) တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်
\[
\eta_t = \frac{4,742}{5,30} \x100\% \ခန့်မှန်းခြေ 89,5\%
\]

အကောင်းဆုံးအဆင့်နီးပါး လည်ပတ်နေသော ဓာတ်ပြုမှုတာဘိုင်များစွာအတွက် ၈၉.၅% ရလဒ်သည် လက်တွေ့ကျသော်လည်း၊ နောက်ဆုံးတရားဝင်မှုကို စွမ်းဆောင်ရည်မျဉ်းကွေးများနှင့် ကိရိယာတိကျမှုဖြင့် အတည်ပြုရန် လိုအပ်နေသေးသည်။

-

၈။ တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်ကို သက်ရောက်မှုရှိသောအချက်များ

တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်သည် အောက်ပါအကြောင်းရင်းများကြောင့် ကျဆင်းနိုင်သည်-

– ဒီဇိုင်းအမှတ်မှ ဝေးကွာသော လုပ်ဆောင်ချက် (အားလွှတ်မှု နိမ့်လွန်း/မြင့်လွန်းခြင်း၊ အကောင်းဆုံး မဟုတ်သော ဝန်အား)။
– အရည်ယိုစိမ့်ခြင်း၊ အထူးသဖြင့် အချို့သော ဦးခေါင်းများ သို့မဟုတ် အလွန်နိမ့်သော အထွက်ဖိအားများတွင်။
– အနည်အနှစ်/သဲ (ပွန်းပဲ့ခြင်း) ကြောင့် ဓားသွားပျက်စီးခြင်း သို့မဟုတ် တိုက်စားခြင်း။
– ညစ်ပတ်နေသော penstock များ၊ ပိတ်ဆို့နေသော အမှိုက်ပုံးများ သို့မဟုတ် အကောင်းဆုံးမဟုတ်သော အဆို့ရှင်များကြောင့် ဟိုက်ဒရောလစ်ဆုံးရှုံးမှုများ တိုးလာသည်။
– head နှင့် flow တိုင်းတာမှုများတွင် အမှားအယွင်းများသည် စွမ်းဆောင်ရည် ကျဆင်းသွားပုံရပြီး ၎င်းမဖြစ်ပေါ်သည့်အခါတွင် လျော့ကျသွားပုံရသည်။

ထို့ကြောင့် ထိရောက်မှု အကဲဖြတ်ခြင်းကို အခါအားလျော်စွာ ပြုလုပ်သင့်ပြီး စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ အခြေအနေ စစ်ဆေးခြင်းနှင့် ကိရိယာတန်ဆာပလာ အတည်ပြုခြင်းတို့နှင့်အတူ တွဲဖက်လုပ်ဆောင်သင့်သည်။

-

၈။ နိဂုံးချုပ်

ရေအားလျှပ်စစ်ဓာတ်အားပေးစနစ်တွင် တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်တွက်ချက်ခြင်းတွင် ရေ၏ရေအားလျှပ်စစ်စွမ်းအားကို တာဘိုင်မှဖမ်းယူထားသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာစွမ်းအားနှင့် နှိုင်းယှဉ်ခြင်းပါဝင်သည်။ အောင်မြင်သောတွက်ချက်မှု၏ အဓိကသော့ချက်မှာ အသားတင်ရေအား၊ ယုံကြည်စိတ်ချရသော ထုတ်လွှတ်မှုတိုင်းတာမှုများနှင့် တာဘိုင်စွမ်းဆောင်ရည်ကို ဂျင်နရေတာစွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ခွဲထုတ်ခြင်းတို့ကို အသုံးပြုခြင်းပင်ဖြစ်သည်။ မှန်ကန်သောတွက်ချက်မှုများဖြင့် အော်ပရေတာများသည် အကောင်းဆုံးလည်ပတ်မှုအမှတ်များကို ဆုံးဖြတ်နိုင်ခြင်း၊ စွမ်းဆောင်ရည်ကျဆင်းမှု၏ အစောပိုင်းလက္ခဏာများကို ရှာဖွေတွေ့ရှိနိုင်ခြင်းနှင့် ပိုမိုသင့်လျော်သော ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှုဗျူဟာများကို တီထွင်နိုင်ခြင်းတို့ဖြစ်သည်။

မင်းလိုချင်ရင် Q၊ H၊ P_လျှပ်စစ်ဓာတ်အားနဲ့ η_ဂျင်နရေတာဒေတာတွေကို အခြေခံပြီး တွက်ချက်မှုပုံစံ (Excel) တစ်ခု ဖန်တီးဖို့၊ ဒါမှမဟုတ် ထုတ်လုပ်သူရဲ့ စွမ်းဆောင်ရည်မျဉ်းကွေးကို ဘယ်လိုဖတ်ရမလဲဆိုတဲ့ တာဘိုင်အမျိုးအစား (Francis/Kaplan/Pelton) အတွက် စိတ်ကြိုက်ပြင်ဆင်ဖို့အပြင် ငါကူညီပေးနိုင်တယ်။