විදුලිබල උත්පාදනයේදී කැප්ලාන් ටර්බයින් සහ පෙල්ටන් ටර්බයින් අතර වෙනස
ජල විදුලි බලාගාර (HPP) යනු හරිත හා තිරසාර විදුලිය ජනනය කිරීම සඳහා බහුලව භාවිතා වන තාක්ෂණයන්ගෙන් එකකි. HPP වල, ටර්බයින ජලයේ චාලක සහ විභව ශක්තිය යාන්ත්රික ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කිරීමේදී ප්රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි, පසුව එය ජනක යන්ත්ර ආධාරයෙන් විද්යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වේ. HPP වල නිතර භාවිතා වන ටර්බයින වර්ග දෙකක් වන්නේ කැප්ලාන් ටර්බයිනය සහ පෙල්ටන් ටර්බයිනයයි. ජල ශක්තිය විද්යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා දෙකම ක්රියා කළද, ඒවා සැලසුම්, ක්රියාකාරී යාන්ත්රණය, මෙහෙයුම් තත්වයන් සහ යෙදුම් ඇතුළු බොහෝ අංශවලින් වෙනස් වේ. කැප්ලාන් ටර්බයින සහ පෙල්ටන් ටර්බයින අතර වෙනස්කම් සහ නවීන විදුලි උත්පාදනයේදී ඒවායේ අදාළත්වය මෙම ලිපියෙන් විස්තර කෙරේ.
1. නිර්මාණය සහ ව්යුහය
කැප්ලාන් සහ පෙල්ටන් ටර්බයින ක්රියා කරන ආකාරයෙහි මූලික වෙනස්කම් පිළිබිඹු කරන මෝස්තර ඇත.
කැප්ලාන් ටර්බයිනය
කැප්ලාන් ටර්බයිනය යනු නෞකාවක ප්රචාලකයකට සමාන සැලසුමක් සහිත ප්රතික්රියා ටර්බයිනයකි. මෙම සැලසුම මඟින් ටර්බයින පතුවළ දිගේ අක්ෂීයව ජලය ගලා යාමට ඉඩ සලසයි. කැප්ලාන් ටර්බයිනයක ප්රධාන සංරචක කිහිපයක් අතරට:
– ධාවකය (ප්රචාලකය): විවිධ ජල ප්රවාහ සහ හිස් වලදී කාර්යක්ෂමතාව ප්රශස්ත කිරීම සඳහා වෙනස් කළ හැකි තල කිහිපයක් ඇත. මෙම ගැලපීම කැප්ලාන් ටර්බයිනයට පුළුල් පරාසයක මෙහෙයුම් බරකදී කාර්යක්ෂමව ක්රියා කිරීමට ඉඩ සලසයි.
– මාර්ගෝපදේශක වෑන්: මෙම සංරචකය ක්රියා කරන්නේ ධාවකයා වෙත ජල ප්රවාහය නිවැරදි කෝණයෙන් යොමු කිරීමටයි, එමඟින් බලශක්ති පරිවර්තනයේ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කරයි.
– කෙටුම්පත් නළය: ධාවකයේ පතුලේ ඇති කාණුවක්, එය ජල ප්රවේගය අඩු කිරීමට සහ පීඩනයෙන් යම් ප්රමාණයක් යථා තත්ත්වයට පත් කිරීමට උපකාරී වන අතර, සමස්ත කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කරයි.
පෙල්ටන් ටර්බයින්
පෙල්ටන් ටර්බයිනයක් යනු සාමාන්යයෙන් ඉහළ ජල හිසක් සහ අඩු ප්රවාහයක් සහිත බලාගාරවල භාවිතා වන ආවේග ටර්බයිනයකි. පෙල්ටන් ටර්බයිනයක ප්රධාන සංරචක අතරට:
– ධාවකයා: ජල ජෙට් ආවේගය සෘජුවම ලබා ගැනීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇති බාල්දි කිහිපයකින් සමන්විත වේ. සෑම බාල්දියක්ම ජල ජෙට් එක කොටස් දෙකකට බෙදා, ජලයේ ගම්යතාව අඩු කර චාලක ශක්තිය යාන්ත්රික ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කරයි.
– තුණ්ඩය සහ ජෙට්: තුණ්ඩය මඟින් ජලය නිශ්චිත ප්රමාණයකින් සහ වේගයකින් බාල්දියට යොමු කරන අතර එමඟින් නිපදවන ශක්තිය ප්රශස්ත කිරීමට ඉඩ සලසයි.
– ආවරණය: භාවිතා කළ ජලය පද්ධතියෙන් පිටතට යොමු කිරීම සඳහා ධාවකය වසා දමයි, අනෙකුත් බාල්දි සමඟ සම්බන්ධ වීම වළක්වයි සහ කැළඹිලි අවම කරයි.
2. වැඩ කිරීමේ යාන්ත්රණය
කැප්ලාන් ටර්බයිනය
කැප්ලාන් ටර්බයිනය ප්රතික්රියා මූලධර්මය මත ක්රියාත්මක වන අතර එහිදී පීඩනයේ වෙනස්වීම් සහ ජලයේ චාලක ශක්තිය ටර්බයිනයේ භ්රමණයට දායක වේ. මාර්ගෝපදේශක වෑන් හරහා ජලය ධාවකය මතට ගලා යන විට, ජල පීඩනය අඩු වන අතර එහි ප්රවේගය වැඩි වන අතර එමඟින් ධාවකය භ්රමණය වන බලයක් ජනනය වේ. තල කෝණය සකස් කිරීමෙන් කැප්ලාන් ටර්බයිනයට පුළුල් පරාසයක ජල ප්රවාහ තත්වයන් යටතේ කාර්යක්ෂමව ක්රියාත්මක වීමට ඉඩ සලසයි.
පෙල්ටන් ටර්බයින්
පෙල්ටන් ටර්බයිනය ආවේග මූලධර්මය මත ක්රියාත්මක වන අතර, එහිදී ජලය තුණ්ඩයකින් අධිවේගී ජෙට් එකක් ලෙස මුදා හරින අතර එය ධාවකයෙකු මත බාල්දියක ගැටේ. ජල ජෙට් එක බාල්දියට පහර දෙන විට, ජලයේ ගම්යතාවය බාල්දියට මාරු කරනු ලබන අතර, ධාවකයා භ්රමණය වීමට හේතු වේ. බාල්දියට පහර දීමෙන් පසු, ජලය කොටස් දෙකකට බෙදී අනෙක් බාල්දි සමඟ බාධා වැළැක්වීම සඳහා පද්ධතියෙන් පිටතට යොමු කෙරේ.
3. මෙහෙයුම් කොන්දේසි
කැප්ලාන් ටර්බයිනය
අඩු සිට මධ්යස්ථ ජල ප්රවාහයක් සහිත ඉහළ ජල ප්රවාහ තත්වයන් යටතේ භාවිතා කිරීම සඳහා කැප්ලාන් ටර්බයින වඩාත් සුදුසුය. ඒවා සාමාන්යයෙන් විශාල ගංගා වේලි සහ අඛණ්ඩ ජල ප්රවාහයක් සහිත මහා පරිමාණ බලාගාරවල භාවිතා වේ. මෙහෙයුම් කොන්දේසි අතරට:
– ජල බැහැර කිරීම (ප්රවාහ අනුපාතය): ඉහළයි
– ජල හිස: පහළ සිට මධ්යම දක්වා (මීටර් 2 සිට මීටර් 70 දක්වා)
- විචල්යතාව: වෙනස් වන බර සහ ප්රවාහ තත්වයන් යටතේ කාර්යක්ෂමව ක්රියා කිරීමේ හැකියාව.
පෙල්ටන් ටර්බයින්
පෙල්ටන් ටර්බයින ඉහළ ජල හිස් සහ කුඩා ප්රවාහ සහිත තත්වයන් සඳහා සුදුසු වේ. ඒවා සාමාන්යයෙන් කඳුකර ප්රදේශවල හෝ ජල ප්රභවය සහ ටර්බයිනයේ පිහිටීම අතර සැලකිය යුතු උන්නතාංශ වෙනස්කම් ඇති ප්රදේශවල භාවිතා වේ. මෙහෙයුම් කොන්දේසි අතරට:
– ජල බැහැර කිරීම (ප්රවාහ අනුපාතය): අඩුයි
– ජල හිස (හිස): උස (මීටර් 100 සිට මීටර් 1000 ට වැඩි)
– විචල්යතාව: තුණ්ඩය හරහා නාභිගත ජල ප්රවාහය හේතුවෙන් උපරිම බර තත්වයන් යටතේ ප්රශස්ත කාර්යක්ෂමතාව.
4. යෙදුම සහ භාවිතය
කැප්ලාන් ටර්බයිනය
නම්යශීලී කාර්යක්ෂමතා ගැලපීම් සහිත ඉහළ ධාරිතාවකින් යුත් ටර්බයින අවශ්ය වන මහා පරිමාණ ජල බෙදාහැරීමේ ව්යාපෘතිවල කැප්ලාන් ටර්බයිනය බහුලව භාවිතා වේ. කැප්ලාන් ටර්බයිනයේ සමහර පොදු යෙදුම් අතරට:
– ගංගා වේලි බලාගාරය: විදුලිය නිපදවීම සඳහා විශාල ධාරිතාවයකින් යුත් ගංගා ජල ප්රවාහය භාවිතා කිරීම.
– වාරිමාර්ග සහ ගංවතුර පාලන පද්ධතිය: වාරිමාර්ග ඇළ මාර්ග සහ ගංවතුර පාලන වේලි වලින් ජල ප්රවාහයේ වෙනස්කම් වලට අනුවර්තනය වීම.
– උදම් ජල විදුලි බලාගාරය: වඩදිය බාදිය සහ අඩු වඩදිය බාදිය අතරතුර ජල මට්ටම්වල සිදුවන වෙනස්කම් වලට අනුවර්තනය වේ.
පෙල්ටන් ටර්බයින්
කඳුකර ප්රදේශවල හෝ සැලකිය යුතු උන්නතාංශ වලින් අඛණ්ඩ ජල ප්රවේශයක් ඇති ප්රදේශවල කුඩා හා මධ්යම ප්රමාණයේ විදුලි උත්පාදන ව්යාපෘතිවල පැල්ටන් ටර්බයින බහුලව භාවිතා වේ. පෙල්ටන් ටර්බයිනවල පොදු යෙදුම් අතරට:
– කුඩා හා මධ්ය පරිමාණ ජල විදුලි බලාගාර: කඳුකර ප්රදේශ වැනි සැලකිය යුතු භූගෝලීය උන්නතාංශයක් ඇති ප්රදේශවල.
– ස්වයංක්රීය බලාගාර: ඉහළ ජල විභවයක් සහිත දුරස්ථ ප්රජාවන්ට හෝ නගරයෙන් පිටත ස්ථාපනයන්ට විදුලිය සැපයීම.
– කුඩා ජල විදුලි බලාගාරය: කුඩා හා සරල, අඩු ධාරිතාවක් ඇති නමුත් ස්ථාවර ජල මූලාශ්ර ඇති ප්රදේශ සඳහා සුදුසු වේ.
5. කාර්යක්ෂමතාව සහ කාර්ය සාධනය
කැප්ලාන් ටර්බයිනය
කැප්ලාන් ටර්බයින කාර්යක්ෂමතාව සාමාන්යයෙන් ඉතා ඉහළ මට්ටමක පවතින අතර, කදිම තත්වයන් යටතේ 90% කට වඩා ළඟා වේ. තල කෝණ සකස් කිරීමේ හැකියාව කැප්ලාන් ටර්බයිනවලට පුළුල් පරාසයක ප්රවාහ සහ බර තත්වයන් හරහා ප්රශස්ත ලෙස ක්රියා කිරීමට ඉඩ සලසයි, එමඟින් ඉහළ නම්යශීලී බවක් අවශ්ය යෙදුම් සඳහා ඒවා කදිම තේරීමක් වේ.
පෙල්ටන් ටර්බයින්
පෙල්ටන් ටර්බයිනවල ද ඉතා ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇත, සාමාන්යයෙන් 85-90% පමණ. කැප්ලාන් ටර්බයිනවල තල ගැලපුම් යාන්ත්රණය ඒවාට නොමැති වුවද, ඉහළ ජල හිසක් සහ නාභිගත ප්රවාහ තත්වයන් යටතේ ඒවායේ කාර්යක්ෂමතාව ප්රශස්ත ලෙස පවතී. ජල ජෙට් යානය නිශ්චිතවම යොමු කරන තුණ්ඩ සැලසුමක් හරහා කාර්යක්ෂමතාව තවදුරටත් පවත්වා ගෙන යනු ලැබේ.
නිගමනය
ජල විදුලිබල උත්පාදනය සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, කැප්ලාන් සහ පෙල්ටන් ටර්බයින දෙකටම මෙහෙයුම් තත්ත්වයන් අනුව නිශ්චිත වාසි සහ යෙදුම් ඇත. කැප්ලාන් ටර්බයින ඉහළ ප්රවාහ, අඩු සිට මධ්යම දක්වා ජල හිස් වලින් විශිෂ්ට වන අතර, ඒවායේ තල ගැලපුම් හැකියාව පුළුල් පරාසයක බර සහ ප්රවාහයන්ට අනුවර්තනය වීමට ඉඩ සලසයි. අනෙක් අතට, පෙල්ටන් ටර්බයින විශේෂයෙන් ඉහළ හිස, අඩු ප්රවාහ තත්වයන් සඳහා නිර්මාණය කර ඇති අතර, ඒවායේ විශේෂ බාල්දි සැලසුම සමඟ, මෙම තත්වයන් යටතේ ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා ගැනීමට ඒවාට හැකියාව ඇත.
කැප්ලාන් ටර්බයිනයක් සහ පෙල්ටන් ටර්බයිනයක් අතර තේරීම පදනම් විය යුත්තේ පවතින ජල සම්පත්, බලශක්ති අවශ්යතා සහ දේශීය භූගෝල විද්යාව පිළිබඳ ගැඹුරු විශ්ලේෂණයක් මත ය. වෙනස්කම් සහ පරමාදර්ශී යෙදුම් පිළිබඳ නිසි අවබෝධයක් ඇතිව, කාර්යක්ෂමව, විශ්වාසදායක ලෙස සහ තිරසාර ලෙස විදුලිය ජනනය කිරීම සඳහා ජල විදුලි බලාගාර ප්රශස්ත කළ හැකිය.
