மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் உள்ள நீராவி விசையாழிகள்

மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் உள்ள நீராவி விசையாழிகள்

மின் உற்பத்தி அமைப்புகளில், குறிப்பாக நிலக்கரி மூலம் இயங்கும் மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் (PLTU) மற்றும் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய வெப்பத்தைப் பயன்படுத்தும் பல்வேறு அனல் மின் நிலையங்களில், நீராவி விசையாழிகள் மிக முக்கியமான கூறுகளில் ஒன்றாகத் திகழ்கின்றன. இந்த சாதனங்கள், நீராவியின் வெப்பம் மற்றும் அழுத்த ஆற்றலை, தண்டு சுழற்சி வடிவிலான இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றுவதன் மூலம் செயல்படுகின்றன. இந்த ஆற்றல் பின்னர் ஒரு மின்னாக்கியை இயக்கி மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கிறது. அவற்றின் செயல்திறன் மற்றும் தொழில்நுட்ப முதிர்ச்சி காரணமாக, நிலக்கரி, எரிவாயு (ஒருங்கிணைந்த சுழற்சிகள் மூலம்), உயிரி எரிபொருள், புவிவெப்ப ஆற்றல் அல்லது அணுசக்தி ஆகியவற்றால் இயக்கப்பட்டாலும், உலகெங்கிலும் உள்ள பல மின்சார அமைப்புகளின் முதுகெலும்பாக நீராவி விசையாழிகள் விளங்குகின்றன.

நீராவி விசையாழியின் செயல்படும் கொள்கை

சுருக்கமாகச் சொன்னால், ஒரு நீராவி விசையாழி ஆற்றல் மாற்றத்தின் கொள்கையின் அடிப்படையில் செயல்படுகிறது. ஒரு கொதிகலனில் நீர், உயர் அழுத்தம் மற்றும் உயர் வெப்பநிலை கொண்ட நீராவியாக மாறும் வரை சூடுபடுத்தப்படுகிறது. இந்த நீராவி பின்னர் பிரதான நீராவி குழாய் வழியாக விசையாழிக்கு அனுப்பப்படுகிறது. நீராவி விசையாழிக்குள் நுழையும்போது, ​​அது முனைக்குழாய் மற்றும் இறக்கைகள் வழியாக விரிவடைகிறது. இந்த விரிவாக்கம் ஆற்றலில் ஒரு மாற்றத்தை ஏற்படுத்துகிறது: நீராவியின் அழுத்தம் மற்றும் வெப்ப ஆற்றல் இயக்க ஆற்றலாக (நீராவி ஓட்ட வேகம்) மாற்றப்படுகின்றன. பின்னர் இந்த இயக்க ஆற்றல், விசையாழி இறக்கைகளைத் தள்ளுவதன் மூலம் இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றப்பட்டு, சுழலியைச் சுழலச் செய்கிறது.

மின்னாக்கியுடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும் விசையாழித் தண்டுடன் இணைந்து சுழலி சுழல்கிறது. அந்த மின்னாக்கி, மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய மின்காந்தத் தூண்டல் கொள்கையைப் பயன்படுத்துகிறது. விசையாழி நிலையைக் கடந்த பிறகு, நீராவியின் அழுத்தமும் வெப்பநிலையும் குறைகின்றன. பின்னர் அந்த நீராவி ஒரு குளிர்விப்பானுக்குப் பாய்கிறது, அங்கு அது மீண்டும் நீராக ஒடுங்கப்பட்டு, பிறகு கொதிகலனுக்குத் திருப்பி அனுப்பப்படுகிறது. இந்த வரிசைமுறை ரேங்கைன் சுழற்சி என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இதுவே பெரும்பாலான நீராவி விசையாழி அடிப்படையிலான மின் உற்பத்தி நிலையங்களின் அடித்தளமாக அமைகிறது.

நீராவி விசையாழி அமைப்பின் முக்கிய கூறுகள்

நீராவி விசையாழி ஒரே பெரிய இயந்திரம் போல் தோன்றினாலும், அந்த அமைப்பு பல ஒருங்கிணைந்த பாகங்களைக் கொண்டுள்ளது:

1. கொதிகலன் அல்லது நீராவி ஜெனரேட்டர்
உயர் அழுத்தம், உயர் வெப்பநிலை கொண்ட நீராவியை உருவாக்குகிறது. நீராவியின் தரம் (அழுத்தம், வெப்பநிலை மற்றும் ஈரப்பதம்) டர்பைனின் செயல்திறனையும் ஆயுட்காலத்தையும் கணிசமாகப் பாதிக்கிறது.

2. நீராவி விசையாழி (முக்கியப் பகுதி)
ரோட்டார், உறை, முனைக்குழாய் மற்றும் டர்பைன் பிளேடுகளைக் கொண்டது. பிளேடின் வடிவமைப்பு மற்றும் நிலைகளின் எண்ணிக்கை ஆகியவை, டர்பைன் நீராவி ஆற்றலை எவ்வளவு திறம்பட சுழற்சியாக மாற்றுகிறது என்பதைத் தீர்மானிக்கின்றன.

3. ஆளுநர் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு
கட்டுப்பாட்டு வால்வு வழியாக விசையாழிக்குள் நுழையும் நீராவியின் பாய்வு விகிதத்தை ஒழுங்குபடுத்துவதன் மூலம், மின்சுமை மாறினாலும் சுழற்சி வேகத்தை நிலையாகப் பராமரிக்கிறது.

4. ஜெனரேட்டர்
தண்டின் இயந்திர ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றுகிறது. டர்பைனின் சுழற்சி வேகம், அமைப்பின் அதிர்வெண்ணுடன் பொருந்த வேண்டும், எடுத்துக்காட்டாக, இந்தோனேசியாவில் 50 ஹெர்ட்ஸ்.

5. மின்தேக்கி
டர்பைனின் வெளியேற்ற நீராவியைக் குளிர்வித்து நீராக (கண்டன்சேட்) மாற்றுதல். நீராவி விரிவடைதலை அதிகபட்சமாக்கவும் செயல்திறனை அதிகரிக்கவும், டர்பைனின் வெளியேறும் இடத்தில் குறைந்த அழுத்தத்தை (வெற்றிடத்தை) உருவாக்க இந்த கண்டன்சர் உதவுகிறது.

6. ஊட்டநீர் பம்ப் மற்றும் வெப்பமூட்டி
எஞ்சிய வெப்பத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் கொதிகலனுக்கு நீரைத் திருப்பி அனுப்புவதும், ஆலையின் செயல்திறனை அதிகரிப்பதும்.

நீராவி விசையாழிகளின் வகைகள்

நீராவி விசையாழிகளைப் பல்வேறு அம்சங்களின் அடிப்படையில் வகைப்படுத்தலாம்:

1. உந்தம் மற்றும் எதிர்ச்செயல் கொள்கையின் அடிப்படையில்
– உந்துவிசை விசையாழி: நீராவி முனைக்குழாயில் முடுக்கிவிடப்பட்டு, பின்னர் சுழலி இறக்கைகளைத் தாக்குகிறது. முதன்மையான அழுத்த மாற்றம் முனைக்குழாயிலேயே நிகழ்கிறது.
– வினை விசையாழி: இதில் ஸ்டேட்டர் மற்றும் ரோட்டர் ஆகிய இரண்டிலும் விரிவடைதல் நிகழ்கிறது. இந்த வடிவமைப்பில், ரோட்டர் இதழ்கள் முனைக்குழாய்களாகவும் செயல்படுகின்றன.

நடைமுறையில், நவீன டர்பைன்கள் பெரும்பாலும் படிநிலைக் கட்டமைப்பில் உந்துவிசை மற்றும் எதிர்விசை ஆகியவற்றின் கலவையைப் பயன்படுத்துகின்றன.

2. அழுத்த நிலையின் அடிப்படையில் (HP, IP, LP)
பெரிய மின் உற்பத்தி நிலையங்களில், டர்பைன் பொதுவாகப் பல பகுதிகளாகப் பிரிக்கப்படுகிறது:
– HP (உயர் அழுத்தம்): கொதிகலனிலிருந்து உயர் அழுத்த நீராவியைப் பெறுகிறது.
– IP (இடைநிலை அழுத்தம்): உயர் அழுத்தத்திலிருந்து (HP) ஏற்படும் விரிவாக்கத்தின் விளைவாக உருவாகும் நீராவியை, பெரும்பாலும் மறுசூடாக்கும் செயல்முறைக்குப் பிறகு பெறுகிறது.
– LP (குறைந்த அழுத்தம்): குறைந்த அழுத்தம் கொண்ட இறுதி நிலை, பொதுவாக மிக நீளமான பிளேடுகளையும் பெரிய விட்டத்தையும் கொண்டிருக்கும்.

இந்தப் பிரிவு, செயல்திறனை அதிகரிப்பதோடு, இறுதிக் கட்டத்தில் பிளேடு அரிப்பை ஏற்படுத்தக்கூடிய நீராவி ஈரப்பதத்தையும் குறைக்க உதவுகிறது.

3. பாய்வின் திசையின் அடிப்படையில்
– அச்சுவழிப் பாய்வு (மிகவும் பொதுவானது): நீராவி அச்சுக்கு இணையாகப் பாய்கிறது.
– ஆர ஓட்டம்: நீராவி அச்சுக்குச் செங்குத்தாகப் பாய்கிறது; இது பெரிய அளவிலான மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் குறைவாகவே காணப்படுகிறது.

மின் உற்பத்தி நிலைய செயல்திறனில் நீராவி விசையாழிகளின் பங்கு

ஒரு நீராவி மின் நிலையத்தின் செயல்திறன் பல காரணிகளால் பாதிக்கப்படுகிறது, ஆனால் வெப்ப ஆற்றலுக்கும் மின் ஆற்றலுக்கும் இடையில் ஒரு "பாலமாக" செயல்படுவதால் டர்பைன் ஒரு மையப் பாத்திரத்தை வகிக்கிறது. டர்பைன்கள் தொடர்பான செயல்திறனை மேம்படுத்தும் சில உத்திகள் பின்வருமாறு:

– முதன்மை நீராவி அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையை அதிகரித்தல்: நீராவி அளவுருக்கள் எவ்வளவு அதிகமாக இருக்கிறதோ, அவ்வளவு அதிக ஆற்றலைப் பிரித்தெடுக்க முடியும். செயல்திறனை அதிகரிப்பதற்காக, சூப்பர்கிரிட்டிகல் மற்றும் அல்ட்ரா-சூப்பர்கிரிட்டிகல் ஆலைகள் மிக உயர் நீராவி நிலைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.
– மறுசூடாக்குதல்: உயர் அழுத்த விசையாழியிலிருந்து வெளியேறும் நீராவி மறுசூடாக்கப்பட்டு, பின்னர் இடைவிட்டு/குறைந்த அழுத்த விசையாழிக்குள் நுழைகிறது. இது இறுதிக் கட்டத்தில் ஈரப்பதத்தைக் குறைத்து, வேலை வெளியீட்டை அதிகரிக்கிறது.
– மீளுருவாக்க ஊட்டநீர் வெப்பமாக்கல்: ஊட்டநீரைச் சூடாக்குவதற்காக விசையாழியிலிருந்து சிறிதளவு நீராவி பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது. இது கொதிகலனின் வெப்பமூட்டும் சுமையைக் குறைத்து, ஒட்டுமொத்த செயல்திறனை அதிகரிக்கிறது.
– மின்தேக்கி வெற்றிடத்தைப் பராமரித்தல்: மின்தேக்கியில் நிலவும் குறைந்த அழுத்தம், விசையாழியின் விரிவாக்க விகிதத்தை அதிகரிப்பதால், விசையாழியின் வேலையும் அதிகரிக்கிறது.

வெப்ப இயக்கவியல் வடிவமைப்பைத் தாண்டி, பிளேடுகளின் தூய்மை, ரோட்டார் சமநிலை, சீல்களின் நிலை மற்றும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பின் துல்லியம் ஆகியவற்றாலும் செயல்திறன் பாதிக்கப்படுகிறது.

செயல்பாட்டு மற்றும் பராமரிப்பு சவால்கள்

நீராவி விசையாழிகள் உயர் வெப்பநிலை, உயர் அழுத்தம் மற்றும் அதிக சுழற்சி வேகம் போன்ற கடுமையான சூழ்நிலைகளில் இயங்குகின்றன. எனவே, பராமரிப்பு மிகவும் இன்றியமையாதது. சில பொதுவான பிரச்சனைகள் பின்வருமாறு:

1. பிளேடின் அரிப்பு மற்றும் துருப்பிடித்தல்
ஈரப்பதம் மற்றும் துகள்கள் காரணமாக இது முதன்மையாக குறைந்த அழுத்தப் பகுதியில் (LP section) ஏற்படுகிறது. சேதத்தைக் குறைப்பதற்கு, இறுதி நிலை வடிவமைப்பு மற்றும் கொதிகலன் நீர்/வேதியியல் தரம் ஆகியவை பராமரிக்கப்பட வேண்டும்.

2. அதிர்வு மற்றும் ரோட்டார் சமநிலையின்மை
சீரற்ற நிலை, சமநிலையின்மை, தாங்கித் தேய்மானம் அல்லது நிலையற்ற நீராவி ஓட்ட நிலைமைகள் ஆகியவற்றால் அதிர்வு ஏற்படலாம். அதிர்வைக் கண்காணிப்பது விசையாழியின் ஆரோக்கியத்திற்கான ஒரு முக்கியக் குறியீடாகும்.

3. தாங்கு உருளை மற்றும் உயவுப் பொருள் சேதம்
மசகு அமைப்பு சுத்தமாகவும் நிலையானதாகவும் இருக்க வேண்டும். எண்ணெய் மாசுபடுதல் விரைவான தேய்மானத்தை ஏற்படுத்தி, தடுமாற்ற அபாயத்தை அதிகரிக்கும்.

4. வெப்ப சோர்வு
(உதாரணமாக, உச்சபட்ச பளுக்கள் காரணமாக ஏற்படும்) அடிக்கடி தொடங்கும்-நிறுத்தும் சுழற்சிகள், பொருளின் சோர்வைத் தூண்டக்கூடும். எனவே, விரைவான வெப்பநிலை மாற்றங்களைத் தடுப்பதற்காக, சூடாக்குதல் மற்றும் தொடங்கும் நடைமுறைகள் தரநிலைகளைப் பின்பற்ற வேண்டும்.

5. சீல் கசிவு
சீலில் ஏற்படும் நீராவி கசிவுகள் செயல்திறனைக் குறைத்து, ஒரு kWh-க்கான எரிபொருள் நுகர்வை அதிகரிக்கக்கூடும்.

நிலை அடிப்படையிலான பராமரிப்பு, நவீன உணர்விகள் (அதிர்வு, வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் எண்ணெய் பகுப்பாய்வு) மற்றும் வழக்கமான ஆய்வுகளைச் செயல்படுத்துவதன் மூலம், விசையாழிகளை மிகவும் பாதுகாப்பாகவும் சிக்கனமாகவும் இயக்க முடியும்.

நீராவி விசையாழிகள் மற்றும் ஆற்றல் மாற்றம்

ஆற்றல் மாற்றத்தின் பின்னணியில், நீராவி விசையாழிகள் தொடர்ந்து முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவையாக உள்ளன. உயிரி எரிபொருள் மற்றும் புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள் நீராவி விசையாழிகளை விரிவாகப் பயன்படுத்துகின்றன. அணுமின் நிலையங்களில், நீராவி விசையாழிகள் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும், ஏனெனில் உலையிலிருந்து வரும் வெப்பம், விசையாழியைச் சுழற்றும் நீராவியை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மேலும், ஒருங்கிணைந்த சுழற்சி மின் நிலையங்களில், வாயு விசையாழியிலிருந்து வெளியேறும் வெப்பம், வெப்ப மீட்பு நீராவி ஜெனரேட்டரில் (HRSG) நீராவியை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது பின்னர் நீராவி விசையாழியை இயக்கி ஆற்றலையும் செயல்திறனையும் அதிகரிக்கிறது.

அமைப்பு நெகிழ்வுத்தன்மை என்ற கருத்தாக்கத்திலும் நீராவி விசையாழிகள் ஒரு பங்கை வகிக்கத் தொடங்கியுள்ளன; எடுத்துக்காட்டாக, மேம்பட்ட சுமை-பின்தொடரும் திறன்கள், வெப்பச் சேமிப்புடன் ஒருங்கிணைப்பு, மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலின் ஊடுருவலால் ஏற்படும் சுமை மாற்றங்களுக்கு ஏற்ப பதிலளிப்பதற்கான மேம்படுத்தப்பட்ட எண்ணிமக் கட்டுப்பாடு.

முடிவுரை

நீராவி விசையாழி என்பது உயர் அழுத்த நீராவியை இயந்திர சுழற்சியாக மாற்றி மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு ஆற்றல் மாற்றும் இயந்திரமாகும். கொதிகலன், மின்தேக்கி, பம்ப் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு ஆகியவற்றின் ஆதரவுடன், நீராவி விசையாழியானது ஒரு நூற்றாண்டுக்கும் மேலாக நம்பகத்தன்மை நிரூபிக்கப்பட்ட அமைப்பான ராங்கைன் சுழற்சியின் மையமாக அமைகிறது. விசையாழியின் வகைகள் மற்றும் உள்ளமைப்புகள்—அவை உந்துவிசை அல்லது எதிர்விசை, அல்லது உயர் அழுத்தம்-உந்துவிசை-குறைந்த அழுத்தப் பிரிப்பு வகைகளாக இருந்தாலும்—நம்பகத்தன்மையைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில் செயல்திறனை அதிகரிக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. இறக்கை அரிப்பு, அதிர்வு மற்றும் வெப்பச் சோர்வு போன்ற சவால்கள் இருந்தபோதிலும், ஆற்றல் மாற்றத்திற்கு ஆதரவளிக்கும் மின் நிலையங்கள் உட்பட பல்வேறு மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் நீராவி விசையாழிகள் ஒரு முக்கிய தொழில்நுட்பமாகத் திகழ்கின்றன. முறையான பராமரிப்பு மற்றும் பொருட்கள் மற்றும் கட்டுப்பாடுகளில் புதுமைகளைப் புகுத்துவதன் மூலம், நீராவி விசையாழிகள் நிலையான மற்றும் திறமையான மின்சார விநியோகத்தில் தொடர்ந்து ஒரு குறிப்பிடத்தக்க பங்கை வகிக்கும்.