பெல்டன் டர்பைன்: உயர் அழுத்த நீர் ஓட்டத்திலிருந்து ஆற்றலைப் பெறுவதற்கான சிறந்த தேர்வு

பெல்டன் டர்பைன்: உயர் அழுத்த நீர் ஓட்டத்திலிருந்து ஆற்றலைப் பெறுவதற்கான சிறந்த தேர்வு

ஆற்றலுக்கான தேவை தொடர்ந்து அதிகரித்து வரும் நிலையில், புதுப்பிக்கத்தக்க வளங்களைப் பயன்படுத்துவது மிகவும் பொருத்தமான தீர்வுகளில் ஒன்றாகும். பல்வேறு தூய்மையான ஆற்றல் தெரிவுகளில், நீர்மின் நிலையங்கள் (PLTA) அவற்றின் செயல்திறன், நிலைத்தன்மை மற்றும் நம்பகத்தன்மை காரணமாக முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவையாகத் திகழ்கின்றன. இருப்பினும், எல்லா இடங்களிலும் அதிக நீர் வெளியேற்றத்துடன் கூடிய பெரிய ஆறுகள் இருப்பதில்லை. பல பகுதிகள் வேறுபட்ட தன்மையைக் கொண்டுள்ளன: எடுத்துக்காட்டாக, மலைப்பகுதிகளில், ஒப்பீட்டளவில் சிறிய நீரோட்டமும் ஆனால் அதிக அழுத்தமும் காணப்படும். இத்தகைய சூழ்நிலைகளில், பெல்டன் டர்பைன் மிகவும் பயனுள்ள ஒரு தீர்வாக உருவெடுக்கிறது. இந்த டர்பைன், உயர் அழுத்த நீரின் நிலை ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாகவும், பின்னர் அதிக செயல்திறனுடன் மின் ஆற்றலாகவும் மாற்றுவதற்காக பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

பெல்டன் டர்பைன்கள் மற்றும் அவற்றின் செயல்பாட்டுக் கொள்கைகளைப் புரிந்துகொள்ளுதல்

பெல்டன் டர்பைன் என்பது ஒரு வகை உந்துவிசை நீர் டர்பைன் ஆகும். ரன்னருக்குள் ஏற்படும் அழுத்த மாற்றங்களைப் பயன்படுத்தும் வினை டர்பைன்களைப் போலல்லாமல், உந்துவிசை டர்பைன்கள் முதன்மையாக ஒரு நீர் ஜெட்டின் உந்த மாற்றத்தின் அடிப்படையில் இயங்குகின்றன. நீர்க்குழாய் வழியாக வரும் நீர், ஒரு முனைக்குழாய் வழியே முடுக்கிவிடப்பட்டு, அதிவேக ஜெட்டாக வெளியேறுகிறது. பின்னர் இந்த ஜெட், டர்பைன் சக்கரத்துடன் (ரன்னர்) இணைக்கப்பட்டுள்ள இரட்டை வாளி வடிவ பிளேடுகளைத் தாக்குகிறது.

பெல்டன் வாளியின் வடிவம் மிகவும் தனித்துவமானது: இது ஒரு மைய முகட்டினால் (பிளவுபடுத்தி) பிரிக்கப்பட்ட இரண்டு "கிண்ணங்களைப்" போல் தோற்றமளிக்கிறது. நீர் பீய்ச்சல் பிளவுபடுத்தியைத் தாக்கும்போது, ​​நீரோட்டம் இரண்டாகப் பிரிந்து ஏறக்குறைய 180 டிகிரிக்குத் திசை திருப்பப்படுகிறது. இந்தத் திசை திருப்பம் ஒரு பெரிய உந்துவிசையை உருவாக்கி, ஓடுதளத்தை அதிக முறுக்கு விசையுடன் சுழலச் செய்கிறது. வாளியைத் தாக்கிய பிறகு, நீர் காற்றில் (வளிமண்டல அழுத்தம்) வெளியிடப்படுகிறது, எனவே ஆற்றல் மாற்றச் செயல்முறை முதன்மையாக நீர் பீய்ச்சல் ஓடுதளத்தைத் தொடுவதற்கு முன்பே அதிலேயே நடைபெறுகிறது.

சுருக்கமாக, பணி நிலைகள் பின்வருமாறு:
1. உயர் அழுத்த நீர் ஒரு குழாய் வழியாகப் பாய்கிறது.
2. முனைக்குழாய் அழுத்தத்தை திசைவேகமாக மாற்றி, ஒரு பீய்ச்சலை உருவாக்குகிறது.
3. அந்த நீர்ப்பீச்சு வாளியைத் தாக்கி, நீரின் உந்தத்தை சுழற்சியாக மாற்றுகிறது.
4. ரன்னரின் சுழற்சியானது, ஜெனரேட்டருடன் இணைக்கப்பட்ட தண்டைச் சுழற்றுகிறது.
5. மின்னாக்கி மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கிறது.

அதிக அழுத்தத்தில் பெல்டன் ஏன் சிறந்து விளங்குகிறது?

பெல்டன் டர்பைன்கள் பின்வரும் அமைப்புகளில் மிகவும் உகந்த முறையில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:
– உயரமான தலைப்பகுதி (பொதுவாக நூற்றுக்கணக்கான மீட்டர், சில சமயங்களில் அதற்கும் அதிகமாக), மற்றும்
– ஒப்பீட்டளவில் சிறியது முதல் மிதமான வெளியேற்றம்.

பெல்டன் ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும் விதத்தில்தான் இதற்கான முக்கியக் காரணம் அடங்கியுள்ளது. அதிக அழுத்தத்தில், நீரின் அழுத்தம் மிக அதிகமாக இருக்கும். முனைக்குழாய் வழியாக, இந்த அழுத்தம் ஒரு அதிவேகப் பீய்ச்சலாக மாற்றப்பட்டு, வாளியில் ஒரு சக்திவாய்ந்த உந்துவிசையை உருவாக்குகிறது. நீர்த்துளியின் உயரம் மற்றும் நீரோட்ட வேகத்தைப் பொறுத்து ஆற்றல் மாறுபடுவதால், மிதமான நீர் வெளியேற்றத்தின்போதும் கூட, அந்தப் பீய்ச்சலால் கொண்டு செல்லப்படும் ஆற்றல் குறிப்பிடத்தக்கதாகவே உள்ளது.

இந்த குணாதிசயங்கள் பெல்டனை இதற்கு மிகச் சரியான தேர்வாக ஆக்குகின்றன:
– மலை நீர்மின்சக்தி,
– மலைப்பாங்கான பகுதிகளில் நுண் நீர்மின்சாரம்,
– உயரமான இடங்களில் உள்ள அணைகள் அல்லது நீர்த்தேக்கங்களிலிருந்து பெறப்படும் உயர் அழுத்த நீர் அமைப்பு.

பெல்டன் டர்பைனின் முக்கிய கூறுகள்

பெல்டன் டர்பைன் உகந்த முறையில் செயல்படுவதற்கு, பல முக்கியமான பாகங்கள் அடங்கியுள்ளன:

1. முனைக்குழல் மற்றும் ஈட்டி வால்வு (ஒழுங்குபடுத்தும் ஊசி)
முனைக்குழாயின் செயல்பாடு அதிவேகப் பீய்ச்சலை உருவாக்குவதாகும். இது பொதுவாக, நீரின் அழுத்தத்தை குறிப்பிடத்தக்க அளவில் மாற்றாமல் நீரோட்டத்தை ஒழுங்குபடுத்துவதற்காக ஒரு ஈட்டி வடிவ வால்வைக் கொண்டுள்ளது. ஊசியை நகர்த்துவதன் மூலம், பீய்ச்சலின் குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவு மாறுகிறது, இது வெளியீட்டு ஆற்றலை அதிகரிக்கவோ அல்லது குறைக்கவோ அனுமதிக்கிறது.

2. ஓட்டப்பந்தய வீரர் மற்றும் வாளி
ரன்னர் என்பது தன்னைச் சுற்றி எண்ணற்ற வாளிகளைச் சுமந்து செல்லும் டர்பைன் சக்கரம் ஆகும். பெல்டன் வாளிகள், அதிவேக நீரோட்டங்களின் தாக்கத்தையும் அரிப்பின் விளைவுகளையும் தாங்க வேண்டியிருப்பதால், துருப்பிடிக்காத எஃகு அல்லது சிறப்பு உலோகக் கலவைகள் போன்ற வலிமையான பொருட்களால் செய்யப்படுகின்றன.

3. உறை
ஒரு ரியாக்ஷன் டர்பைனைப் போல அழுத்த அறையாகச் செயல்படுவதற்குப் பதிலாக, பெல்டன் டர்பைனின் உறை பொதுவாக ஒரு கவசமாகவும் நீர் தெறிப்புத் தடுப்பாகவும் செயல்படுகிறது. இந்த உறையின் வடிவமைப்பு, நீரைப் பாதுகாப்பாக வெளிப்புறமாகச் செலுத்த உதவுவதோடு, தெறிப்புகளால் ஏற்படும் ஆற்றல் இழப்பு அபாயத்தையும் குறைக்கிறது.

4. பிரேக்கிங் அமைப்பு
டர்பைனைப் பாதுகாப்பாக நிறுத்த, சுழற்சியின் எதிர் திசையில் தண்ணீரைப் பீய்ச்சி அடிக்கும் ஒரு இயந்திரவியல் பிரேக் அமைப்பு அல்லது பிரேக் நாசில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

5. திசைமாற்றி (குறிப்பிட்ட வடிவமைப்புகளில்)
திடீர் சுமை மாற்றங்களின் போது, ​​பிரதான வெளியேற்ற அமைப்பு செயல்படுவதற்கு முன்பு சுழற்சியானது உச்சநிலைக்கு (அதிவேகத்திற்கு) தாவாமல் இருக்க, இந்தத் திசைமாற்றி ஜெட்டை திசை திருப்ப உதவுகிறது.

பெல்டன் டர்பைனின் நன்மைகள்

உயர் அழுத்த நீர் ஓட்டத்திற்கு பெல்டன் டர்பைன்கள் சிறந்த தேர்வாகக் குறிப்பிடப்படுவதற்குப் பல காரணங்கள் உள்ளன:

1. பெரிய தலைகளில் அதிக செயல்திறன்
பெல்டன் டர்பைன்களால் சிறந்த செயல்திறனை அடைய முடிகிறது, ஏனெனில் அழுத்த ஆற்றல் திசைவேகமாக மாறும் செயல்பாடு முனைப்பகுதியில் திறம்பட நடைபெறுகிறது, பின்னர் இயக்க ஆற்றலானது ஒப்பீட்டளவில் "தூய்மையான" உந்துவிசைப் பொறிமுறையின் மூலம் ஓடுதளத்திற்கு மாற்றப்படுகிறது.

2. பளு மாறுபாடுகளின் கீழ் நிலையான செயல்திறன்
நாசில் மற்றும் ஸ்பியர் வால்வை சரிசெய்வதன் மூலம், மின் சுமையின் தேவைகளுக்கு ஏற்ப பெல்டனால் வெளியீட்டு சக்தியை சரிசெய்ய முடியும். ஏற்ற இறக்கமான நுகர்வைக் கொண்ட அமைப்புகளுக்கு இது இன்றியமையாதது.

3. இதன் வடிவமைப்பு ஒப்பீட்டளவில் எளிமையானதாகவும், பராமரிக்க சுலபமானதாகவும் உள்ளது.
அவை அழுத்தப்பட்ட உறையில் இயங்காததாலும், வினை விசையாழிகளைப் போல காற்றோட்டக் குழாய் தேவைப்படாததாலும், ஆய்வு மற்றும் பராமரிப்புக்கான அணுகல் எளிதாக அமைகிறது. இது தொலைதூரப் பகுதிகளில் உள்ள நிறுவல்களுக்கு ஒரு சாதகமான அம்சமாகும்.

4. குழிவுறுதல் ஏற்படும் அபாயம் குறைவு
வினை விசையாழிகளில், குறிப்பாகக் குறைந்த அழுத்தப் பகுதிகளில், குழிவுறுதல் ஒரு பெரும் சவாலாக உள்ளது. பெல்டன் விசையாழிகளில், வாளியைச் சுற்றியுள்ள அழுத்தம் பொதுவாக வளிமண்டல அழுத்தத்திற்கு நெருக்கமாக இருப்பதால், குழிவுறுதல் ஏற்படும் அபாயம் ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உள்ளது.

5. மைக்ரோஹைட்ரோவிற்கு ஏற்றது
பல நுண் நீர்மின் திட்டங்கள், மலைப் பாசனக் கால்வாய்கள் அல்லது நீர் விநியோகக் குழாய்களில் உள்ள அதிக நீர் அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன. அதே இயக்கக் கொள்கைகளைப் பராமரிக்கும் அதே வேளையில், பெல்டன்களைச் சிறிய அளவில் உருவாக்க முடியும்.

கருத்தில் கொள்ள வேண்டிய வரம்புகள்

சில சூழ்நிலைகளில் சிறந்ததாக இருந்தாலும், பெல்டன் டர்பைன் எப்போதும் சிறந்த தேர்வாக இருப்பதில்லை. அதன் சில வரம்புகள் பின்வருமாறு:

– தாழ்வான தலைகளுக்கு அவ்வளவு பொருத்தமானதல்ல
குறைந்த அழுத்தங்களில், உருவாகும் ஜெட் ஒரு பெரிய உந்துவிசையை உருவாக்கப் போதுமான வேகத்தில் இருப்பதில்லை. இந்த நிலைமைகளுக்கு, கப்லான் அல்லது ஃபிரான்சிஸ் டர்பைன் பொதுவாக மிகவும் பொருத்தமானதாக இருக்கும்.

– நீரின் தரத்திற்கு உணர்திறன் கொண்டது
மணல் அல்லது கடினமான துகள்களைக் கொண்ட நீர், முனைக்குழாய் மற்றும் வாளியில் அரிப்பை ஏற்படுத்தக்கூடும். எனவே, ஒரு வடிகட்டுதல் அமைப்பு (வடிகட்டி, வண்டல் தொட்டி) பெரும்பாலும் அவசியமாகிறது.

– உயர் அழுத்த உள்கட்டமைப்பு தேவைகள்
பெல்டன் உகந்த முறையில் செயல்பட, உயர் அழுத்தத்தைத் தாங்கக்கூடிய ஒரு விரைவுக் குழாயும், ஒரு நல்ல பென்ஸ்டாக் அமைப்பும் தேவைப்படுகின்றன. இது திட்டத்தின் ஆரம்பச் செலவை அதிகரிக்கக்கூடும்.

பெல்டன் டர்பைன்களின் நிஜ உலகப் பயன்பாடுகள்

செங்குத்தான நிலப்பரப்பைக் கொண்ட நாடுகள் உட்பட, மலைப்பாங்கான மற்றும் குன்றுகள் நிறைந்த பகுதிகளில் உள்ள மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் பெல்டன் டர்பைன்கள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பெரிய அளவிலான நீர்மின் நிலையங்கள் மட்டுமின்றி, பின்வரும் பயன்பாடுகளுக்கும் பெல்டன் டர்பைன்கள் பிரபலமாக உள்ளன:
– தொலைதூர கிராமங்களில் உள்ள சிறு நீர்மின் நிலையங்கள்,
– அழுத்தப்பட்ட நீர் ஓட்டங்களிலிருந்து ஆற்றலை மீட்டெடுக்கும் அமைப்புகள் (எ.கா. சில குடிநீர் வலையமைப்புகளில்),
– இயற்கை சுற்றுலா மையங்கள், மலை ஓய்விடங்கள் அல்லது ஆராய்ச்சி நிலையங்களுக்கான மின்சார இணைப்பு இல்லாத மின்னாக்கிகள்.

பல சந்தர்ப்பங்களில், அதிக நீர்மட்டம் மற்றும் குறைந்த நீர் வெளியேற்றம் ஆகியவற்றின் ஒருங்கிணைப்பு ஒரு குறிப்பிடத்தக்க வாய்ப்பை வழங்குகிறது: பெரிய ஆறுகளில் அணை கட்டாமலேயே மின்சாரம் உற்பத்தி செய்ய முடியும், மேலும் முறையாக வடிவமைக்கப்பட்டால் சுற்றுச்சூழல் மற்றும் சமூக தாக்கங்களையும் சிறப்பாகக் கட்டுப்படுத்த முடியும்.

மூடுகிறது

பெல்டன் டர்பைன் என்பது ஆற்றல் மாற்றத்தின் சகாப்தத்திலும் பொருத்தமானதாகத் திகழும் ஒரு பாரம்பரிய தொழில்நுட்பமாகும். அதிவேக நீர் பீய்ச்சல்களைப் பயன்படுத்தும் அதன் உந்துவிசைக் கொள்கை, உயர் அழுத்த நீர் ஓட்டம் மற்றும் பெரிய நீர்மட்டங்கள் உள்ள இடங்களுக்கு இதை ஒரு சிறந்த தேர்வாக ஆக்குகிறது. அதன் நன்மைகளான உயர் செயல்திறன், ஒப்பீட்டளவில் எளிதான பராமரிப்பு மற்றும் செயல்பாட்டு நீடித்த தன்மை ஆகியவை, நுண் நீர்மின் நிலையங்கள் முதல் பெரிய ஆலைகள் வரை பல்வேறு அளவுகளுக்கு இதை ஏற்றதாக ஆக்குகின்றன.

குறிப்பாக மலைப்பாங்கான மற்றும் தொலைதூரப் பகுதிகளில், தூய்மையான ஆற்றலுக்கான அணுகலை விரிவுபடுத்தும் முயற்சிகளுக்கு, பெல்டன் டர்பைன்கள் ஒரு நடைமுறைக்கு உகந்த மற்றும் நிரூபிக்கப்பட்ட தீர்வை வழங்குகின்றன. வண்டல் கட்டுப்பாடு, பொருத்தமான மூலப்பொருள் தேர்வு மற்றும் பாதுகாப்பான நீர்க்குழாய் வடிவமைப்பு உள்ளிட்ட முறையான திட்டமிடலுடன், இந்த டர்பைன்கள் நம்பகமான, சிக்கனமான மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த நீர்மின் உற்பத்தியின் முதுகெலும்பாக அமைய முடியும்.