புவிவெப்ப மின் நிலைய வடிவமைப்பு மற்றும் நிறுவுதல்
புவிவெப்ப மின் நிலையம் (PLTP) என்பது புவிவெப்ப ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு மின் நிலையமாகும். புதைபடிவ எரிபொருள் மின் நிலையங்களைப் போலல்லாமல், புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள் பூமியின் மேற்பரப்பிற்குக் கீழே இயற்கையாகக் கிடைக்கும் ஆற்றல் மூலங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன; குறிப்பாக எரிமலைச் செயல்பாடு அல்லது அதிக வெப்ப வேறுபாடுகள் உள்ள பகுதிகளில் இவை பயன்படுகின்றன. அதிக கிடைக்கும் தன்மையுடன் அடிப்படைச் சுமை மின் நிலையங்களாகச் செயல்பட முடியும் என்பதால், குறிப்பிடத்தக்க புவிவெப்ப ஆற்றல் திறனைக் கொண்ட இந்தோனேசியா உட்பட, ஆற்றல் மாற்றத்தின் ஒரு முக்கியத் தூணாக புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள் விளங்குகின்றன. இந்தக் கட்டுரை ஒரு புவிவெப்ப மின் நிலையத்தின் வடிவமைப்பு கோட்பாடுகள், முக்கிய கூறுகள் மற்றும் நிறுவல் நிலைகள் பற்றி சுருக்கமாகவும் விரிவாகவும் விவாதிக்கிறது.
1. புவிவெப்ப மின் நிலைய சுழற்சிகளின் செயல்பாட்டுக் கொள்கைகள் மற்றும் வகைகள்
பொதுவாக, ஒரு மின்னாக்கியுடன் இணைக்கப்பட்ட விசையாழியைச் சுழற்றுவதற்காக, புவிவெப்ப நீர்த்தேக்கத்திலிருந்து வரும் வெப்பம் ஒரு இயக்கப் பாய்மத்திற்கு மாற்றப்படுகிறது. ஆற்றல் சுழற்சி வகையின் தேர்வு, நீர்த்தேக்கப் பாய்மத்தின் வெப்பநிலை மற்றும் பண்புகளைப் பொறுத்துத் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:
1. உலர் நீராவி
உற்பத்திக் கிணற்றிலிருந்து வரும் உலர் நீராவி நேரடியாக விசையாழிக்குச் செல்கிறது. இந்த அமைப்பு எளிமையானது, ஆனால் அதிக நீராவி உள்ளடக்கம் மற்றும் உயர் நீராவித் தரம் கொண்ட வயல்களுக்கு மட்டுமே பொருத்தமானது.
2. ஃபிளாஷ் ஸ்ட்ரீம் (ஒற்றை/இரட்டை ஃபிளாஷ்)
புவிவெப்ப திரவங்கள் என்பவை பொதுவாக உயர் அழுத்த வெந்நீர் ஆகும். ஒரு பிரிப்பானில் அழுத்தம் குறைக்கப்படும்போது, அத்திரவத்தின் ஒரு பகுதி திடீரென நீராவியாக மாறுகிறது, அது பின்னர் ஒரு விசையாழியைச் சுழற்றுகிறது. இரட்டை-திடீர் நீராவியாக்கல் அமைப்புகள், செயல்திறனை அதிகரிப்பதற்காக இரண்டு அடுக்கு பிரித்தலைப் பயன்படுத்துகின்றன.
3. இரும சுழற்சி (ORC/கலினா)
இடைப்பட்ட வெப்பநிலைகளுக்கு, புவிவெப்ப ஆற்றலானது குறைந்த கொதிநிலை கொண்ட ஒரு இரண்டாம் நிலை திரவத்தை (எ.கா., ஐசோபியூட்டேன்/பென்டேன் அல்லது அம்மோனியா-நீர் கலவை) வெப்பப்படுத்துகிறது. அந்த இரண்டாம் நிலை திரவம் ஆவியாகி ஒரு டர்பைனைச் சுழற்றுகிறது. புவிவெப்பத் திரவம் நேரடியாக டர்பைனுக்குள் நுழையாததாலும், பொதுவாக ஒரு மூடிய அமைப்புக்குள் அடங்கியிருப்பதாலும், வெளியேற்றப்படும் புகையின் அளவு மிகக் குறைவாக இருப்பது இதன் நன்மையாகும்.
சுழற்சித் தேர்வு என்பது ஆரம்பகட்ட வடிவமைப்பு முடிவாகும், ஏனெனில் அது குழாய் அமைப்பு, முக்கிய உபகரணங்கள், செலவு மற்றும் செயல்திறன் ஆகியவற்றில் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது.
2. வடிவமைப்பு கட்டம்: ஆரம்ப ஆய்விலிருந்து FEED வரை
புவிவெப்ப மின் நிலைய வடிவமைப்பு, கட்டுமானப் பணிகளுக்கு நீண்ட காலத்திற்கு முன்பே தொடங்குகிறது. அதன் ஆரம்பக் கட்டத்தில் பின்வருவன அடங்கும்:
– புவிவெப்ப அமைப்புகளை வரைபடமாக்குவதற்கான புவியியல், புவிவேதியியல் மற்றும் புவி இயற்பியல் ஆய்வுகள்.
அழுத்தம், வெப்பநிலை, பாய்வு விகிதம் மற்றும் திரவத்தின் கலவை குறித்த தரவுகளைப் பெறுவதற்காகக் கிணறுகளை ஆய்வு செய்தல் மற்றும் துளையிடுதல்.
– கிணற்றின் கொள்ளளவு மற்றும் நீர்த்தேக்கத்தின் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்கான உற்பத்திச் சோதனை (கிணற்றுச் சோதனை).
ஒரு வளம் சாத்தியமானது எனக் கருதப்பட்டவுடன், முன்-FEED மற்றும் FEED (முன்முனைப் பொறியியல் வடிவமைப்பு) ஆகியவை மேற்கொள்ளப்படுகின்றன. இந்தக் கட்டத்தில், பொறியாளர்கள் ஒரு வடிவமைப்பு அடிப்படையை உருவாக்குகிறார்கள்: இலக்குத் திறன் (எ.கா., 55 மெகாவாட்), சுழற்சி வகை, முக்கிய இயக்க அளவுருக்கள், கிடைக்கும் தன்மை இலக்குகள், மின்கட்டமைப்பு இணைப்புத் தேவைகள், மற்றும் சுற்றுச்சூழல் மற்றும் சமூகக் கட்டுப்பாடுகள்.
3. புவிவெப்ப மின் நிலைய வடிவமைப்பில் உள்ள முக்கிய கூறுகள்
அ. உற்பத்தி மற்றும் உட்செலுத்தல் கிணறு அமைப்பு
புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள், உற்பத்தி மற்றும் உட்செலுத்துக் கிணறுகள் என இரண்டு கிணறுகளைச் சார்ந்துள்ளன. உற்பத்திக் கிணறுகள் புவிவெப்பத் திரவங்களை மேற்பரப்பிற்குக் கொண்டு வருகின்றன, அதே சமயம் உட்செலுத்துக் கிணறுகள் நீர்த்தேக்க அழுத்தத்தையும் வளங்களின் நிலைத்தன்மையையும் பராமரிப்பதற்காக உப்புநீர்/கண்டன்சேட்டை மீண்டும் கொண்டு வருகின்றன. இந்த வடிவமைப்பு பின்வருவனவற்றைக் கருத்தில் கொள்கிறது:
– உறையின் ஆழம் மற்றும் விட்டம்,
– அரிப்பு மற்றும் படிவு கட்டுப்பாடு,
– வெப்ப ஊடுருவலைத் தடுப்பதற்கான உட்செலுத்தல் உத்தி (உற்பத்தி மண்டலத்தில் ஏற்படும் விரைவான குளிர்ச்சி).
b. சேகரிப்பு அமைப்பு (சேகரிப்புக் குழாய்)
பல கிணறுகளிலிருந்து வரும் திரவம், குழாய்களின் வலைப்பின்னல் வழியாக பிரதான வசதிக்குப் பாய்கிறது. சேகரிப்பு அமைப்பின் வடிவமைப்பில் பின்வருவன அடங்கும்:
– குழாய்ப் பொருளைத் தேர்ந்தெடுத்தல் (அரிப்பு/தேய்மானத்தை எதிர்க்கும் தன்மை கொண்டது),
– அழுத்த வீழ்ச்சியைக் குறைக்கும் வகையில் விட்டத்தைத் தீர்மானித்தல்,
– கிணற்றுத் தளங்கள், வால்வு நிலையங்கள் மற்றும் வடிகால்/காற்றோட்ட அமைப்புகளை நிறுவுதல்,
– வெப்ப விரிவாக்க ஈடுசெய்தல் (விரிவாக்க வளையம், ஆதரவு, நங்கூரம்).
c. பிரிப்பான் மற்றும் ஸ்க்ரப்பர் (ஃப்ளாஷ் ஸ்ட்ரீமிற்காக)
ஒரு உடனடி புவிவெப்ப மின் நிலையத்தில், ஒரு பிரிப்பான் நீராவியையும் உப்புநீரையும் பிரிக்கிறது. ஸ்க்ரப்பர்கள் திரவத் துளிகளைக் குறைத்து, டர்பைனுக்குள் நுழையும் நீராவி உயர் தரம் வாய்ந்ததாக இருப்பதை உறுதிசெய்து, பிளேடு அரிப்பைத் தடுக்கின்றன. பிரிப்பானின் வடிவமைப்பானது பாய்வு விகிதம், நீராவிப் பின்னம், அழுத்த மாறுபாடுகள் மற்றும் ஏற்படக்கூடிய தொடர் ஓட்டம் ஆகியவற்றைக் கருத்தில் கொள்கிறது.
d. டர்பைன்கள் மற்றும் ஜெனரேட்டர்கள்
புவிவெப்ப விசையாழிகள், வழக்கமான கொதிகலன் நீராவியிலிருந்து வேறுபட்ட பண்புகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன: அதாவது, ஆவியாகாத வாயு உள்ளடக்கம், ஏற்படக்கூடிய அரிப்பு மற்றும் நீராவித் தரத்தில் ஏற்படும் மாறுபாடுகள் போன்றவை. மின்னாக்கி மற்றும் ஒத்திசைவு அமைப்பானது, பாதுகாப்பு (ரிலேக்கள்) மற்றும் கிளர்ச்சி அமைப்புகள் உட்பட, மின்கட்டமைப்பின் அதிர்வெண் மற்றும் மின்னழுத்தத்துடன் பொருந்தும்படி வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.
இ. மின்தேக்கி, குளிரூட்டும் கோபுரம் மற்றும் குளிரூட்டும் அமைப்பு
பல புவிவெப்ப மின் நிலையங்களில், செயல்திறனை அதிகரிப்பதற்காக விசையாழியிலிருந்து வெளியேறும் நீராவி ஒடுக்கப்படுகிறது. குளிரூட்டும் அமைப்பு பின்வருமாறு அமையலாம்:
– ஈரப்பதக் குளிரூட்டும் கோபுரம் (செயல்திறன் மிக்கது, ஆனால் தண்ணீர் தேவைப்படும்),
– காற்றால் குளிர்விக்கப்படும் மின்தேக்கி (நீரைச் சேமிக்கும், ஆனால் சுற்றுப்புற வெப்பநிலையால் இதன் செயல்திறன் பாதிக்கப்படும்).
குளிரூட்டும் அமைப்பின் தேர்வு, நீர் இருப்பு, காலநிலை நிலைமைகள் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் தேவைகளைப் பொறுத்து அமைகிறது.
f. வாயு அகற்றும் அமைப்பு
ஆவியாகாத வாயுக்கள் (எ.கா., CO₂ மற்றும் H₂S) ஆவிசுருக்கியின் வெற்றிடத்தைச் சீர்குலைக்கக்கூடும். எனவே, நீராவி பீய்ச்சி அடிக்கும் கருவிகள் அல்லது வெற்றிடப் பம்புகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. H₂S-ஐப் பொறுத்தவரை, காற்றின் தர விதிமுறைகளுக்கு இணங்க, வெளியேற்றக் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் (எ.கா., சுத்திகரிப்பான்கள் அல்லது குறிப்பிட்ட ஆக்சிஜனேற்ற முறைகள்) பெரும்பாலும் நிறுவப்படுகின்றன.
g. மின் அமைப்புகள் மற்றும் பிணைய இணைப்புகள்
மின்சார வசதிகளில் அடங்குபவை:
– ஸ்டெப்-அப் டிரான்ஸ்ஃபார்மர்,
– ஸ்விட்ச்யார்டு,
– மின்சார கேபிள்கள், பாதுகாப்பு மற்றும் ஸ்கேடா (SCADA)
– மின் அமைப்பு ஆய்வுகள்: சுமைப் பாய்வு, குறுக்குச் சுற்று, ஹார்மோனிக்ஸ் மற்றும் நிலைத்தன்மை.
மின்கட்டமைப்புடன் இணைப்பதற்கு, மின்கட்டமைப்பு விதிமுறைகளுக்கு இணங்குவது அவசியமாகும்; இதில் மின் ஓட்டத்தைத் தடையின்றித் தொடரும் திறன் மற்றும் எதிர்வினை ஆற்றல் ஒழுங்குமுறை ஆகியவை அடங்கும்.
h. கருவியமைப்பு, கட்டுப்பாடு மற்றும் பாதுகாப்பு
DCS/PLC செயல்முறையைக் கட்டுப்படுத்துகிறது, அதே சமயம் SIS (பாதுகாப்பு கருவி அமைப்பு) முக்கியப் பாதுகாப்பிற்காகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. முக்கியமான பாதுகாப்பு அம்சங்கள் பின்வருமாறு:
– அதிக அழுத்தப் பாதுகாப்பு,
– H₂S கண்டறிதல்,
– தீயணைப்பு அமைப்பு,
– தொடங்குதல்/நிறுத்துதல் நடைமுறைகள் மற்றும் அவசரகால பதிலளிப்பு.
4. பொருள் சார்ந்த பரிசீலனைகள்: அரிப்பு, படிவு மற்றும் நம்பகத்தன்மை
புவிவெப்பத் திரவங்களில் குளோரைடுகள், சிலிக்கா மற்றும் அமில வாயுக்கள் அடங்கியிருக்கலாம். மிகவும் பொதுவான இரண்டு பிரச்சனைகள்:
– குழாய்கள், வால்வுகள் மற்றும் உபகரணங்களில் ஏற்படும் அரிப்பு; மூலப்பொருள் தேர்வு, பூச்சுகள், தடுப்பான்கள் மற்றும் இரசாயனக் கட்டுப்பாடுகள் மூலம் தணித்தல்.
– குழாய்களை அடைத்து செயல்திறனைக் குறைக்கும் படிவு (சிலிக்கா/கார்பனேட் படிதல்); வெப்பநிலை/அழுத்தக் கட்டுப்பாடு, இரசாயன அளவீடு மற்றும் சுத்தம் செய்வதை எளிதாக்கும் வடிவமைப்புகள் மூலம் இது தணிக்கப்படுகிறது.
பம்புகள், அத்தியாவசிய மின் அமைப்புகள் ஆகியவற்றில் உள்ள கூடுதல் கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு மற்றும் நிலை அடிப்படையிலான பராமரிப்பு உத்திகள் ஆகியவற்றால் நம்பகத்தன்மை நிர்ணயிக்கப்படுகிறது.
5. நிறுவுதல் நிலைகள்: கட்டுமானப் பணிகள் முதல் செயல்பாட்டுக்குக் கொண்டுவருதல் வரை
அ. ஆயத்த மற்றும் குடிமைப் பணிகள்
அணுகு சாலைகள் அமைத்தல், நிலம் தயாரித்தல், வடிகால் மற்றும் அடித்தளங்கள் அமைத்தல் ஆகியவற்றுடன் நிறுவல் பணிகள் தொடங்குகின்றன. பல புவிவெப்ப ஆற்றல் வயல்கள் மலைப்பகுதிகளில் அமைந்துள்ளதால், புவித்தொழில்நுட்பத் திட்டமிடலும் நிலச்சரிவுத் தடுப்பும் மிக முக்கியமானவை. இந்தக் கட்டத்தில் கிணற்றுத் தளங்கள், ஆலை பகுதிகள் மற்றும் துணை வசதிகள் (பணிமனைகள், கிடங்குகள் மற்றும் முகாம்கள்) ஆகியவற்றின் கட்டுமானமும் அடங்கும்.
b. பிரதான உபகரணங்களை நிறுவுதல்
பிரிப்பான்கள், டர்பைன்கள், ஜெனரேட்டர்கள், கண்டன்சர்கள் மற்றும் குளிரூட்டும் கோபுரங்கள் போன்ற உபகரணங்கள் கட்டுமான வரிசைப்படி நிறுவப்பட்டன. அதிக எடை மற்றும் சவாலான அமைவிடம் காரணமாக, தூக்குவதற்கு ஒரு விரிவான கயிறு அமைப்புத் திட்டம் தேவைப்பட்டது. செயல்பாட்டின் போது ஏற்படும் அதிகப்படியான அதிர்வைத் தடுப்பதற்காக, டர்பைன்-ஜெனரேட்டர் சீரமைப்பு ஒரு துல்லியமான பணியாக இருந்தது.
சி. குழாய் மற்றும் இயந்திர நிறுவல்
பின்வருவனவற்றைக் கருத்தில் கொண்டு நீராவி மற்றும் உப்புநீர்க் குழாய்கள் பொருத்தப்படுகின்றன:
– தரமான பற்றவைப்பு மற்றும் அழிவற்ற சோதனை (ரேடியோகிராபி/UT),
– நடைமுறையின்படி ஹைட்ரோடெஸ்ட் அல்லது நியூமேட்டிக் டெஸ்ட்,
– தாங்கிகள், விரிவாக்க இணைப்புகள் மற்றும் வால்வுகள் பொருத்துதல்,
– வெப்ப இழப்பைக் குறைப்பதற்கும் பணியாளர்களைப் பாதுகாப்பதற்குமான வெப்பக்காப்பு.
d. மின்சார நிறுவல் மற்றும் அளவீட்டுக் கருவிகள்
இப்பணியில் மின்சார கேபிள்கள், தட்டுகள், பேனல்கள், மின்மாற்றிகள், சுவிட்ச் கியர், புவி இணைப்பு மற்றும் களக் கருவிகள் (அழுத்தம்/வெப்பநிலை/பாய்வு) ஆகியவற்றை நிறுவுதல் அடங்கும். செயல்பாட்டுச் சோதனைக்கு முன்னர், கருவி அளவுத்திருத்தம் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு ஒருங்கிணைப்பு ஆகியவை செய்யப்படுகின்றன.
இ. முன்-செயல்பாட்டுக்குத் தயார்செய்தல் மற்றும் செயல்பாட்டுக்குத் தயார்செய்தல்
இந்தக் கட்டத்தில் அடங்குபவை:
– குழாய்களை சுத்தப்படுத்துதல் மற்றும் கழுவுதல்,
– டர்பைன் சுழற்சி சோதனை (தடுப்பு/சுழற்சி பற்சக்கரம்),
மின் அமைப்பிற்கு படிப்படியாக ஆற்றல் அளித்தல்,
– நீராவி ஊதுதல் (நீராவி குழாய்களைச் சுத்தம் செய்ய),
மின்னாக்கிகளை மின்கட்டமைப்புடன் ஒத்திசைத்தல்,
– வெளியீடு மற்றும் வெப்ப விகிதத்தை நிரூபிப்பதற்கான செயல்திறன் சோதனை,
செயல்பாட்டு நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்கான நம்பகத்தன்மை சோதனை.
வெற்றிகரமான செயல்பாட்டுக்குக் கொண்டுவருதல் என்பது, பல்துறை ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் பாதுகாப்பு நடைமுறைகளைக் கடைப்பிடிப்பதைப் பெரிதும் சார்ந்துள்ளது.
6. வடிவமைப்பு மற்றும் கட்டுமானத்தில் சுற்றுச்சூழல் மற்றும் சமூக அம்சங்கள்
புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள் பொதுவாக புதைபடிவ எரிபொருள்களைக் காட்டிலும் குறைந்த உமிழ்வுகளையே வெளியிடுகின்றன, இருப்பினும், அவை நிர்வகிக்கப்பட வேண்டிய தாக்கங்களையும் கொண்டுள்ளன:
– H₂S மற்றும் துர்நாற்றம்: கண்காணிப்பு மற்றும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் தேவைப்படுகின்றன.
– உவர்நீர் மேலாண்மை: பாதுகாப்பான உட்செலுத்துதல் மேற்பரப்பு நீர் மாசுபடுவதைத் தடுக்கிறது.
– துளையிடும்போதும் நீராவி வெளியேற்றும்போதும் ஏற்படும் இரைச்சல்: ஒலி அடக்கிகள் மற்றும் திட்டமிடல் மூலம் தணித்தல்.
– பல்லுயிர்ப்பெருக்கம் மற்றும் நிலம்: தடம் வடிவமைப்பு, குழாய் வழித்தடங்கள் மற்றும் சாலை அணுகல் ஆகியவை இடையூறுகளைக் குறைக்கும் வகையில் அமைய வேண்டும்.
சமூகப் பங்கேற்பு, உள்ளூர் நலன்கள் குறித்த உறுதி, மற்றும் தகவல்களின் வெளிப்படைத்தன்மை ஆகியவை திட்டத்தின் நிலைத்தன்மைக்கு இன்றியமையாதவை.
7. முடிவுரை
புவிவெப்ப மின் நிலையத்தின் வடிவமைப்பு மற்றும் நிறுவுதல் என்பது நீர்த்தேக்க அறிவியல், செயல்முறைப் பொறியியல், இயந்திரப் பொறியியல், மின் பொறியியல் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் மேலாண்மை ஆகியவற்றை ஒருங்கிணைக்கும் ஒரு பன்முக முயற்சியாகும். சுழற்சித் தேர்வு (ஃப்ளாஷ் அல்லது பைனரி), உற்பத்தி-உட்செலுத்தல் கிணறு உத்தி மற்றும் குளிரூட்டும் அமைப்பின் கட்டமைப்பு போன்ற ஆரம்பகட்ட முடிவுகள், செலவு, செயல்திறன் மற்றும் நீண்டகால நம்பகத்தன்மை ஆகியவற்றில் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும். நிறுவும் கட்டத்தின் போது, சிக்கலான தள நிலைமைகள், குழாய் அமைப்பின் தரம், சுழலும் உபகரணங்களின் சீரமைப்பு மற்றும் கடுமையான பாதுகாப்பு நடைமுறைகள் ஆகியவற்றிலிருந்து முக்கிய சவால்கள் பொதுவாக எழுகின்றன. கவனமான திட்டமிடல் மற்றும் ஒழுக்கமான செயலாக்கத்தின் மூலம், புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள் தூய்மையான மின்சாரத்தின் ஒரு நிலையான ஆதாரமாக மாறி, ஆற்றல் பாதுகாப்பிற்கு ஆதரவளிப்பதோடு, வெளியேற்றப்படும் புகையின் அளவையும் குறைக்க முடியும்.
நீங்கள் விரும்பினால், இந்தக் கட்டுரையை இந்தோனேசிய சூழலுக்கு ஏற்ப (அனுமதி வழங்கும் செயல்முறை, பொதுவான தரநிலைகள், மற்றும் 55 மெகாவாட் அல்லது 110 மெகாவாட் புவிவெப்ப மின் நிலையங்களின் எடுத்துக்காட்டு உள்ளமைவுகள்) நான் மாற்றியமைக்க முடியும் அல்லது செயல்முறைப் பாய்வு வரைபடம் (PFD) மற்றும் உபகரணப் பட்டியலுடன் கூடிய மேலும் தொழில்நுட்பம் சார்ந்த பதிப்பை உருவாக்க முடியும்.
