புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள்: அவை செயல்படும் விதம் மற்றும் கூறுகள்

புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள்: அவை செயல்படும் விதம் மற்றும் அவற்றின் கூறுகள்

புவிவெப்ப மின் நிலையம் என்பது, மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய புவிவெப்ப ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும் ஒரு உற்பத்தி வசதியாகும். நிலக்கரி, எண்ணெய் அல்லது எரிவாயுவை எரிக்கும் புதைபடிவ எரிபொருள் மின் நிலையங்களைப் போலல்லாமல், புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள் பூமிக்குள்ளிருந்து வரும் இயற்கையான வெப்பத்தைச் சார்ந்துள்ளன. இந்த வெப்பம், குறிப்பாக எரிமலை வெடிப்புகள் அல்லது புவித்தட்டு எல்லைகளுக்கு அருகிலுள்ள பகுதிகளில், புவியியல் செயல்பாடுகளிலிருந்து பெறப்படுகிறது. புவிவெப்ப ஆற்றல் எளிதில் கிடைப்பதால், வழக்கமான மின் நிலையங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த கார்பன் வெளியேற்றத்துடன் நிலையான மின்சாரத்தை (அடிப்படைச் சுமை) வழங்குவதாக அறியப்படுகின்றன.

பசிபிக் நெருப்பு வளையத்தில் அமைந்துள்ளதால், இந்தோனேசியா குறிப்பிடத்தக்க புவிவெப்ப ஆற்றல் திறனைக் கொண்ட ஒரு நாடாக விளங்குகிறது. இந்த ஆற்றல் திறன், எரிசக்தி மாற்றத்தில் ஒரு முக்கியப் பங்காற்றி, மின்சாரப் பாதுகாப்பை வலுப்படுத்தவும், புதைபடிவ எரிபொருட்களைச் சார்ந்திருப்பதைக் குறைக்கவும் உதவும். புவிவெப்ப ஆற்றல் ஏன் ஒரு உத்திசார்ந்ததாகக் கருதப்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்ள, புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன மற்றும் அவற்றின் முக்கியக் கூறுகள் யாவை என்பதை அறிந்துகொள்வது அவசியமாகும்.

அடிப்படைக் கொள்கை: மேற்பரப்பிற்குக் கீழிருந்து வெப்பத்தை அறுவடை செய்தல்

பூமியின் மேற்பரப்பிற்குக் கீழே புவிவெப்ப நீர்த்தேக்கம் அமைந்துள்ளது. இது, அதிக வெப்பநிலையில் உள்ள சூடான திரவங்களை (வெந்நீர் மற்றும்/அல்லது நீராவி) கொண்டிருக்கும் நுண்துளைப் பாறைகளின் ஒரு மண்டலமாகும். ஒரு வெப்ப மூலம் (மக்மா அல்லது சூடான பாறை), நீர்த்தேக்கப் பாறை மற்றும் ஒரு திரவ ஓட்டப் பாதை ஆகியவற்றின் இருப்பால் இந்த நீர்த்தேக்கங்கள் இயற்கையாகவே உருவாகலாம். புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள், இந்த சூடான திரவங்களை உற்பத்தி கிணறுகள் வழியாக மேற்பரப்பிற்குக் கொண்டுவந்து, அவற்றின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி ஒரு மின்னாக்கியுடன் இணைக்கப்பட்ட விசையாழியைச் சுழற்றி, பின்னர் அமைப்பின் நிலைத்தன்மையைப் பராமரிப்பதற்காக மீதமுள்ள திரவங்களை உட்செலுத்துக் கிணறுகள் வழியாக பூமிக்குத் திருப்பி அனுப்புகின்றன.

எளிமையாகச் சொல்வதானால், இதன் செயல்முறை இதுதான்: நீர்த்தேக்கம் → உற்பத்தி கிணறு → பிரிப்பு/வெப்பப் பரிமாற்றி → விசையாழி → மின்னாக்கி → ஆவிசுருக்கி/குளிரூட்டல் → மறுசெலுத்தல்.

புவிவெப்ப மின் உற்பத்தி அமைப்புகளின் வகைகள்

திரவத்தின் பண்புகள் மற்றும் நீர்த்தேக்க வெப்பநிலையின் அடிப்படையில் தேர்ந்தெடுக்கப்படும் மூன்று முக்கிய உள்ளமைவுகள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

1. உலர் நீராவி
இந்த அமைப்பு, நீர்த்தேக்கத்திலிருந்து வரும் உலர் நீராவியை நேரடியாக விசையாழியை இயக்கப் பயன்படுத்துகிறது. இதற்குப் பிரதானமாக நீராவியை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு நீர்த்தேக்கம் தேவைப்படுவதால், இந்த வகை ஒப்பீட்டளவில் அரிதானது.

2. ஃபிளாஷ் ஸ்டீம்
அதிக வெப்பநிலைகளுக்கு இதுவே மிகவும் பொதுவான வகையாகும். உற்பத்தி கிணற்றிலிருந்து வரும் சூடான, அழுத்தப்பட்ட திரவம் ஒரு பிரிப்பானுக்குள் செலுத்தப்படுகிறது. அழுத்தம் குறைக்கப்படும்போது, ​​​​நீரின் ஒரு பகுதி நீராவியாக மாற்றப்படுகிறது. இந்த நீராவி பின்னர் ஒரு விசையாழியைச் சுழற்றுகிறது. செயல்திறனை அதிகரிக்க, ஒற்றை-அதிர்வு மற்றும் இரட்டை-அதிர்வு (இரு-நிலை பிரிப்பு) வகைகள் கிடைக்கின்றன.

3. இரும சுழற்சி
மிதமான வெப்பநிலைகளுக்கு ஏற்றது. புவிவெப்பத் திரவம் நேரடியாக விசையாழிக்குள் நுழையாமல், அதற்குப் பதிலாக ஒரு வெப்பப் பரிமாற்றி வழியாக இரண்டாம் நிலை வேலை செய்யும் திரவத்தை (எ.கா., ஐசோபியூட்டேன் அல்லது பென்டேன்) வெப்பப்படுத்துகிறது. குறைந்த கொதிநிலையைக் கொண்ட இந்த இரண்டாம் நிலைத் திரவம் ஆவியாகி, விசையாழியைச் சுழற்றி, பின்னர் மீண்டும் ஒடுங்கி ஒரு மூடிய சுழற்சியில் சுற்றுகிறது. புவிவெப்பத் திரவம் விசையாழி வழியாகச் செல்லாததால், மிகக் குறைந்த உமிழ்வுகள் மற்றும் அரிப்பு/கறை படிவதிலிருந்து உபகரணங்களுக்கு சிறந்த பாதுகாப்பு ஆகியவை இதன் நன்மைகளாகும்.

புவிவெப்ப ஆற்றல் செயல்படும் விதம் (படி படியாக)

1) நீர்த்தேக்க ஆய்வு மற்றும் உறுதிப்படுத்தல்
கட்டுமானப் பணிகளுக்கு முன்னர், மேற்பரப்பு வெளிப்பாடுகள் (வெந்நீரூற்றுகள், புகைத்துளைகள்) போன்ற புவிவெப்ப அறிகுறிகளைக் கண்டறியவும், நிலத்தடி கட்டமைப்புகளை வரைபடமாக்கவும் புவியியல், புவிவேதியியல் மற்றும் புவி இயற்பியல் ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன. ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய வாய்ப்பு அடையாளம் காணப்பட்டவுடன், வெப்பநிலை, அழுத்தம், ஊடுருவுத்திறன் மற்றும் திரவ ஓட்ட விகிதங்களை அளவிட ஆய்வுக்கிணறுகள் தோண்டப்படுகின்றன. இந்தத் தரவுகளே மின் உற்பத்தி நிலையத்தின் பொருளாதார சாத்தியக்கூறு மற்றும் வடிவமைப்பைத் தீர்மானிக்கின்றன.

2) உற்பத்தி கிணறுகள் மூலம் சூடான திரவ உற்பத்தி
நீர்த்தேக்கம் பொருத்தமானதாக இருந்தால், பல உற்பத்தி கிணறுகள் அமைக்கப்படுகின்றன. இந்தக் கிணறுகள் சூடான திரவங்களை மேற்பரப்பிற்குக் கொண்டு வருகின்றன. கிணற்றின் முகப்பில், பாதுகாப்பு வால்வுகள் மற்றும் கருவிகள் அழுத்தம் மற்றும் பாய்வு விகிதத்தைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன. திரவங்கள் அதிக அரிக்கும் தன்மை கொண்டவையாகவும், கரைந்த கனிமங்களைக் கொண்டவையாகவும் இருக்கக்கூடும் என்பதால், குழாய் அமைப்பின் பொருளும் செயல்பாட்டு வடிவமைப்பும் அரிப்பு மற்றும் படிவு ஏற்படுவதற்கான சாத்தியக்கூறுகளைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

3) நீராவி மற்றும் நீரைப் பிரித்தல் அல்லது வெப்பப் பரிமாற்றம்
– ஃபிளாஷ் ஸ்டீம் முறையில், பாய்மம் ஒரு பிரிப்பானுக்குள் நுழைகிறது. நீராவி, நீர்/உப்புநீரிலிருந்து பிரிக்கப்படுகிறது. சுத்தமான நீராவி டர்பைனுக்கு அனுப்பப்படுகிறது, அதே சமயம் உப்புநீரை மீண்டும் ஃபிளாஷ் செய்யலாம் (இரட்டை ஃபிளாஷ்) அல்லது நேரடியாக இன்ஜெக்ஷனுக்குச் செலுத்தலாம்.
– இருமடி அமைப்பில், புவிவெப்பத் திரவமானது, இரண்டாம் நிலை வேலை செய்யும் திரவத்தைக் கலக்காமல் வெப்பப் பரிமாற்றிக்குள் நுழைந்து அதைச் சூடாக்குகிறது.

இந்தக் கட்டம் மிகவும் முக்கியமானது, ஏனெனில் இது நீராவியின் தரம், விசையாழியின் செயல்திறன் மற்றும் உபகரணங்களின் ஆயுட்காலம் ஆகியவற்றைத் தீர்மானிக்கிறது.

4) ஆற்றல் மாற்றம்: டர்பைன் ஜெனரேட்டரைச் சுழற்றுகிறது
நீராவி (அல்லது இருமங்களில் இரண்டாம் நிலை திரவ ஆவி) விசையாழி இறக்கைகளை இயக்குகிறது, வெப்பம் மற்றும் அழுத்த ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றி தண்டைச் சுழற்றுகிறது. விசையாழித் தண்டு ஒரு மின்னாக்கியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, அது மின்காந்தத் தூண்டல் மூலம் இயந்திர ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றுகிறது. இதன் விளைவாக உருவாகும் மின்சாரம், மின்கட்டமைப்பிற்கு விநியோகிக்கப்படுவதற்கு முன்பு மின் அமைப்பால் பதப்படுத்தப்படுகிறது.

5) ஒடுக்கம் மற்றும் குளிரூட்டும் அமைப்பு
டர்பைனைக் கடந்த பிறகு, டர்பைன் வெளியேறும் இடத்தில் குறைந்த அழுத்தத்தை உருவாக்கி செயல்திறனை அதிகரிக்க, நீராவி ஒடுக்கப்பட வேண்டும். இந்த செயல்முறை ஒடுக்கியில் நடைபெறுகிறது, பின்னர் வெப்பம் ஒரு குளிரூட்டும் அமைப்பு மூலம் வெளியேற்றப்படுகிறது. இதில் இரண்டு அணுகுமுறைகள் உள்ளன:
– ஈரப்பதக் குளிரூட்டல் (ஈரக் குளிரூட்டும் கோபுரம்): அதிக செயல்திறன் மிக்கது, ஆனால் அதிக நீர் தேவைப்படுகிறது.
– காற்று குளிர்விப்பு (உலர் குளிர்விப்பு): அதிக நீர் சிக்கனம் கொண்டது, வறண்ட பகுதிகளுக்கு ஏற்றது, ஆனால் காற்றின் வெப்பநிலை அதிகமாக இருக்கும்போது செயல்திறன் குறையக்கூடும்.

6) உட்செலுத்தலை நீர்த்தேக்கத்திற்குத் திருப்பி அனுப்புதல்
பயன்படுத்தப்பட்ட திரவங்கள் (உப்புநீர் மற்றும் ஆவிசுருக்கம்) உட்செலுத்துக் கிணறுகள் வழியாக மீண்டும் பூமிக்குச் செலுத்தப்படுகின்றன. இது நீர்த்தேக்க அழுத்தத்தைப் பராமரிக்கவும், இருப்பு குறைவதைக் குறைக்கவும், மற்றும் மேற்பரப்பில் ஏற்படும் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்புகளைக் குறைக்கவும் செய்யப்படுகிறது. உற்பத்தி மண்டலம் விரைவாகக் குளிர்வதைத் (வெப்பப் பாய்ச்சல்) தடுக்கும் வகையில் உட்செலுத்துக் கிணறு அமைவிடம் வடிவமைக்கப்பட வேண்டும்.

7) மின்சார வலையமைப்புக்கு விநியோகம்
மின்னாக்கியிலிருந்து வரும் மின்சாரம், ஒரு மின்மாற்றியைப் பயன்படுத்தி மின்னழுத்தத்தில் அதிகரிக்கப்பட்டு, பின்னர் ஒரு நிலைமாற்று முற்றம் வழியாக மின் செலுத்து வலையமைப்பிற்கு விநியோகிக்கப்படுகிறது. பாதுகாப்பு அமைப்புகள் (ரிலேக்கள் மற்றும் மின்சுற்று முறிப்பான்கள்), மின் தடை ஏற்படும்போது ஆலை பாதுகாப்பாக இயங்குவதை உறுதி செய்கின்றன.

புவிவெப்ப மின் நிலையங்களின் முக்கிய கூறுகள்

மேல்நிலை முதல் கீழ்நிலை வரையிலான மிக முக்கியமான கூறுகள் இதோ:

1. புவிவெப்ப நீர்த்தேக்கம்
ஆற்றல் மூலமானது, பூமிக்கு அடியில் தேங்கியுள்ள சூடான பாறைகளும் திரவங்களுமாகும்.

2. உற்பத்தி கிணறுகள்
சூடான திரவத்தை உள்ளிழுக்கும் குழாய். கிணற்றின் உறுதித்தன்மையைப் பராமரிப்பதற்காக, உறை, குழாய் மற்றும் சிமெண்ட் வடிவமைப்புடன் பொருத்தப்பட்டுள்ளது.

3. கிணற்றுத் தலை மற்றும் பாதுகாப்பு வால்வு
கிணற்றிலிருந்து வரும் நீரின் ஓட்டம் மற்றும் அழுத்தத்தை ஒழுங்குபடுத்துகிறது. இதில் வால்வுகள், அடைப்பான்கள் மற்றும் பாதுகாப்பு சாதனங்கள் அடங்கும்.

4. மேற்பரப்புக் குழாய் (சேகரிப்பு அமைப்பு)
பல கிணறுகளிலிருந்து திரவங்களை ஒரு பிரிப்பு நிலையம் அல்லது வெப்பப் பரிமாற்றிக்குக் கொண்டு செல்லும் குழாய்களின் வலையமைப்பு. வெப்ப இழப்பைக் குறைப்பதற்காக, இது பொதுவாகக் காப்பிடப்பட்டிருக்கும்.

5. பிரிப்பான் / தேய்ப்புக்கருவி (ஃப்ளாஷ்/உலர் நீராவிக்கு)
விசையாழிக்குள் நுழைவதற்கு முன், நீராவியை உலர்த்துவதற்காக உப்புநீரிலிருந்து நீராவியைப் பிரித்து, நீர்த்துளிகளைச் சேகரித்தல்.

6. வெப்பப் பரிமாற்றி (பைனரிக்காக)
ஒரு மூடிய அமைப்பில், புவிவெப்பத் திரவத்திலிருந்து இரண்டாம் நிலை வேலை செய்யும் திரவத்திற்கு வெப்பத்தை மாற்றுதல்.

7. நீராவி விசையாழி அல்லது கரிம திரவ விசையாழி
நீராவி ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றுதல். விசையாழியின் வடிவமைப்பு, நீராவியின் அழுத்தம், வெப்பநிலை மற்றும் பண்புகளுக்கு ஏற்ப பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்படுகிறது.

8. ஜெனரேட்டர்
இயந்திர ஆற்றலை மின்சாரமாக மாற்றுகிறது. டர்பைன் தண்டுடன் நேரடியாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

9. மின்தேக்கி
குறைந்த வெளியீட்டு அழுத்தத்தையும் திறமையான சுழற்சியையும் உறுதி செய்வதற்காக, டர்பைனின் வெளியேற்ற நீராவியைச் சுருக்குதல்.

10. குளிரூட்டும் கோபுரம் / காற்று குளிர்விப்பான்
நீர் அல்லது காற்றின் மூலம் சுற்றுச்சூழலுக்கு வெப்பத்தை வெளியிடுதல்.

11. உட்செலுத்தும் அமைப்பு மற்றும் உட்செலுத்தும் கிணறு
நீர்த்தேக்கத்திற்கு திரவங்களை இறைத்துத் திருப்பி அனுப்புதல். நிலையான உற்பத்திக்கு இது இன்றியமையாதது.

12. கட்டுப்பாடு மற்றும் கருவியமைப்பு அமைப்புகள் (DCS/SCADA)
வெப்பநிலை, அழுத்தம், டர்பைன் அதிர்வு, பாய்வு விகிதம் மற்றும் மின்சார அளவுருக்களைக் கண்காணித்து, தானியங்கி செயல்பாடுகளை ஒழுங்குபடுத்துகிறது.

13. மின்சார உபகரணங்கள்: மின்மாற்றிகள், மின்சுவிட்சுகள், மின்சுவிட்சு வளாகம்
மின் விநியோகம், பாதுகாப்பு மற்றும் மின் வலையமைப்புடனான இணைப்பு ஆகியவற்றை நிர்வகிக்கிறது.

14. புகை வெளியேற்றக் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் மற்றும் ஆவியாகாத வாயுக்கள்
சில நீர்த்தேக்கங்கள் CO₂ அல்லது H₂S போன்ற வாயுக்களை உற்பத்தி செய்கின்றன. சுத்திகரிப்பு அமைப்புகள் (எ.கா., H₂S குறைப்பு) காற்றின் தரத்தையும் பணியிடப் பாதுகாப்பையும் பராமரிக்கின்றன.

முடிவுரை: பலங்களும் சவால்களும்

புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள், ஒப்பிடத்தக்க திறன் கொண்ட மற்ற சில புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலங்களுடன் ஒப்பிடுகையில், நிலையான மின்சார விநியோகம், ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த மாசு வெளியேற்றம் மற்றும் பொதுவாக சிறிய நிலப்பரப்பை வழங்குகின்றன. இருப்பினும், அவற்றின் வளர்ச்சிக்கு கணிசமான தொடக்க முதலீடு, ஆய்வு அபாயங்கள், சிக்கலான துளையிடும் நுட்பங்கள் மற்றும் அரிப்பு, படிவு அல்லது நீர்த்தேக்கச் சீர்குலைவைத் தடுப்பதற்கான திரவ மேலாண்மை ஆகியவை தேவைப்படுகின்றன.

சுழற்சித் தேர்வு (ஃப்ளாஷ் அல்லது பைனரி) முதல் உற்பத்தி மற்றும் உட்செலுத்தல் அமைப்புகள், உமிழ்வுக் கட்டுப்பாடு வரை சரியான வடிவமைப்புடன், புவிவெப்ப ஆற்றல் ஒரு நம்பகமான தூய்மையான ஆற்றல் முதுகெலும்பாக விளங்க முடியும். அது எவ்வாறு செயல்படுகிறது மற்றும் அதன் முக்கியக் கூறுகளைப் புரிந்துகொள்வது, புவிவெப்ப ஆற்றல் என்பது வெறும் "புவிவெப்ப வெப்பத்திலிருந்து மின்சாரம்" என்பதை விட மேலானது என்பதையும், மாறாக அது புவியியல், பெட்ரோலியப் பொறியியல், வெப்ப இயக்கவியல் மற்றும் மின்சாரம் ஆகியவற்றை ஒரே, நீடித்த செயல்முறைத் தொடரில் இணைக்கும் ஒரு ஒருங்கிணைந்த பொறியியல் அமைப்பு என்பதையும் காண நமக்கு உதவுகிறது.