புவிவெப்ப மின் உற்பத்தியை மேம்படுத்துவதற்கான குளிரூட்டும் அமைப்பு

புவிவெப்ப மின் நிலையங்களை மேம்படுத்துவதற்கான குளிரூட்டும் அமைப்பு

புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள் (PLTP), 24 மணி நேரமும் சீராக இயங்கும் திறன் கொண்டிருப்பதால், நம்பகமான புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலங்களாக அறியப்படுகின்றன. இருப்பினும், இந்த நன்மைகளுக்குப் பின்னால், செயல்பாட்டுத் திறனையும் நம்பகத்தன்மையையும் கணிசமாகத் தீர்மானிக்கும் ஒரு தொழில்நுட்ப அம்சம் உள்ளது: அதுவே குளிரூட்டும் அமைப்பு. முறையான குளிரூட்டல் இல்லாமல், டர்பைனின் செயல்திறன் குறைகிறது, துணை ஆற்றல் நுகர்வு அதிகரிக்கிறது, அரிப்பு ஏற்படும் அபாயம் கூடுகிறது, இறுதியில், மின்சார உற்பத்திச் செலவுகளும் அதிகரிக்கின்றன. இந்தக் கட்டுரை, குளிரூட்டும் அமைப்புகளின் பங்கு, அவற்றின் வகைகள், செயல்பாட்டுச் சவால்கள் மற்றும் புவிவெப்ப மின் நிலையத்தின் வெளியீட்டை அதிகபட்சமாக்குவதற்கான உகப்பாக்க உத்திகள் குறித்து விவாதிக்கிறது.

புவிவெப்ப மின் நிலையங்களில் குளிரூட்டும் அமைப்பு ஏன் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது?

புவிவெப்ப மின் நிலையங்களில், ஒரு டர்பைனை இயக்குவதற்குப் புவிவெப்பத் திரவம் (நீராவி அல்லது உப்புநீர்) பயன்படுத்தப்படுகிறது. டர்பைன் வழியாகச் சென்ற பிறகு, அந்த நீராவியை நீர்த்தேக்கத்திற்குள் பம்ப் செய்வதற்கும் மற்றும்/அல்லது மீண்டும் செலுத்துவதற்கும், அதை விரைவாக மீண்டும் நீராக ஒடுக்க வேண்டும். இந்த ஒடுக்கச் செயல்முறைக்குச் சுற்றுச்சூழலுக்கு வெப்பம் வெளியிடப்பட வேண்டும், இங்குதான் குளிரூட்டும் அமைப்பின் பங்கு வருகிறது.

டர்பைனின் செயல்திறன், அதன் வெளியேறும் இடத்தில் உள்ள அழுத்தத்தால் (பின் அழுத்தம்) பெரிதும் பாதிக்கப்படுகிறது. மின்தேக்கி அழுத்தம் எவ்வளவு குறைவாக இருக்கிறதோ, டர்பைனில் உள்ள நீராவி வெப்ப ஆற்றல் அவ்வளவு அதிகமாகக் குறையும், மேலும் உற்பத்தி செய்யக்கூடிய ஆற்றலும் அவ்வளவு அதிகமாக இருக்கும். மோசமான குளிரூட்டல் காரணமாக, ஒடுக்க வெப்பநிலை உயர்ந்து, மின்தேக்கி அழுத்தம் அதிகரித்து, டர்பைன் ஆற்றல் குறைகிறது. ஒரு மின் உற்பத்தி நிலைய அளவில், மின்தேக்கி வெப்பநிலையில் ஏற்படும் சிறிய வேறுபாடுகள்கூட குறிப்பிடத்தக்க ஆற்றல் இழப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும்.

மேலும், குளிரூட்டும் அமைப்பு பின்வருவனவற்றிலும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது:
1. உள்ளக மின் நுகர்வு (துணை மின்சாரம்): சுழற்சி பம்புகள், குளிரூட்டும் கோபுர விசிறிகள் மற்றும் பிற துணை உபகரணங்கள் மின்சாரத்தை நுகர்கின்றன.
2. நம்பகத்தன்மை: குளிர்விக்கும் நீரின் தரம் தொடர்பான படிவு, துருப்பிடித்தல் மற்றும் அரிப்பு ஆகியவை செயல்பாட்டுத் தடைக்கு வழிவகுக்கலாம்.
3. சுற்றுச்சூழல் இணக்கம்: நீர் வெளியேற்றம், குளிரூட்டும் கோபுரங்களிலிருந்து ஏற்படும் காற்றுப் பரவல் மற்றும் இரசாயனப் பயன்பாடு ஆகியவை விதிமுறைகளுக்கு இணங்க வேண்டும்.

குளிரூட்டல் மற்றும் ஒடுக்கத்தின் அடிப்படைக் கோட்பாடுகள்

பொதுவாக, ஒரு குளிரூட்டும் அமைப்பின் முதன்மை நோக்கம், ஆற்றல் செலவுகளையும் சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பையும் குறைக்கும் அதே வேளையில், மின்தேக்கியின் வெப்பநிலையை முடிந்தவரை குறைவாகப் பராமரிப்பதாகும். மின்தேக்கியானது, விசையாழியின் வெளியேற்ற நீராவியிலிருந்து மறை வெப்பத்தை குளிரூட்டும் ஊடகத்திற்கு (நீர் அல்லது காற்று) மாற்றுகிறது. நிறுவல் வடிவமைப்பு மற்றும் நீர் கிடைப்பதைப் பொறுத்து, இந்த அமைப்பை ஒரு மூடிய-சுற்று அல்லது திறந்த-சுற்று அமைப்பாகக் கட்டமைக்கலாம்.

இரண்டு முக்கிய அணுகுமுறைகள் உள்ளன:
– ஈரக் குளிர்விப்பு (ஈர/ஆவியாதல் குளிர்விப்பு): இது, நீரைப் பகுதியளவு ஆவியாக்குவதன் மூலம், ஒப்பீட்டளவில் சிறிய உபகரண அளவைக் கொண்டு அதிக அளவிலான வெப்பத்தை அகற்ற உதவுகிறது.
– உலர் குளிர்விப்பு: நீர் ஆவியாகாமல் காற்றைப் பயன்படுத்துகிறது. குறைந்த அளவு நீர் உள்ள பகுதிகளுக்கு இது பொருத்தமானது, ஆனால் காற்றின் வெப்பநிலை அதிகமாக இருக்கும்போது இது பொதுவாக அதிக செலவு மிக்கதாகவும் செயல்திறன் குறைந்ததாகவும் இருக்கும்.

புவிவெப்ப மின் நிலையங்களைப் பொறுத்தவரை, அமைப்புத் தேர்வானது பொதுவாக வளத்தின் பண்புகள் (முக்கியமான நீராவி, திடீர் எரிப்பு அல்லது இருமடி ஆற்றல்), காலநிலை நிலைமைகள், நீர் இருப்பு, மற்றும் திட்டத்தின் ஆயுட்காலம் முழுவதற்குமான செயல்திறன் மற்றும் செலவு இலக்குகள் ஆகியவற்றைக் கருத்தில் கொள்கிறது.

புவிவெப்ப மின் நிலையங்களில் உள்ள குளிரூட்டும் அமைப்புகளின் வகைகள்

1. ஈரமான குளிரூட்டும் கோபுரம்
ஃப்ளாஷ் ஸ்டீம் மற்றும் ட்ரை ஸ்டீம் ஆலைகளுக்கு இதுவே மிகவும் பொதுவான தேர்வாகும். குளிர்விக்கும் நீர், கண்டன்சர் வழியாகச் சுழன்று வெப்பத்தை உறிஞ்சி, பின்னர் ஆவியாதல் மற்றும் காற்றுடனான தொடர்பு மூலம் வெப்பநிலையைக் குறைப்பதற்காக ஒரு குளிரூட்டும் கோபுரத்திற்குப் பாய்கிறது.

மிகை:
– நீரின் வெப்பநிலையை, ஈரப்பதக் குமிழின் வெப்பநிலைக்கு அருகில் திறம்படக் குறைக்கிறது.
– அதிக கொள்ளளவுக்கு, இந்த உபகரணத்தின் அளவு ஒப்பீட்டளவில் சிறியதாக உள்ளது.
– பொதுவாக உலர் குளிரூட்டலை விட குறைவான மின்தேக்கி பின் அழுத்தத்தை வழங்குகிறது.

பற்றாக்குறை:
ஆவியாதல், காற்றினால் சாய்தல் மற்றும் காற்றின் வேகம் ஆகியவற்றால் ஏற்படும் இழப்புகளை ஈடுசெய்ய, கூடுதல் நீர் தேவைப்படுகிறது.
– ஏற்படக்கூடிய சுற்றுச்சூழல் பாதிப்புகள் (நீராவி, காற்றில் அடித்துச் செல்லப்படுதல் மற்றும் நீர் நுகர்வு).
– படிவு/அரிப்பைத் தடுக்க இரசாயனக் கட்டுப்பாடு தேவைப்படுகிறது.

2. உலர் குளிரூட்டல் (காற்று குளிரூட்டப்பட்ட மின்தேக்கி / ஏசிசி)
இந்த அமைப்பில், விசிறியிலிருந்து வரும் காற்றோட்டத்தால் குளிர்விக்கப்படும் துடுப்புகளுடைய வெப்பப் பரிமாற்றியைப் பயன்படுத்தி நீராவி ஒடுக்கப்படுகிறது.

மிகை:
– மிகக் குறைந்த நீர் நுகர்வு (கிட்டத்தட்ட இல்லை).
– வறண்ட பகுதிகள் அல்லது நீர் பயன்பாட்டுக் கட்டுப்பாடுகள் உள்ள இடங்களுக்கு ஏற்றது.

பற்றாக்குறை:
– செயல்திறன் காற்றின் வெப்பநிலையால் பெரிதும் பாதிக்கப்படுகிறது; வெப்பமான காலநிலையில், செயல்திறன் குறைந்து, பின் அழுத்தம் அதிகரிக்கிறது.
– பெரிய பரப்பளவும் பெரிய கட்டமைப்புகளும் தேவைப்படுகின்றன.
அதிக சக்தி வாய்ந்த மின்விசிறிகள் துணை மின் நுகர்வை அதிகரிக்கின்றன.

3. கலப்பின அமைப்பு (ஈர-உலர் குளிர்விப்பு)
ஈர மற்றும் உலர் குளிரூட்டலை ஒருங்கிணைத்தல். சில நிபந்தனைகளின் கீழ் (எ.கா., வறண்ட பருவம் அல்லது நீர் கட்டுப்பாடுகள்), உலர் முறைக்கு முன்னுரிமை அளிக்கப்படுகிறது; அதிக செயல்திறன் தேவைப்படும்போது, ​​ஈர முறை செயல்படுத்தப்படுகிறது.

மிகை:
– நெகிழ்வானது: நீர் நுகர்வையும் செயல்திறனையும் சமநிலைப்படுத்த முடியும்.
முழுமையான உலர் குளிரூட்டலுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​அதிக காற்று வெப்பநிலையில் செயல்திறன் இழப்பைக் குறைக்கிறது.

பற்றாக்குறை:
– அதிக முதலீடு மற்றும் செயல்பாட்டுச் சிக்கல்தன்மை.
இரண்டு தொழில்நுட்பங்களின் ஒருங்கிணைப்பால் அமைப்பு கட்டுப்பாடு மிகவும் சிக்கலாகிறது.

4. இரும ஜெனரேட்டர்களுக்கான குளிர்வித்தல் (ORC/Kalina)
ஒரு பைனரி மின் உற்பத்தி நிலையத்தில், புவிவெப்ப திரவமானது ஒரு வெப்பப் பரிமாற்றி வழியாக, செயல்பாட்டுத் திரவத்தை (எ.கா., ஐசோபியூட்டேன் அல்லது பென்டேன்) சூடாக்குகிறது. டர்பைனைச் சுழற்றிய பிறகு, செயல்பாட்டுத் திரவமானது ஒரு குளிரூட்டும் அமைப்பைப் (ஈர/உலர்/கலப்பின) பயன்படுத்தி ஒடுக்கப்படுகிறது.

அவற்றின் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த இயக்க வெப்பநிலை காரணமாக, பைனரி ஜெனரேட்டர்கள் மின்தேக்கியின் செயல்திறனுக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டவை. மின்தேக்கி வெப்பநிலையில் ஏற்படும் சிறிய அதிகரிப்புகள் நிகர மின் வெளியீட்டை கணிசமாகப் பாதிக்கக்கூடும், எனவே குளிரூட்டல் உகப்பாக்கம் மிகவும் இன்றியமையாதது.

செயல்பாட்டுச் சவால்கள்: படிவு உருவாதல், அரிப்பு மற்றும் அசுத்தம்

ஒரு குளிரூட்டும் அமைப்பின் செயல்திறன் அதன் வடிவமைப்பால் மட்டுமல்ல, இயக்க நிலைமைகள் மற்றும் நீரின் தரத்தாலும் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

1. செதில் படிதல் (மேலோடு படிதல்)
சிலிக்கா, கால்சியம் கார்பனேட் அல்லது பிற சேர்மங்கள் போன்ற கனிமங்கள் மின்தேக்கிக் குழாய்களில் படிந்து, வெப்பப் பரிமாற்றத்தைக் குறைக்கக்கூடும். இதன் விளைவாக, மின்தேக்கியின் வெப்பநிலை அதிகரித்து, செயல்திறன் குறைகிறது. pH சரிசெய்தல், தடுப்பான்கள், ப்ளோடவுன் கட்டுப்பாடு மற்றும் செறிவூட்டல் குறியீட்டைக் கண்காணித்தல் ஆகியவற்றின் மூலம் இது கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

2. அரிப்பு
கரைந்த ஆக்ஸிஜன், CO₂, H₂S, குளோரைடு ஆகியவற்றின் இருப்பு மற்றும் குறிப்பிட்ட pH நிலைகள் அரிப்பைத் துரிதப்படுத்தக்கூடும். மூலப்பொருள் தேர்வு (எ.கா., சில துருப்பிடிக்காத எஃகுகள், தீவிர நிலைமைகளுக்கான டைட்டானியம்), எதிர்மின்முனைப் பாதுகாப்பு மற்றும் இரசாயனக் கட்டுப்பாடு ஆகியவை மிக முக்கியமானவை.

3. உயிரிப் படிவு
மேற்பரப்பு நீரைப் பயன்படுத்தும் அமைப்புகளில், நுண்ணுயிரிகளின் வளர்ச்சி வெப்பப் பரிமாற்றியின் செயல்திறனைக் குறைக்கக்கூடும். உயிரிநாசினி மற்றும் வடிகட்டுதல் திட்டங்கள் பெரும்பாலும் செயல்பாட்டு உத்தியின் ஒரு பகுதியாக உள்ளன.

4. குளிரூட்டும் கோபுரத்தின் செயல்திறன் குறைகிறது
அழுக்கடைந்த பேக்கிங், அடைபட்ட நாசில்கள் அல்லது உகந்த செயல்திறன் இல்லாத மின்விசிறி போன்றவை குளிரூட்டும் திறனைக் குறைக்கக்கூடும். வழக்கமான குளிரூட்டும் கோபுரத் தணிக்கைகள் மற்றும் நிலை அடிப்படையிலான பராமரிப்பு ஆகியவை நீண்டகால செயல்திறன் சரிவைத் தடுக்க உதவும்.

குளிரூட்டும் அமைப்பு உகப்பாக்க உத்தி

புவிவெப்ப மின் நிலையத்தின் உற்பத்தியை உகந்ததாக்க, வெப்பநிலையைக் குறைப்பது மட்டுமல்லாமல், துணை மின் நுகர்வு மற்றும் பராமரிப்புச் செலவுகளையும் குறைவாக வைத்திருக்கும் ஒரு விரிவான அணுகுமுறை பின்பற்றப்பட வேண்டும்.

1. மின்தேக்கி பின் அழுத்த உகப்பாக்கம்
இயக்குபவர்கள், சுற்றுப்புற நிலைமைகள் மற்றும் உபகரண வரம்புகளின் அடிப்படையில் உகந்த பின் அழுத்தத்தை இலக்காகக் கொள்ளலாம். குளிர்விக்கும் நீரின் பாய்வு விகிதம், கோபுர விசிறியின் வேகம் மற்றும் வெப்பப் பரிமாற்ற மேற்பரப்பின் தூய்மை ஆகியவை பின் அழுத்தத்தை நேரடியாகப் பாதிக்கின்றன.

2. மாறுபடும் வேக இயக்ககத்தின் (VSD) பயன்பாடு
குளிரூட்டும் கோபுர விசிறி அல்லது ஏசிசி-யில் விஎஸ்டி-யைப் பயன்படுத்துவது, தேவைக்கேற்ப விசிறியின் சக்தியைச் சரிசெய்ய அனுமதிக்கிறது. இது செயல்பாட்டு நிலைத்தன்மையில் சமரசம் செய்யாமல், குளிரூட்டும் சுமை அதன் உச்சத்தில் இல்லாதபோது துணை மின் நுகர்வைக் குறைக்கிறது.

3. நிகழ்நேர கண்காணிப்பு மற்றும் பகுப்பாய்வு
மின்தேக்கியின் உள்ளீடு/வெளியீடு வெப்பநிலை, கடத்துத்திறன், pH, காற்று வெளியேற்ற விகிதம், மின்விசிறி அதிர்வு மற்றும் அழுத்த வேறுபாடு ஆகியவற்றைக் கண்டறியும் உணரிகளின் பயன்பாடு, சிக்கல்களை முன்கூட்டியே கண்டறிய உதவுகிறது. எளிய பகுப்பாய்விலிருந்து இயந்திரக் கற்றல் வரை, மின் இழப்புகள் குறிப்பிடத்தக்கதாக மாறுவதற்கு முன்பே, இயக்குபவர்கள் படிவுகளைக் கணித்து, சுத்தம் செய்யும் பணிகளைத் திட்டமிடலாம்.

4. நிரப்பு மற்றும் வெளியேற்ற நீர் மேலாண்மை
ஈர அமைப்பின் செயல்திறனுக்கான திறவுகோல், செறிவுச் சுழற்சிகளை (CoC) நிர்வகிப்பதே ஆகும். செறிவுச் சுழற்சி மிகவும் குறைவாக இருப்பது நீரை வீணாக்கும், அதே சமயம் அது அதிகமாக இருப்பது படிவு உருவாகும் அபாயத்தை அதிகரிக்கும். சேர்க்கப்படும் நீரின் தரம் மற்றும் உபகரணப் படிவு வரம்புகளின் அடிப்படையில் செறிவுச் சுழற்சியை உகந்ததாக்குவது, பொருளாதார மற்றும் தொழில்நுட்ப செயல்திறனை மேம்படுத்தும்.

5. சரியான வெப்பப் பரிமாற்றிப் பொருள் மற்றும் வடிவமைப்பைத் தேர்ந்தெடுத்தல்
அரிப்பை எதிர்க்கும் பொருட்கள் மற்றும் சுத்தம் செய்வதை எளிதாக்கும் வெப்பப் பரிமாற்றி அமைப்புகள், ஆயுட்காலச் செலவுகளைக் குறைக்கும். தீவிரமான திரவச் சூழல்களில், அதிக விலை கொண்ட பொருட்களில் செய்யப்படும் முதலீடு, செயல்பாடின்மை நேரத்தைக் குறைப்பதன் மூலம் பெரும்பாலும் பலனளிக்கிறது.

6. மறு உட்செலுத்துதல் அமைப்புடன் ஒருங்கிணைப்பு
பல புவிவெப்ப மின் நிலையங்களில், ஒடுங்கிய நீரும் உவர்நீரும் மீண்டும் உட்செலுத்தப்படுகின்றன. ஒடுங்கிய நீரின் வெப்பநிலையும் தரமும் ஆவிசுருக்கியின் செயல்திறனுடன் தொடர்புடையவை. குளிர்வித்தல், ஆவிசுருக்கம் மற்றும் உட்செலுத்தும் பம்புகளுக்கு இடையேயான ஒருங்கிணைந்த கட்டுப்பாடு, நீர்த்தேக்கத்தின் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்தி, செயல்பாட்டுத் தடைகளைக் குறைக்கும்.

சுற்றுச்சூழல் மற்றும் ஒழுங்குமுறை பரிசீலனைகள்

தொழில்நுட்ப அம்சங்களுடன் கூடுதலாக, குளிரூட்டும் அமைப்புகள் சுற்றுச்சூழல் கட்டுப்பாடுகளுடன் ஒத்துப்போக வேண்டும்: நீர் இருப்பு, காற்றில் அடித்துச் செல்லப்படக்கூடிய சாத்தியம், மின்விசிறி இரைச்சல், மற்றும் கனிமங்கள் அல்லது இரசாயனங்கள் அடங்கிய கழிவுநீரை அகற்றுதல் போன்றவை. நிலைத்தன்மை என்ற சூழலில், வெப்பமான சூழ்நிலைகளில் ஏற்படும் செலவு மற்றும் செயல்திறன் தாக்கங்கள் இருந்தபோதிலும், பல புதிய திட்டங்கள் நீர் பயன்பாட்டைக் குறைப்பதற்காக கலப்பின அல்லது உலர் குளிரூட்டல் முறைகளைப் பரிசீலித்து வருகின்றன.

மூடுகிறது

குளிரூட்டும் அமைப்பு என்பது, பெரும்பாலும் கவனிக்கப்படாத ஆனால் ஒரு புவிவெப்ப மின் நிலையத்தின் மிக முக்கியமான 'இதயம்' ஆகும். பொருத்தமான உள்ளமைப்பை (ஈரமான, உலர்வான அல்லது கலப்பின) தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலமும், படிவு மற்றும் அரிப்பைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலமும், தரவு சார்ந்த உகப்பாக்கம் மற்றும் நவீன கட்டுப்பாடுகளைச் செயல்படுத்துவதன் மூலமும், புவிவெப்ப மின் நிலையங்கள் குறைந்த துணை ஆற்றல் நுகர்வுடனும், தடைபடுவதற்கான குறைந்த அபாயத்துடனும் அதிக மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய முடியும். இறுதியில், உகந்த குளிரூட்டல் என்பது வெறுமனே வெப்பத்தை அகற்றுவது மட்டுமல்ல, அது புவிவெப்ப மின் நிலையங்களின் செயல்திறன், நம்பகத்தன்மை மற்றும் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கான ஒரு விரிவான உத்தியாகும்.