কাউন্টারঅ্যাটাক টারবাইন হলো এক ধরনের হাইড্রোলিক যন্ত্র, যা পানির প্রবাহের চাপ ব্যবহার করে পানিশক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে।
(1) গঠন। কাউন্টারঅ্যাটাক টারবাইনের প্রধান কাঠামোগত উপাদানগুলি হল রানার, জল ডাইভারশন চেম্বার, জল গাইডিং প্রক্রিয়া এবং ড্রাফট টিউব।
১) রানার। রানার হলো ওয়াটার টারবাইনের একটি অংশ যা পানির প্রবাহের শক্তিকে ঘূর্ণায়মান যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। পানির শক্তি রূপান্তরের দিকের উপর নির্ভর করে বিভিন্ন কাউন্টারঅ্যাটাক টারবাইনের রানারের গঠনও ভিন্ন হয়। ফ্রান্সিস টারবাইনের রানার সুবিন্যস্ত পেঁচানো ব্লেড, ক্রাউন ও লোয়ার রিং এবং অন্যান্য প্রধান উল্লম্ব উপাদান দ্বারা গঠিত; অ্যাক্সিয়াল ফ্লো টারবাইনের রানার ব্লেড, রানার বডি, ড্রেন কোন এবং অন্যান্য প্রধান উপাদান দ্বারা গঠিত; ডায়াগোনাল ফ্লো টারবাইনের রানারের গঠন আরও জটিল। কাজের অবস্থার সাথে সামঞ্জস্য রেখে এবং গাইড ভেনের খোলার সাথে মিলিয়ে ব্লেড বসানোর কোণ পরিবর্তন করা যায়। ব্লেডের ঘূর্ণন কেন্দ্ররেখা টারবাইনের অক্ষের সাথে একটি তির্যক কোণে (৪৫°-৬০°) থাকে।
২) জল প্রবাহ চেম্বার। এর কাজ হলো জলকে সুষমভাবে জল পরিচালনা ব্যবস্থায় প্রবাহিত করা, শক্তির অপচয় কমানো এবং টারবাইনের দক্ষতা বৃদ্ধি করা। বড় এবং মাঝারি আকারের টারবাইনগুলিতে প্রায়শই ৫০ মিটারের বেশি হেডের জন্য বৃত্তাকার প্রস্থচ্ছেদের ধাতব ভল্যুট এবং ৫০ মিটারের কম হেডের জন্য ট্র্যাপিজয়েডাল প্রস্থচ্ছেদের কংক্রিট ভল্যুট ব্যবহার করা হয়।
৩) জল পরিচালনা ব্যবস্থা। এটি সাধারণত রানারের পরিধিতে সমানভাবে সাজানো নির্দিষ্ট সংখ্যক সুবিন্যস্ত গাইড ভেন এবং তাদের ঘূর্ণন ব্যবস্থা দ্বারা গঠিত। এর কাজ হলো জলের প্রবাহকে সমানভাবে রানারের মধ্যে পরিচালিত করা এবং গাইড ভেনের মুখ খোলার পরিমাণ সমন্বয় করে জেনারেটর সেটের লোডের চাহিদা মেটাতে টারবাইনের প্রবাহের হার পরিবর্তন করা। এটি সম্পূর্ণ বন্ধ থাকা অবস্থায় জলকে সিল করার ভূমিকাও পালন করে।
৪) ড্রাফট টিউব। রানারের আউটলেটে থাকা জলপ্রবাহে তখনও অব্যবহৃত উদ্বৃত্ত শক্তির একটি অংশ থেকে যায়। ড্রাফট টিউবের কাজ হলো শক্তির এই অংশটি পুনরুদ্ধার করে জলকে ভাটির দিকে নিষ্কাশন করা। ড্রাফট টিউব দুই প্রকারের হয়, সরল শঙ্কু এবং বক্র। প্রথমটির শক্তি সহগ বেশি এবং এটি সাধারণত ছোট হরাইজন্টাল ও টিউবুলার টারবাইনের জন্য উপযুক্ত; দ্বিতীয়টির হাইড্রোলিক পারফরম্যান্স সরল শঙ্কুর চেয়ে কম, কিন্তু এর খনন গভীরতা কম এবং এটি বড় ও মাঝারি আকারের কাউন্টারঅ্যাটাক টারবাইনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
(2) শ্রেণিবিন্যাস। রানারের মধ্য দিয়ে জল প্রবাহের অক্ষীয় দিক অনুসারে, ইমপ্যাক্ট টারবাইনকে ফ্রান্সিস টারবাইন, ডায়াগোনাল ফ্লো টারবাইন, অ্যাক্সিয়াল ফ্লো টারবাইন এবং টিউবুলার টারবাইনে বিভক্ত করা হয়।
১) ফ্রান্সিস টারবাইন। ফ্রান্সিস (রেডিয়াল অ্যাক্সিয়াল ফ্লো বা ফ্রান্সিস) টারবাইন হলো একটি কাউন্টার-অ্যাটাক টারবাইন, যেখানে পানি রানারের পরিধি থেকে অক্ষীয় দিকে রেডিয়ালি প্রবাহিত হয়। এই ধরনের টারবাইনের প্রয়োগযোগ্য হেডের পরিসর বিস্তৃত (৩০-৭০০ মিটার), এর গঠন সরল, আয়তন ছোট এবং খরচ কম। চীনে চালু হওয়া সবচেয়ে বড় ফ্রান্সিস টারবাইনটি হলো এরতান জলবিদ্যুৎ কেন্দ্র, যার রেটেড আউটপুট পাওয়ার ৫৮২ মেগাওয়াট এবং সর্বোচ্চ আউটপুট পাওয়ার ৬২১ মেগাওয়াট।
২) অ্যাক্সিয়াল ফ্লো টারবাইন। অ্যাক্সিয়াল ফ্লো টারবাইন হলো একটি কাউন্টারঅ্যাটাক টারবাইন, যেখানে পানি অ্যাক্সিয়াল দিক থেকে প্রবেশ করে এবং রানার থেকে অ্যাক্সিয়াল দিকেই বেরিয়ে যায়। এই ধরনের টারবাইনকে দুই প্রকারে ভাগ করা হয়: ফিক্সড-ব্লেড টাইপ (স্ক্রু টাইপ) এবং রোটারি টাইপ (ক্যাপলান টাইপ)। প্রথমটির ব্লেডগুলো স্থির থাকে এবং দ্বিতীয়টির ব্লেডগুলো ঘোরানো যায়। অ্যাক্সিয়াল ফ্লো টারবাইনের পানি প্রবাহ ক্ষমতা ফ্রান্সিস টারবাইনের চেয়ে বেশি। যেহেতু প্যাডেল টারবাইনের ব্লেডগুলো লোডের পরিবর্তনের সাথে সাথে অবস্থান পরিবর্তন করতে পারে, তাই লোড পরিবর্তনের বিস্তৃত পরিসরে এগুলোর দক্ষতা বেশি থাকে। অ্যাক্সিয়াল ফ্লো টারবাইনের অ্যান্টি-ক্যাভিটেশন কর্মক্ষমতা এবং যান্ত্রিক শক্তি ফ্রান্সিস টারবাইনের চেয়ে দুর্বল এবং এর গঠনও আরও জটিল। বর্তমানে, এই ধরনের টারবাইনের প্রযোজ্য হেড ৮০ মিটার বা তার বেশিতে পৌঁছেছে।
৩) টিউবুলার টারবাইন। এই ধরনের ওয়াটার টারবাইনের জলপ্রবাহ রানার থেকে অক্ষীয়ভাবে প্রবাহিত হয় এবং রানারের আগে ও পরে কোনো ঘূর্ণন থাকে না। এর ব্যবহারযোগ্য হেডের পরিসীমা হলো ৩-২০। এর কাঠামোর সুবিধাগুলো হলো কম উচ্চতা, অনুকূল জলপ্রবাহ পরিস্থিতি, উচ্চ দক্ষতা, কম সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিং, স্বল্প ব্যয়, ভল্যুট এবং বাঁকানো ড্রাফট টিউবের প্রয়োজন না থাকা, এবং হেড যত কম হয়, এর সুবিধাগুলো তত বেশি স্পষ্ট হয়।
জেনারেটর সংযোগ এবং সঞ্চালন পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে টিউবুলার টারবাইনকে দুটি ভাগে ভাগ করা হয়: ফুল-থ্রু-ফ্লো এবং সেমি-থ্রু-ফ্লো। সেমি-থ্রু-ফ্লো টারবাইনকে আবার বাল্ব টাইপ, শ্যাফট টাইপ এবং শ্যাফট এক্সটেনশন টাইপে বিভক্ত করা হয়। এদের মধ্যে, শ্যাফট এক্সটেনশন টাইপকেও দুটি ভাগে ভাগ করা হয়। এগুলো হলো অবলিক অ্যাক্সিস এবং হরাইজন্টাল অ্যাক্সিস। বর্তমানে, সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত বাল্ব টিউবুলার টাইপ, শ্যাফট এক্সটেনশন টাইপ এবং ভার্টিক্যাল শ্যাফট টাইপ প্রধানত ছোট ইউনিটগুলিতে ব্যবহৃত হয়। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, শ্যাফট টাইপ বড় এবং মাঝারি আকারের ইউনিটগুলিতেও ব্যবহৃত হচ্ছে।
শ্যাফট এক্সটেনশন টিউবুলার ইউনিটের জেনারেটরটি জলপথের বাইরে স্থাপন করা হয় এবং জেনারেটরটি একটি দীর্ঘতর হেলানো শ্যাফট বা অনুভূমিক শ্যাফটের মাধ্যমে টারবাইনের সাথে সংযুক্ত থাকে। এই শ্যাফট এক্সটেনশন ধরনের কাঠামোটি বাল্ব ধরনের কাঠামোর চেয়ে সরল।
৪) ডায়াগোনাল ফ্লো টারবাইন। ডায়াগোনাল ফ্লো (ডায়াগোনাল নামেও পরিচিত) টারবাইনের গঠন ও আকার মিক্সড ফ্লো এবং অ্যাক্সিয়াল ফ্লো টারবাইনের মাঝামাঝি। এর প্রধান পার্থক্য হলো, রানার ব্লেডগুলোর কেন্দ্ররেখা টারবাইনের কেন্দ্ররেখার সাথে একটি নির্দিষ্ট কোণে থাকে। কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যের কারণে, পরিচালনার সময় ইউনিটটিকে ডুবে যাওয়ার অনুমতি নেই, তাই ব্লেড এবং রানার চেম্বারের সংঘর্ষের দুর্ঘটনা প্রতিরোধ করার জন্য দ্বিতীয় কাঠামোতে একটি অ্যাক্সিয়াল ডিসপ্লেসমেন্ট সিগন্যাল প্রোটেকশন ডিভাইস স্থাপন করা হয়। ডায়াগোনাল ফ্লো টারবাইনের ব্যবহারযোগ্য হেড পরিসীমা হলো ২৫～২০০ মিটার।
পোস্ট করার সময়: ১৯ অক্টোবর, ২০২১
