উচ্চ অক্ষাংশ এবং শীতল অঞ্চলে পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার প্ল্যান্টগুলি কীভাবে নিরাপদে পরিচালনা করা যেতে পারে?

জলবাহী কাঠামোর হিম-প্রতিরোধী নকশার কোড অনুসারে, তীব্র শীতপ্রধান অঞ্চলের কাঠামোর গুরুত্বপূর্ণ, মারাত্মকভাবে হিমায়িত এবং মেরামত-কঠিন অংশগুলির জন্য F400 কংক্রিট ব্যবহার করতে হবে (কংক্রিটটিকে ৪০০ বার জমাট বাঁধা ও গলে যাওয়ার চক্র সহ্য করতে সক্ষম হতে হবে)। এই স্পেসিফিকেশন অনুসারে, হুয়াংগৌ পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশনের উপরের জলাধারের ফেস রকফিল ড্যামের ডেড ওয়াটার লেভেলের উপরের ফেস স্ল্যাব ও টো স্ল্যাব, উপরের জলাধারের প্রবেশ ও নির্গমন পথের জলস্তরের ওঠানামার এলাকা, নিচের জলাধারের প্রবেশ ও নির্গমন পথের জলস্তরের ওঠানামার এলাকা এবং অন্যান্য অংশে F400 কংক্রিট ব্যবহার করতে হবে। এর আগে, দেশের জলবিদ্যুৎ শিল্পে F400 কংক্রিটের প্রয়োগের কোনো নজির ছিল না। F400 কংক্রিট প্রস্তুত করার লক্ষ্যে, নির্মাণ দলটি দেশীয় গবেষণা প্রতিষ্ঠান এবং কংক্রিট অ্যাডিটিভ প্রস্তুতকারকদের সাথে নানাভাবে অনুসন্ধান চালায়, পেশাদার সংস্থাগুলোকে বিশেষ গবেষণার দায়িত্ব দেয়, সিলিকা ফিউম, এয়ার এন্ট্রেইনিং এজেন্ট, উচ্চ-দক্ষতা সম্পন্ন ওয়াটার রিডিউসিং এজেন্ট এবং অন্যান্য উপকরণ যোগ করে F400 কংক্রিট তৈরি করে এবং তা হুয়াংগৌ পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশনের নির্মাণকাজে প্রয়োগ করে।
এছাড়াও, তীব্র শীতপ্রধান অঞ্চলে, জলের সংস্পর্শে থাকা কংক্রিটে সামান্য ফাটল থাকলে শীতকালে জল সেই ফাটলের মধ্যে প্রবেশ করে। ক্রমাগত জমাট বাঁধা ও গলে যাওয়ার চক্রের ফলে কংক্রিটটি ধীরে ধীরে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশনের উপরের জলাধারের প্রধান বাঁধের কংক্রিটের ফেস স্ল্যাব জল ধরে রাখা এবং চুইয়ে পড়া প্রতিরোধের ভূমিকা পালন করে। এতে প্রচুর ফাটল থাকলে বাঁধের নিরাপত্তা মারাত্মকভাবে হ্রাস পাবে। হুয়াংগৌ পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশনের নির্মাণ দল এক ধরনের ফাটল-প্রতিরোধী কংক্রিট তৈরি করেছে – কংক্রিট মিশ্রণের সময় প্রসারণশীল উপাদান এবং পলিপ্রোপিলিন ফাইবার যোগ করে কংক্রিটের ফাটলের ঘটনা কমানো হয় এবং ফেস স্ল্যাব কংক্রিটের হিম প্রতিরোধ ক্ষমতা আরও উন্নত করা হয়।
বাঁধের কংক্রিটের উপরিভাগে ফাটল দেখা দিলে কী হবে? নির্মাণকারী দল প্যানেলের উপরিভাগে একটি হিম-প্রতিরোধী স্তরও স্থাপন করেছে – সুরক্ষামূলক প্রলেপ হিসেবে হাতে ঘষে দেওয়া পলিইউরিয়া ব্যবহার করে। হাতে ঘষে দেওয়া পলিইউরিয়া কংক্রিট ও জলের সংস্পর্শ বিচ্ছিন্ন করতে পারে, সম্মুখভাগের কংক্রিটের জমাট বাঁধা ও গলে যাওয়ার কারণে সৃষ্ট ক্ষয়ক্ষতির বিকাশকে ধীর করে দেয় এবং জলের অন্যান্য ক্ষতিকারক উপাদানকে কংক্রিট ক্ষয় করা থেকেও প্রতিরোধ করে। এর মধ্যে জলরোধী, বার্ধক্যরোধী, জমাট বাঁধা ও গলে যাওয়া প্রতিরোধ ইত্যাদি কার্যকারিতা রয়েছে।
কংক্রিট ফেস রকফিল ড্যামের ফেস স্ল্যাব একবারে ঢালাই করা হয় না, বরং বিভিন্ন অংশে নির্মাণ করা হয়। এর ফলে প্রতিটি প্যানেল অংশের মধ্যে একটি কাঠামোগত সংযোগস্থল তৈরি হয়। জল চুইয়ে পড়া রোধ করার প্রচলিত পদ্ধতি হলো এই কাঠামোগত সংযোগস্থলের উপর একটি রাবারের কভার প্লেট স্থাপন করা এবং এক্সপ্যানশন বোল্ট দিয়ে এটিকে আটকানো। তীব্র শীতপ্রধান অঞ্চলে শীতকালে জলাধার এলাকায় পুরু বরফ জমে যায় এবং এক্সপ্যানশন বোল্টের উন্মুক্ত অংশ বরফের স্তরের সাথে জমে গিয়ে বরফ দ্বারা ছিঁড়ে যাওয়ার কারণে ক্ষতিসাধন করে। হুয়াংগৌ পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশন উদ্ভাবনীভাবে একটি সংকোচনযোগ্য আবরণযুক্ত কাঠামো ব্যবহার করেছে, যা বরফ দ্বারা ছিঁড়ে যাওয়ার কারণে কাঠামোগত সংযোগস্থলের ক্ষতির সমস্যা সমাধান করে। ২০২১ সালের ২০শে ডিসেম্বর, হুয়াংগৌ পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশনের প্রথম ইউনিট বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য চালু করা হবে। একটি শীতকালীন কার্যক্রম প্রমাণ করেছে যে এই ধরনের কাঠামো বরফ দ্বারা ছিঁড়ে যাওয়া বা হিম প্রসারণের কারণে প্যানেলের কাঠামোগত সংযোগস্থলের ক্ষতি প্রতিরোধ করতে পারে।
প্রকল্পের নির্মাণকাজ যত তাড়াতাড়ি সম্ভব শেষ করার জন্য, নির্মাণ দল শীতকালীন নির্মাণকাজ চালানোর চেষ্টা করেছিল। যদিও বাইরে শীতকালীন নির্মাণকাজের সম্ভাবনা প্রায় নেই, তবুও ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎকেন্দ্র, জল সরবরাহ সুড়ঙ্গ এবং পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশনের অন্যান্য ভবনগুলো মাটির অনেক গভীরে অবস্থিত এবং এগুলোর নির্মাণের জন্য উপযুক্ত পরিবেশ রয়েছে। কিন্তু শীতে কীভাবে কংক্রিট ঢালাই করা হবে? নির্মাণ দলকে ভূগর্ভস্থ গুহা এবং বাইরের সংযোগকারী সমস্ত খোলা অংশে ইনসুলেশন দরজা স্থাপন করতে হবে এবং দরজাগুলোর ভেতরে ৩৫ কিলোওয়াটের গরম বাতাসের ফ্যান লাগাতে হবে; কংক্রিট মিক্সিং সিস্টেমটি সম্পূর্ণরূপে বন্ধ রাখতে হবে এবং গরম করার ব্যবস্থা ভেতরে স্থাপন করতে হবে। মিশ্রণের আগে, গরম জল দিয়ে কংক্রিট মিক্সিং সিস্টেমটি ধুয়ে নিতে হবে; শীতকালীন ঢালাইয়ের জন্য প্রয়োজনীয় কংক্রিটের মাটির কাজের পরিমাণ অনুযায়ী শীতকালে মোটা ও মিহি দানার সমষ্টির পরিমাণ গণনা করতে হবে এবং শীত আসার আগেই সেগুলো সংরক্ষণের জন্য সুড়ঙ্গে নিয়ে যেতে হবে। নির্মাণ দল মিশ্রণের আগে সমষ্টিগুলোকেও গরম করে এবং কংক্রিট পরিবহনের সময় তাপমাত্রা বজায় রাখা নিশ্চিত করার জন্য কংক্রিট বহনকারী সমস্ত মিক্সার ট্রাকে "তুলা ভরা কাপড়" রাখে; কংক্রিট ঢালাইয়ের প্রাথমিক জমাট বাঁধার পর, কংক্রিটের পৃষ্ঠটি তাপ নিরোধক লেপ দিয়ে ঢেকে দিতে হবে এবং প্রয়োজনে উত্তাপের জন্য বৈদ্যুতিক কম্বল দিয়েও ঢেকে দিতে হবে। এভাবে নির্মাণ দলটি প্রকল্পের নির্মাণকাজের উপর ঠান্ডা আবহাওয়ার প্রভাব ন্যূনতম পর্যায়ে নিয়ে আসে।

তীব্র শীতল অঞ্চলে পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার প্ল্যান্টের নিরাপদ পরিচালনা নিশ্চিত করা
যখন পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশন জল পাম্প করে বা বিদ্যুৎ উৎপাদন করে, তখন উপরের এবং নীচের জলাধারের জলের স্তর ক্রমাগত পরিবর্তিত হতে থাকে। শীতকালে, যখন পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশনকে প্রতিদিন পরিচালন কাজ করতে হয়, তখন জলাধারের কেন্দ্রে একটি ভাসমান বরফের স্তর তৈরি হয় এবং বাইরে চূর্ণবিচূর্ণ বরফের একটি বলয়াকার স্তর তৈরি হয়। এই বরফের আস্তরণ পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার প্ল্যান্টের পরিচালন কাজে খুব বেশি প্রভাব ফেলে না, কিন্তু যদি বিদ্যুৎ ব্যবস্থায় দীর্ঘ সময় ধরে পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার প্ল্যান্ট চালানোর প্রয়োজন না হয়, তবে উপরের এবং নীচের জলাধার জমে বরফ হয়ে যেতে পারে। এই সময়ে, যদিও পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশনের জলাধারে পর্যাপ্ত জল থাকে, কিন্তু বায়ুমণ্ডলের সাথে সংযোগ স্থাপনে অক্ষমতার কারণে জলপ্রবাহ বাধাগ্রস্ত হয় এবং জোরপূর্বক পরিচালন জল সরবরাহ কাঠামো এবং ইউনিটের সরঞ্জাম ও স্থাপনাগুলির জন্য নিরাপত্তা ঝুঁকি তৈরি করে।
নির্মাণ দল পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার প্ল্যান্টের শীতকালীন পরিচালন পদ্ধতির উপর একটি বিশেষ সমীক্ষা চালিয়েছে। গবেষণায় দেখা গেছে যে, শীতকালে পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার প্ল্যান্টের নিরাপদ পরিচালনা নিশ্চিত করার জন্য ডিসপ্যাচিং অপারেশনই মূল চাবিকাঠি। তীব্র শীতে, প্রতিদিন অন্তত একটি ইউনিট ৮ ঘণ্টার বেশি সময় ধরে বিদ্যুৎ উৎপাদন বা জল পাম্প করে, যা জলাধারকে সম্পূর্ণ বরফে ঢেকে যাওয়া থেকে রক্ষা করতে পারে; যখন পাওয়ার গ্রিড ডিসপ্যাচিং উপরোক্ত শর্তগুলো পূরণ করতে পারে না, তখন বরফ প্রতিরোধ ও বরফ ভাঙার ব্যবস্থা গ্রহণ করতে হবে।
বর্তমানে, পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার প্ল্যান্টের জলাধার এবং গেট কূপগুলির জন্য বরফ প্রতিরোধ ও বরফ ভাঙার তিনটি প্রধান ব্যবস্থা রয়েছে: কৃত্রিম বরফ ভাঙা, উচ্চ-চাপের গ্যাস স্ফীতি এবং ওয়াটার পাম্প ফ্লাশিং দ্বারা বরফ ভাঙা।
কৃত্রিম বরফ ভাঙার পদ্ধতির খরচ কম, কিন্তু এতে কর্মীদের কাজের সময় দীর্ঘ, ঝুঁকি বেশি এবং নিরাপত্তা দুর্ঘটনা ঘটার সম্ভাবনা বেশি থাকে। উচ্চ-চাপের গ্যাস স্ফীতি পদ্ধতিতে, গভীর জলে এয়ার কম্প্রেসার দ্বারা নির্গত সংকুচিত বাতাস ব্যবহার করে একটি শক্তিশালী উষ্ণ জলের প্রবাহ বের করে দেওয়া হয়, যা বরফের স্তরকে গলিয়ে দিতে এবং নতুন বরফের স্তর তৈরি হওয়া প্রতিরোধ করতে পারে। হুয়াংগৌ পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশন জল পাম্প ফ্লাশিং এবং বরফ ভাঙার পদ্ধতি গ্রহণ করে, অর্থাৎ, সাবমার্সিবল পাম্প ব্যবহার করে গভীর জল পাম্প করে তোলা হয় এবং তারপর জেট পাইপের জেট ছিদ্র দিয়ে জল বের করে একটি অবিচ্ছিন্ন জলের প্রবাহ তৈরি করা হয়, যাতে স্থানীয় জলের উপরিভাগে বরফ জমা প্রতিরোধ করা যায়।
শীতকালে পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার প্ল্যান্ট পরিচালনার সময় প্রবাহ পথে ভাসমান বরফ প্রবেশ করা আরেকটি ঝুঁকি, যা হাইড্রোলিক টারবাইন এবং অন্যান্য যান্ত্রিক সরঞ্জামের ক্ষতি করতে পারে। হুয়াংগৌ পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশনের নির্মাণকাজের শুরুতে মডেল পরীক্ষা চালানো হয়েছিল এবং চ্যানেলে প্রবেশকারী ভাসমান বরফের সংকটপূর্ণ বেগ ১.০৫ মি/সে হিসেবে গণনা করা হয়েছিল। প্রবাহের বেগ কমানোর জন্য, হুয়াংগৌ পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশন প্রবেশপথ এবং নির্গমন পথ যথেষ্ট বড় করে ডিজাইন করেছে এবং প্রবেশপথ ও নির্গমন পথের বিভিন্ন উচ্চতায় প্রবাহের বেগ ও তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণের ব্যবস্থা স্থাপন করেছে। একটি শীতকালীন পর্যবেক্ষণের পর, পাওয়ার স্টেশনের কর্মীরা প্রবাহ পথে কোনো ভাসমান বরফ প্রবেশ করতে দেখেননি।

হুয়াংগৌ পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশনের প্রস্তুতি পর্ব ২০১৬ সালের জানুয়ারি মাস থেকে শুরু হয়। প্রথম ইউনিটটি ২০২১ সালের ২০শে ডিসেম্বর বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য চালু করা হবে এবং শেষ ইউনিটটি ২০২২ সালের ২৯শে জুন বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য চালু করা হবে। প্রকল্পটির মোট নির্মাণকাল সাড়ে ছয় বছর। চীনের একই ধরনের পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশন প্রকল্পগুলোর তুলনায়, হুয়াংগৌ পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশনের নির্মাণকাল পিছিয়ে থাকেনি, কারণ এটি তীব্র শীতপ্রধান অঞ্চলে অবস্থিত। শীতের কঠিন পরীক্ষার পর, হুয়াংগৌ পাম্পড স্টোরেজ পাওয়ার স্টেশনের সমস্ত হাইড্রোলিক কাঠামো, সরঞ্জাম এবং সুবিধাগুলো স্বাভাবিকভাবে কাজ করছে। বিশেষ করে, উপরের জলাধারের কংক্রিট ফেস রকফিল ড্যামের পেছনের সর্বোচ্চ লিকেজ মাত্র ৪.২৩ লিটার/সেকেন্ড, এবং এই লিকেজ সূচকটি চীনের একই আকারের আর্থ রক ড্যামগুলোর মধ্যে শীর্ষস্থানীয় পর্যায়ে রয়েছে। ইউনিটটি চালু হওয়ার সাথে সাথেই দ্রুত সাড়া দেয় এবং স্থিতিশীলভাবে পরিচালিত হয়। এটি গ্রীষ্ম, শীত এবং গুরুত্বপূর্ণ উৎসবের সময় সর্বোচ্চ চাহিদা মেটাতে নর্থইস্ট পাওয়ার গ্রিডের দায়িত্ব পালন করে এবং এর নিরাপদ ও স্থিতিশীল কার্যক্রম নিশ্চিত করে।