Ang Departamento sa Drainage Services sa Gobyerno sa Espesyal nga Administratibo sa Rehiyon sa Hong Kong komitado sa pagtabang sa pagpamenos sa global climate change. Sulod sa mga katuigan, ang mga pasilidad nga makadaginot sa enerhiya ug mabag-o nga enerhiya na-instalar sa pipila sa mga planta niini. Uban sa opisyal nga paglusad sa "Harbour Purification Plan Phase II A" sa Hong Kong, ang Drainage Services Department nag-instalar ug hydraulic turbine power generation system sa Stonecutters Island Sewage Treatment Plant (ang sewage treatment plant nga adunay pinakadako nga sewage treatment capacity sa Hong Kong), nga naggamit sa hydraulic energy sa nagaagay nga sewage aron sa pagpadagan sa turbine generator, ug dayon nagmugna og elektrisidad para sa paggamit sa mga pasilidad sa planta. Gipaila niini nga papel ang sistema, lakip ang mga hagit nga nasugatan sa pagpatuman sa mga may kalabutan nga proyekto, ang mga konsiderasyon ug mga kinaiya sa disenyo ug pagtukod sa sistema, ug ang performance sa operasyon sa sistema. Ang sistema dili lamang makatabang sa pagdaginot sa gasto sa elektrisidad, apan gigamit usab ang tubig aron makunhuran ang carbon emissions.
1 Pagpaila sa proyekto
Ang ikaduhang hugna A sa "Harbour Purification Plan" usa ka dako nga plano nga gipatuman sa Hong Kong Special Administrative Region Government aron mapauswag ang kalidad sa tubig sa Victoria Harbour. Kini opisyal nga gigamit sa bug-os nga sa Disyembre 2015. Ang kasangkaran sa trabaho naglakip sa pagtukod sa usa ka lawom nga sewage tunnel uban sa kinatibuk-ang gitas-on sa mga 21km ug 163m ubos sa yuta, sa pagdala sa hugaw nga namugna sa amihanan ug habagatan-kasadpan sa isla ngadto sa Stonecutters Island Sewage Treatment Plant, ug sa pagdugang sa kapasidad sa pagtambal sa sewage planta ngadto sa 2545 × 5 milyon nga mga serbisyo sa sewage. mga lungsoranon. Tungod sa mga limitasyon sa yuta, ang Stonecutters Island Sewage Treatment Plant naggamit ug 46 ka set sa double deck sedimentation tanks para sa kemikal nga gipalambo nga pangunang pagtambal sa hugaw, ug ang matag duha ka set sa sedimentation tank magbahin ug vertical shaft (nga mao, sa kinatibuk-an nga 23 shafts) aron ipadala ang putli nga hugaw ngadto sa underground drainage pipe, ug dayon ngadto sa deep disinfection sea.
2 May kalabotan sa sayo nga panukiduki ug kalamboan
Tungod sa kadaghan sa imburnal nga gitambalan sa Stonecutters Island Sewage Treatment Plant kada adlaw ug ang talagsaon nga double-layer nga disenyo sa tangke sa sedimentation niini, makahatag kini og piho nga gidaghanon sa hydraulic energy samtang nagpagawas sa giputli nga hugaw aron sa pagpadagan sa turbine generator aron makamugna og elektrisidad. Ang grupo sa Drainage Services Department mihimo ug usa ka may kalabutan nga feasibility study niadtong 2008 ug nagpahigayon og sunod-sunod nga field test. Ang mga resulta niining mga pasiuna nga pagtuon nagpamatuod sa posibilidad sa pag-instalar sa mga turbine generator.
Lugar sa pag-instalar: sa shaft sa sedimentation tank; Epektibo nga presyur sa tubig: 4.5 ~ 6m (ang espesipikong disenyo nagdepende sa aktuwal nga mga kondisyon sa pag-operate sa umaabot ug ang eksaktong posisyon sa turbine); Sakup sa agos: 1.1 ～ 1.25 m3/s; Maximum nga gahum sa output: 45~50 kW; Kagamitan ug mga materyales: Tungod kay ang giputli nga hugaw aduna pa'y piho nga pagkadunot, ang pinili nga mga materyales ug mga kalambigit nga kagamitan kinahanglan adunay igong proteksyon ug resistensya sa kaagnasan.
Niining bahina, ang Drainage Services Department nagreserba ug luna alang sa duha ka set sa sedimentation tank sa sewage treatment plant aron mag-instalar ug turbine power generation system sa expansion project sa "Harbour Purification Project Phase II A".
3 Mga Konsiderasyon ug Mga Feature sa Disenyo sa Sistema
3.1 Namugna nga gahum ug epektibo nga presyur sa tubig
Ang relasyon tali sa electric power nga namugna sa hydrodynamic energy ug sa epektibong water pressure mao ang mosunod: electric power generated (kW)=[density of purified sewage ρ (kg/m3) × Water flow rate Q (m3/s) × Effective water pressure H (m) × Gravity constant g (9.807 m/s2)] ÷ 1000
× Kinatibuk-ang episyente sa sistema (%). Ang epektibo nga presyur sa tubig mao ang kalainan tali sa labing taas nga gitugot nga lebel sa tubig sa shaft ug sa lebel sa tubig sa kasikbit nga shaft sa nag-agay nga tubig.
Sa laing pagkasulti, kon mas taas ang tulin sa pag-agos ug ang epektibo nga presyur sa tubig, mas dako ang gahum nga namugna. Busa, aron makamugna og dugang nga gahum, usa sa mga tumong sa disenyo mao ang paghimo sa sistema sa turbine nga makadawat sa pinakataas nga tulin sa agos sa tubig ug epektibo nga presyur sa tubig.
3.2 Pangunang punto sa disenyo sa sistema
Una sa tanan, sa mga termino sa disenyo, ang bag-ong na-install nga turbine system kinahanglan dili makaapekto sa normal nga operasyon sa sewage treatment plant kutob sa mahimo. Pananglitan, ang sistema kinahanglan adunay angay nga mga aparato nga pangproteksyon aron mapugngan ang tangke sa sedimentation sa ibabaw gikan sa pag-awas sa giputli nga hugaw tungod sa dili husto nga pagkontrol sa sistema. Operating parameters determinado sa panahon sa disenyo: flow rate 1.06 ～ 1.50m3/s, epektibo nga water pressure range 24 ～ 52kPa.
Dugang pa, tungod kay ang hugaw nga giputli sa tangke sa sedimentation naglangkob gihapon sa pipila ka mga corrosive nga mga butang, sama sa hydrogen sulfide ug asin, ang tanan nga turbine system component nga mga materyales sa kontak sa giputli nga sewage kinahanglan nga corrosion resistant (sama sa duplex stainless steel nga mga materyales nga sagad gigamit alang sa sewage treatment equipment), aron sa pagpalambo sa kalig-on sa sistema ug pagpakunhod sa gidaghanon sa maintenance.
Sa mga termino sa disenyo sa sistema sa kuryente, tungod kay ang power generation sa sewage turbine dili hingpit nga lig-on tungod sa nagkalainlaing mga rason, ang tibuok nga power generation system konektado nga susama sa grid aron mapadayon ang kasaligan nga suplay sa kuryente. Ang koneksyon sa grid kinahanglang ihan-ay subay sa teknikal nga mga giya alang sa koneksyon sa grid nga gi-isyu sa kompanya sa kuryente ug sa Departamento sa Serbisyong Elektrisidad ug Mekanikal sa Gobyerno sa Espesyal nga Administratibo sa Rehiyon sa Hong Kong.
Sa mga termino sa layout sa tubo, dugang sa kasamtangan nga mga pagdili sa site, ang panginahanglan alang sa pagmentinar ug pag-ayo sa sistema gikonsiderar usab. Bahin niini, ang orihinal nga plano sa pag-instalar sa hydraulic turbine sa settling tank shaft nga gisugyot sa R&D nga proyekto nausab. Hinuon, ang giputli nga hugaw gipagula gikan sa shaft pinaagi sa usa ka tutunlan ug gipadala ngadto sa hydraulic turbine, nga makapamenos pag-ayo sa kalisud ug panahon sa pagmentinar ug makapamenos sa epekto sa normal nga operasyon sa sewage treatment plant.
Tungod sa kamatuoran nga ang tangke sa sedimentation usahay kinahanglan nga masuspinde alang sa pagmentinar, ang tutunlan sa sistema sa turbine konektado sa duha ka shaft sa upat ka set sa double deck sedimentation tank. Bisan kung ang duha ka set sa sedimentation tank mohunong sa operasyon, ang laing duha ka set sa sedimentation tank mahimo usab nga makahatag og purified sewage, magmaneho sa turbine system, ug magpadayon sa pagmugna og elektrisidad. Dugang pa, ang usa ka lugar nga gireserba duol sa shaft sa 47/49 # sedimentation tank alang sa pag-instalar sa ikaduhang hydraulic turbine power generation system sa umaabot, aron nga kung ang upat ka set sa sedimentation tank mag-operate nga normal, ang duha ka turbine power generation system makamugna og gahum sa samang higayon, nga makaabot sa maximum power capacity.
3.3 Pagpili sa hydraulic turbine ug generator
Ang hydraulic turbine mao ang yawe nga kagamitan sa tibuuk nga sistema sa paghimo sa kuryente. Ang mga turbine sa kasagaran mahimong bahinon sa duha ka mga kategorya sumala sa prinsipyo sa operasyon: tipo sa pulso ug tipo sa reaksyon. Ang tipo sa impulse mao nga ang pluwido mogawas sa sulab sa turbine sa taas nga tulin pinaagi sa daghang mga nozzle, ug dayon magduso sa generator aron makamugna og kusog. Ang tipo sa reaksyon moagi sa sulab sa turbine pinaagi sa pluwido, ug gigamit ang presyur sa lebel sa tubig aron mamaneho ang generator aron makamugna og kusog. Sa niini nga disenyo, base sa kamatuoran nga ang purified sewage makahatag ubos nga tubig pressure sa diha nga nagaagay, Kaplan turbine, usa sa mga mas tukma nga reaksyon matang, gipili, tungod kay kini nga turbine adunay taas nga efficiency sa ubos nga tubig pressure ug mao ang medyo manipis, nga mao ang mas angay alang sa limitado nga luna sa site.
Sa termino sa generator, gipili ang permanente nga magnet synchronous generator nga gimaneho sa kanunay nga tulin nga hydraulic turbine. Kini nga generator makahimo og mas lig-on nga boltahe ug frequency kay sa asynchronous generator, aron kini makapauswag sa kalidad sa suplay sa kuryente, makahimo sa parallel grid nga mas simple, ug nagkinahanglan og gamay nga pagmentinar.
4 Mga Feature sa Pagtukod ug Operasyon
4.1 Grid parallel nga kahikayan
Ang koneksyon sa grid ipatuman subay sa teknikal nga mga giya alang sa koneksyon sa grid nga gi-isyu sa kompanya sa kuryente ug sa Departamento sa Elektrisidad ug Mekanikal sa Hong Kong Special Administrative Region Government. Sumala sa mga giya, ang renewable energy power generation system kinahanglan nga adunay gamit nga anti-islaing protection function, nga mahimong awtomatik nga magbulag sa may kalabutan nga renewable energy power generation system gikan sa distribution system kung ang power grid mohunong sa paghatag og gahum sa bisan unsang rason, aron ang renewable energy power generation system dili makapadayon sa paghatag og gahum sa distribution system, aron masiguro ang kaluwasan sa electrical engineering personnel nga nagtrabaho sa grid o distribution system.
Sa termino sa synchronous nga operasyon sa power supply, ang renewable energy power generation system ug distribution system mahimong ma-synchronize lamang kung ang boltahe intensity, phase angle o frequency difference kontrolado sulod sa madawat nga limitasyon.
4.2 Pagkontrol ug pagpanalipod
Ang hydraulic turbine power generation system mahimong makontrol sa automatic o manual mode. Sa automatic mode, ang mga shaft sa sedimentation tank 47/49 # o 51/53 # mahimong gamiton isip tinubdan sa hydraulic energy, ug ang control system magsugod sa lain-laing mga control valves sumala sa default data aron mapili ang labing angay nga sedimentation tank, aron ma-optimize ang hydraulic turbine power generation. Dugang pa, ang control valve awtomatik nga mag-adjust sa upstream sewage level aron ang sedimentation tank dili moawas sa purified sewage, sa ingon nagdugang sa power generation ngadto sa pinakataas nga lebel. Ang sistema sa turbine generator mahimong ma-regulate sa main control room o sa site.
Sa mga termino sa proteksyon ug pagkontrol, kung ang power supply box o control valve sa turbine system mapakyas o ang lebel sa tubig molapas sa maximum nga gitugot nga lebel sa tubig, ang hydraulic turbine power generation system mohunong usab sa operasyon ug mag-discharge sa purified sewage pinaagi sa bypass pipe, aron mapugngan ang upstream sedimentation tank gikan sa pag-awas sa purified sewage tungod sa pagkapakyas sa sistema.
5 Pagpahigayon sa operasyon sa sistema
Kini nga hydraulic turbine power generation system gibutang sa operasyon sa katapusan sa 2018, nga adunay average nga binulan nga output nga labaw sa 10000 kW · h. Ang epektibo nga presyur sa tubig nga makamaneho sa hydraulic turbine power generation system mausab usab sa paglabay sa panahon tungod sa taas ug ubos nga agos sa hugaw nga nakolekta ug gitambalan sa sewage treatment plant kada adlaw. Aron mapadako ang gahum nga namugna sa sistema sa turbine, ang Drainage Services Department nagdisenyo sa usa ka sistema sa pagkontrol aron awtomatiko nga i-adjust ang turbine operation torque sumala sa adlaw-adlaw nga pag-agos sa hugaw, sa ingon nagpauswag sa kahusayan sa produksiyon sa kuryente. Ang Figure 7 nagpakita sa relasyon tali sa power generation system ug sa agos sa tubig. Kung ang agos sa tubig molapas sa gitakda nga lebel, ang sistema awtomatikong molihok aron makamugna og elektrisidad.
6 Mga Hagit ug Solusyon
Ang Departamento sa Drainage Services nakasugat ug daghang mga hagit sa pagpatuman sa mga may kalabotan nga proyekto, ug nagporma ug katugbang nga mga plano agig tubag niini nga mga hagit,
7 Konklusyon
Bisan pa sa lainlaing mga hagit, kini nga set sa hydraulic turbine power generation system malampuson nga gibutang sa operasyon sa katapusan sa 2018. Ang kasagaran nga binulan nga output sa kuryente sa sistema labaw pa sa 10000 kW · h, nga katumbas sa kasagaran nga binulan nga konsumo sa kuryente sa mga 25 ka mga panimalay sa Hong Kong (ang kasagaran nga binulan nga konsumo sa kuryente sa matag panimalay sa Hong Kong sa 2018 mga h). Ang Drainage Services Department komitado sa “paghatag ug world-class nga sewage ug rainwater treatment ug drainage services aron mapalambo ang malungtarong kalamboan sa Hong Kong”, samtang nagpasiugda sa pagpanalipod sa kinaiyahan ug mga proyekto sa pagbag-o sa klima. Sa paggamit sa renewable energy, ang Drainage Services Department naggamit sa biogas, solar energy ug sa enerhiya gikan sa dagan sa purified sewage aron makamugna og renewable energy. Sa miaging pipila ka tuig, ang kasagaran nga tinuig nga renewable energy nga gihimo sa Drainage Services Department mga 27 milyon kW · h, nga makatubag sa mga panginahanglanon sa enerhiya sa mga 9% sa Drainage Services Department. Ang Drainage Services Department magpadayon sa ilang mga paningkamot sa pagpalig-on ug pagpalambo sa paggamit sa renewable energy.
Panahon sa pag-post: Nob-22-2022
