जल टरबाइन रनर: प्रकार और तकनीकी विशिष्टताएँ

जल टर्बाइन जलविद्युत प्रणालियों में मुख्य घटक हैं, जो बहते या गिरते पानी की ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। इस प्रक्रिया के मूल में निहित हैधावकटरबाइन का घूमने वाला हिस्सा जो सीधे पानी के प्रवाह के साथ संपर्क करता है। रनर का डिज़ाइन, प्रकार और तकनीकी विशिष्टताएँ टरबाइन की दक्षता, परिचालन हेड रेंज और अनुप्रयोग परिदृश्यों को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण हैं।

1. जल टरबाइन रनर्स का वर्गीकरण

जल टरबाइन रनर्स को आमतौर पर उनके द्वारा संभाले जाने वाले जल प्रवाह के प्रकार के आधार पर तीन मुख्य श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है:

A. आवेग धावक

आवेग टर्बाइन वायुमंडलीय दबाव में रनर ब्लेड पर प्रहार करने वाले उच्च-वेग वाले जल जेट के साथ संचालित होते हैं। इन रनर को इस प्रकार डिज़ाइन किया गया हैउच्च-शीर्ष, निम्न-प्रवाहअनुप्रयोग.

• पेल्टन रनर:

  • संरचनापहिये की परिधि पर लगी चम्मच के आकार की बाल्टियाँ।

  • हेड रेंज: 100–1800 मीटर.

  • रफ़्तार: कम घूर्णन गति; अक्सर गति बढ़ाने वाले उपकरणों की आवश्यकता होती है।

  • अनुप्रयोगपहाड़ी क्षेत्र, ऑफ-ग्रिड सूक्ष्म जल विद्युत।

B. रिएक्शन रनर्स

रिएक्शन टर्बाइन रनर से गुज़रने वाले पानी के दबाव में धीरे-धीरे बदलाव के साथ काम करते हैं। ये रनर पानी में डूबे रहते हैं और पानी के दबाव में काम करते हैं।

• फ्रांसिस रनर:

  • संरचना: आवक रेडियल और अक्षीय गति के साथ मिश्रित प्रवाह।

  • हेड रेंज: 20–300 मीटर.

  • क्षमता: उच्च, आमतौर पर 90% से ऊपर।

  • अनुप्रयोगमध्यम-शीर्ष हाइड्रो स्टेशनों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

• कापलान धावक:

  • संरचनासमायोज्य ब्लेड के साथ अक्षीय प्रवाह धावक।

  • हेड रेंज: 2–30 मीटर.

  • विशेषताएँसमायोज्य ब्लेड अलग-अलग भार के तहत उच्च दक्षता की अनुमति देते हैं।

  • अनुप्रयोगनिम्न-शीर्ष, उच्च-प्रवाह नदियाँ और ज्वारीय अनुप्रयोग।

• प्रोपेलर रनर:

  • संरचना: कापलान के समान लेकिन स्थिर ब्लेड के साथ।

  • क्षमताकेवल निरंतर प्रवाह की स्थिति में इष्टतम।

  • अनुप्रयोगस्थिर प्रवाह और शीर्ष के साथ छोटे हाइड्रो साइटें।

C. अन्य धावक प्रकार

• टर्गो धावक:

  • संरचनापानी के जेट धावक पर एक कोण पर प्रहार करते हैं।

  • हेड रेंज: 50–250 मीटर.

  • फ़ायदा: पेल्टन की तुलना में उच्च घूर्णन गति, सरल निर्माण।

  • अनुप्रयोगछोटे से मध्यम जल विद्युत स्टेशन।

• क्रॉस-फ्लो रनर (बांकी-मिशेल टर्बाइन):

  • संरचना: जल दो बार अनुप्रस्थ रूप से रनर से बहता है।

  • हेड रेंज: 2–100 मीटर.

  • विशेषताएँ: छोटे जलविद्युत और परिवर्तनशील प्रवाह के लिए अच्छा है।

  • अनुप्रयोगऑफ-ग्रिड प्रणालियाँ, मिनी हाइड्रो।

2. धावकों की मुख्य तकनीकी विशिष्टताएँ

इष्टतम प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए विभिन्न प्रकार के धावकों को अपने तकनीकी मापदंडों पर सावधानीपूर्वक ध्यान देने की आवश्यकता होती है:

3. चयन मानदंड

रनर प्रकार का चयन करते समय, इंजीनियरों को निम्नलिखित बातों पर विचार करना चाहिए:

• सिर और प्रवाह: यह निर्धारित करता है कि आवेग या प्रतिक्रिया चुनना है।

• साइट की शर्तेंनदी परिवर्तनशीलता, तलछट भार, मौसमी परिवर्तन।

• परिचालन लचीलापनब्लेड समायोजन या प्रवाह अनुकूलन की आवश्यकता।

• लागत और रखरखावपेल्टन या प्रोपेलर जैसे सरल रनर्स का रखरखाव आसान होता है।

4. भविष्य के रुझान

कम्प्यूटेशनल द्रव गतिकी (सीएफडी) और 3डी मेटल प्रिंटिंग में प्रगति के साथ, टर्बाइन रनर डिजाइन निम्नलिखित दिशा में विकसित हो रहा है:

• परिवर्तनशील प्रवाह में उच्च दक्षता

• विशिष्ट साइट स्थितियों के लिए अनुकूलित रनर

• हल्के और संक्षारण प्रतिरोधी ब्लेड के लिए मिश्रित सामग्रियों का उपयोग

निष्कर्ष

जल टर्बाइन रनर जलविद्युत ऊर्जा रूपांतरण की आधारशिला हैं। उपयुक्त रनर प्रकार का चयन करके और इसके तकनीकी मापदंडों को अनुकूलित करके, जलविद्युत संयंत्र उच्च दक्षता, लंबी सेवा जीवन और कम पर्यावरणीय प्रभाव प्राप्त कर सकते हैं। चाहे छोटे पैमाने के ग्रामीण विद्युतीकरण के लिए हो या बड़े ग्रिड से जुड़े संयंत्रों के लिए, रनर जलविद्युत की पूरी क्षमता को अनलॉक करने की कुंजी बना हुआ है।