वॉटर टर्बाइन रनर्स: प्रकार आणि तांत्रिक वैशिष्ट्ये

जलविद्युत प्रणालींमध्ये पाण्याचे टर्बाइन हे महत्त्वाचे घटक आहेत, जे वाहत्या किंवा पडणाऱ्या पाण्याच्या ऊर्जेचे यांत्रिक उर्जेमध्ये रूपांतर करतात. या प्रक्रियेच्या केंद्रस्थानीधावणारा, टर्बाइनचा फिरणारा भाग जो पाण्याच्या प्रवाहाशी थेट संवाद साधतो. रनरची रचना, प्रकार आणि तांत्रिक वैशिष्ट्ये टर्बाइनची कार्यक्षमता, ऑपरेशनल हेड रेंज आणि अनुप्रयोग परिस्थिती निश्चित करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहेत.

१. वॉटर टर्बाइन रनर्सचे वर्गीकरण

वॉटर टर्बाइन रनर्सना सामान्यतः ते कोणत्या प्रकारच्या पाण्याच्या प्रवाहाची हाताळणी करतात यावर आधारित तीन मुख्य श्रेणींमध्ये वर्गीकृत केले जाते:

A. इम्पल्स धावपटू

इम्पल्स टर्बाइन वातावरणाच्या दाबात रनर ब्लेडवर आदळणाऱ्या उच्च-वेगाच्या वॉटर जेट्ससह कार्य करतात. हे रनर यासाठी डिझाइन केलेले आहेतउच्च-प्रवाह, कमी-प्रवाहअनुप्रयोग.

• पेल्टन धावणारा:

  • रचना: चाकाच्या परिघावर बसवलेल्या चमच्याच्या आकाराच्या बादल्या.

  • प्रमुख श्रेणी: १००-१८०० मीटर.

  • गती: कमी रोटेशनल स्पीड; अनेकदा स्पीड इंप्रेशनर्सची आवश्यकता असते.

  • अर्ज: पर्वतीय भाग, ऑफ-ग्रिड सूक्ष्म जलविद्युत.

B. रिअ‍ॅक्शन रनर्स

रनरमधून जाताना पाण्याचा दाब हळूहळू बदलत असताना रिअॅक्शन टर्बाइन काम करतात. हे रनर पाण्यात बुडलेले असतात आणि पाण्याच्या दाबाखाली काम करतात.

• फ्रान्सिस धावणारा:

  • रचना: आतील रेडियल आणि अक्षीय हालचालीसह मिश्रित प्रवाह.

  • प्रमुख श्रेणी: २०-३०० मीटर.

  • कार्यक्षमता: जास्त, सामान्यतः ९०% पेक्षा जास्त.

  • अर्ज: मध्यम-हेड हायड्रो स्टेशनमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

• कॅप्लान धावणारा:

  • रचना: समायोज्य ब्लेडसह अक्षीय प्रवाह धावणारा.

  • प्रमुख श्रेणी: २-३० मीटर.

  • वैशिष्ट्ये: समायोज्य ब्लेड वेगवेगळ्या भारांखाली उच्च कार्यक्षमता प्रदान करतात.

  • अर्ज: कमी प्रवाहाच्या, जास्त प्रवाहाच्या नद्या आणि भरती-ओहोटीच्या अनुप्रयोग.

• प्रोपेलर धावणारा:

  • रचना: कॅप्लानसारखेच पण स्थिर ब्लेडसह.

  • कार्यक्षमता: फक्त स्थिर प्रवाह परिस्थितीतच इष्टतम.

  • अर्ज: स्थिर प्रवाह आणि प्रवाह असलेले लहान जलविद्युत केंद्रे.

C. इतर धावपटूंचे प्रकार

• टर्गो धावणारा:

  • रचना: पाण्याचे जेट धावणाऱ्याला एका कोनात आदळतात.

  • प्रमुख श्रेणी: ५०-२५० मीटर.

  • फायदा: पेल्टनपेक्षा जास्त रोटेशनल स्पीड, सोपी रचना.

  • अर्ज: लहान ते मध्यम जलविद्युत केंद्रे.

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

  • रचना: पाणी रनरमधून आडवे वाहते, दोनदा.

  • प्रमुख श्रेणी: २-१०० मीटर.

  • वैशिष्ट्ये: लहान जलविद्युत आणि परिवर्तनशील प्रवाहासाठी चांगले.

  • अर्ज: ऑफ-ग्रिड सिस्टीम, मिनी हायड्रो.

२. धावपटूंचे प्रमुख तांत्रिक तपशील

वेगवेगळ्या प्रकारच्या धावपटूंना त्यांच्या तांत्रिक बाबींकडे काळजीपूर्वक लक्ष देणे आवश्यक आहे जेणेकरून त्यांची कामगिरी उत्तम राहील:

३. निवड निकष

धावपटू प्रकार निवडताना, अभियंत्यांनी विचारात घेतले पाहिजे:

• डोके आणि प्रवाह: आवेग किंवा प्रतिक्रिया निवडायची की नाही हे ठरवते.

• साइटच्या अटी: नदीतील परिवर्तनशीलता, गाळाचा भार, ऋतूतील बदल.

• ऑपरेशनल लवचिकता: ब्लेड समायोजन किंवा प्रवाह अनुकूलनाची आवश्यकता.

• खर्च आणि देखभाल: पेल्टन किंवा प्रोपेलर सारख्या सोप्या धावपटूंची देखभाल करणे सोपे असते.

४. भविष्यातील ट्रेंड

संगणकीय द्रव गतिमानता (CFD) आणि 3D मेटल प्रिंटिंगमधील प्रगतीसह, टर्बाइन रनर डिझाइन पुढील दिशेने विकसित होत आहे:

• परिवर्तनशील प्रवाहांमध्ये उच्च कार्यक्षमता

• विशिष्ट साइट परिस्थितीसाठी सानुकूलित धावपटू

• हलक्या आणि गंज-प्रतिरोधक ब्लेडसाठी संमिश्र साहित्याचा वापर

निष्कर्ष

वॉटर टर्बाइन रनर्स हे जलविद्युत ऊर्जा रूपांतरणाचा आधारस्तंभ आहेत. योग्य रनर प्रकार निवडून आणि त्याचे तांत्रिक पॅरामीटर्स ऑप्टिमाइझ करून, जलविद्युत प्रकल्प उच्च कार्यक्षमता, दीर्घ सेवा आयुष्य आणि कमी पर्यावरणीय प्रभाव प्राप्त करू शकतात. लघु-स्तरीय ग्रामीण विद्युतीकरण असो किंवा मोठ्या ग्रिड-कनेक्टेड प्लांट असो, रनर जलविद्युतची पूर्ण क्षमता उघड करण्याची गुरुकिल्ली आहे.