هانگ ڪانگ جو پهريون هائيڊروڪ ٽربائن سسٽم جيڪو گندي پاڻي جي وهڪري ذريعي بجلي پيدا ڪري ٿو

هانگ ڪانگ اسپيشل ايڊمنسٽريٽو ريجن گورنمينٽ جو ڊرينيج سروسز ڊپارٽمينٽ عالمي موسمياتي تبديلي کي گهٽائڻ ۾ مدد ڪرڻ لاءِ پرعزم آهي. ڪيترن سالن کان، ان جي ڪجهه پلانٽس ۾ توانائي جي بچت ۽ قابل تجديد توانائي جون سهولتون نصب ڪيون ويون آهن. هانگ ڪانگ جي "هاربر پيوريفڪيشن پلان فيز II A" جي سرڪاري لانچ سان، ڊرينيج سروسز ڊپارٽمينٽ اسٽون ڪٽرس آئلينڊ سيوريج ٽريٽمينٽ پلانٽ (هانگ ڪانگ ۾ سڀ کان وڏي سيوريج ٽريٽمينٽ گنجائش سان سيوريج ٽريٽمينٽ پلانٽ) تي هڪ هائيڊولڪ ٽربائن پاور جنريشن سسٽم نصب ڪيو آهي، جيڪو ٽربائن جنريٽر کي هلائڻ لاءِ وهندڙ سيوريج جي هائيڊولڪ توانائي استعمال ڪندو آهي، ۽ پوءِ پلانٽ ۾ سهولتن جي استعمال لاءِ بجلي پيدا ڪندو آهي. هي پيپر سسٽم کي متعارف ڪرائي ٿو، جنهن ۾ لاڳاپيل منصوبن جي عملدرآمد ۾ پيش ايندڙ چئلينجز، سسٽم ڊيزائن ۽ تعمير جي غور ۽ خاصيتون، ۽ سسٽم جي آپريشن ڪارڪردگي شامل آهن. سسٽم نه رڳو بجلي جي خرچن کي بچائڻ ۾ مدد ڪري ٿو، پر ڪاربن جي اخراج کي گهٽائڻ لاءِ پاڻي پڻ استعمال ڪري ٿو.

1 منصوبي جو تعارف
"هاربر پيوريفڪيشن پلان" جو ٻيو مرحلو A هڪ وڏي پيماني تي منصوبو آهي جيڪو هانگ ڪانگ اسپيشل ايڊمنسٽريٽو ريجن گورنمينٽ پاران وڪٽوريا هاربر جي پاڻي جي معيار کي بهتر بڻائڻ لاءِ لاڳو ڪيو ويو آهي. ان کي سرڪاري طور تي ڊسمبر 2015 ۾ مڪمل طور تي استعمال ۾ آندو ويو. ان جي ڪم جي دائري ۾ هڪ گہرے سيوريج سرنگ جي تعمير شامل آهي جنهن جي ڪل ڊيگهه تقريبن 21 ڪلوميٽر ۽ زمين کان 163 ميٽر هيٺ آهي، ٻيٽ جي اتر ۽ ڏکڻ اولهه ۾ پيدا ٿيندڙ سيوريج کي اسٽون ڪٽرس آئلينڊ سيوريج ٽريٽمينٽ پلانٽ تائين پهچائڻ، ۽ سيوريج پلانٽ جي علاج جي گنجائش کي 245 × 105m3/d تائين وڌائڻ، تقريبن 5.7 ملين شهرين لاءِ سيوريج ٽريٽمينٽ سروسز فراهم ڪرڻ. زمين جي حدن جي ڪري، اسٽون ڪٽرس آئلينڊ سيوريج ٽريٽمينٽ پلانٽ سيوريج جي ڪيميائي طور تي بهتر ڪيل پرائمري ٽريٽمينٽ لاءِ 46 سيٽ ڊبل ڊيڪ سيڊيمينٽيشن ٽينڪ استعمال ڪندو آهي، ۽ سيڊيمينٽيشن ٽينڪن جا هر ٻه سيٽ هڪ عمودي شافٽ (يعني ڪل 23 شافٽ) شيئر ڪندا ته جيئن صاف ٿيل سيوريج کي آخري جراثيم ڪشيءَ لاءِ زير زمين ڊرينيج پائپ ڏانهن موڪليو وڃي، ۽ پوءِ گہرے سمنڊ ڏانهن.

2 لاڳاپيل ابتدائي تحقيق ۽ ترقي
اسٽونڪٽرس آئلينڊ سيوريج ٽريٽمينٽ پلانٽ پاران روزانو وڏي مقدار ۾ سيوريج کي صاف ڪرڻ ۽ ان جي سيڊيمينٽيشن ٽينڪ جي منفرد ڊبل ليئر ڊيزائن کي نظر ۾ رکندي، اهو ٽربائن جنريٽر کي بجلي پيدا ڪرڻ لاءِ صاف ٿيل سيوريج کي خارج ڪرڻ دوران هڪ خاص مقدار ۾ هائيڊروڪولڪ توانائي فراهم ڪري سگهي ٿو. پوءِ ڊرينيج سروسز ڊپارٽمينٽ ٽيم 2008 ۾ هڪ لاڳاپيل فزيبلٽي اسٽڊي ڪئي ۽ فيلڊ ٽيسٽ جو هڪ سلسلو ڪيو. انهن ابتدائي مطالعي جا نتيجا ٽربائن جنريٽر نصب ڪرڻ جي فزيبلٽي جي تصديق ڪن ٿا.

انسٽاليشن جي جڳھ: سيڊيمينٽيشن ٽينڪ جي شافٽ ۾؛ اثرائتو پاڻي جو دٻاءُ: 4.5 ~ 6 ميٽر (مخصوص ڊيزائن مستقبل ۾ اصل آپريٽنگ حالتن ۽ ٽربائن جي صحيح پوزيشن تي منحصر آهي)؛ وهڪري جي حد: 1.1 ~ 1.25 m3/s؛ وڌ ۾ وڌ آئوٽ پُٽ پاور: 45 ~ 50 ڪلوواٽ؛ سامان ۽ مواد: جيئن ته صاف ٿيل گندي پاڻي ۾ اڃا تائين ڪجهه خاص سنکنرن جي صلاحيت آهي، چونڊيل مواد ۽ لاڳاپيل سامان ۾ مناسب تحفظ ۽ سنکنرن جي مزاحمت هجڻ گهرجي.

ان سلسلي ۾، ڊرينيج سروسز ڊپارٽمينٽ "هاربر پيوريفڪيشن پروجيڪٽ فيز II A" جي توسيع منصوبي ۾ ٽربائن پاور جنريشن سسٽم نصب ڪرڻ لاءِ سيوريج ٽريٽمينٽ پلانٽ ۾ ٻن سيٽن جي سيڊيمينٽيشن ٽينڪن لاءِ جاءِ محفوظ ڪئي آهي.

3 سسٽم ڊيزائن جا خيال ۽ خاصيتون
3.1 پيدا ٿيل بجلي ۽ اثرائتو پاڻي جو دٻاءُ
هائيڊروڊائنامڪ توانائي ۽ اثرائتي پاڻي جي دٻاءُ ذريعي پيدا ٿيندڙ بجلي جي وچ ۾ تعلق هن ريت آهي: پيدا ٿيندڙ بجلي (kW) = [صاف ٿيل گندي پاڻي جي کثافت ρ (kg/m3) × پاڻي جي وهڪري جي شرح Q (m3/s) × اثرائتي پاڻي جو دٻاءُ H (m) × ڪشش ثقل مسلسل g (9.807 m/s2)] ÷ 1000
× مجموعي نظام جي ڪارڪردگي (٪). اثرائتو پاڻي جو دٻاءُ شافٽ جي وڌ ۾ وڌ اجازت ڏنل پاڻي جي سطح ۽ وهندڙ پاڻي ۾ ڀرسان شافٽ جي پاڻي جي سطح جي وچ ۾ فرق آهي.
ٻين لفظن ۾، وهڪري جي رفتار ۽ اثرائتو پاڻي جو دٻاءُ جيترو وڌيڪ هوندو، اوترو ئي وڌيڪ بجلي پيدا ٿيندي. تنهن ڪري، وڌيڪ بجلي پيدا ڪرڻ لاءِ، ڊيزائن جي مقصدن مان هڪ اهو آهي ته ٽربائن سسٽم کي پاڻي جي وهڪري جي رفتار ۽ اثرائتو پاڻي جو دٻاءُ حاصل ڪرڻ جي قابل بڻايو وڃي.

3.2 سسٽم ڊيزائن جا اهم نقطا
سڀ کان پهرين، ڊيزائن جي لحاظ کان، نئين نصب ٿيل ٽربائن سسٽم کي سيوريج ٽريٽمينٽ پلانٽ جي عام آپريشن کي ممڪن حد تائين متاثر نه ڪرڻ گهرجي. مثال طور، سسٽم ۾ مناسب حفاظتي ڊوائيسز هجڻ گهرجن ته جيئن غلط سسٽم ڪنٽرول جي ڪري اپ اسٽريم سيڊيمينٽيشن ٽينڪ کي صاف ٿيل سيوريج ۾ اوور فلو ٿيڻ کان روڪي سگهجي. ڊيزائن دوران طئي ٿيل آپريٽنگ پيرا ميٽر: وهڪري جي شرح 1.06 ~ 1.50m3/s، اثرائتي پاڻي جي دٻاءُ جي حد 24 ~ 52kPa.
ان کان علاوه، جيئن ته سيڊيمينٽيشن ٽينڪ ذريعي صاف ڪيل گندي پاڻي ۾ اڃا تائين ڪجهه corrosive مادا شامل آهن، جهڙوڪ هائيڊروجن سلفائيڊ ۽ لوڻ، صاف ٿيل گندي پاڻي سان رابطي ۾ ايندڙ سڀئي ٽربائن سسٽم جزو مواد سنکنرن جي مزاحمتي هجڻ گهرجن (جهڙوڪ ڊپلڪس اسٽينلیس سٹیل مواد جيڪي اڪثر ڪري گندي پاڻي جي علاج جي سامان لاءِ استعمال ٿيندا آهن)، ته جيئن سسٽم جي استحڪام کي بهتر بڻائي سگهجي ۽ سار سنڀال جي تعداد کي گهٽائي سگهجي.
پاور سسٽم ڊيزائن جي لحاظ کان، جيئن ته سيوريج ٽربائن جي بجلي جي پيداوار مختلف سببن جي ڪري مڪمل طور تي مستحڪم نه آهي، پوري بجلي جي پيداوار جو نظام قابل اعتماد بجلي جي فراهمي کي برقرار رکڻ لاءِ گرڊ سان متوازي طور تي ڳنڍيل آهي. گرڊ ڪنيڪشن کي پاور ڪمپني ۽ هانگ ڪانگ اسپيشل ايڊمنسٽريٽو ريجن گورنمينٽ جي اليڪٽريڪل ۽ ميڪيڪل سروسز ڊپارٽمينٽ پاران جاري ڪيل گرڊ ڪنيڪشن لاءِ ٽيڪنيڪل هدايتن جي مطابق ترتيب ڏنو ويندو.
پائپ لي آئوٽ جي لحاظ کان، موجوده سائيٽ جي پابندين کان علاوه، سسٽم جي سار سنڀال ۽ مرمت جي ضرورت تي پڻ غور ڪيو ويو آهي. ان سلسلي ۾، آر اينڊ ڊي منصوبي ۾ تجويز ڪيل سيٽلنگ ٽينڪ شافٽ ۾ هائيڊروڪ ٽربائن نصب ڪرڻ جو اصل منصوبو تبديل ڪيو ويو آهي. ان جي بدران، صاف ٿيل گندي پاڻي کي شافٽ مان هڪ ڳلي ذريعي ڪڍيو ويندو آهي ۽ هائيڊروڪ ٽربائن ڏانهن موڪليو ويندو آهي، جيڪو سار سنڀال جي ڏکيائي ۽ وقت کي تمام گهڻو گهٽائي ٿو ۽ سيوريج ٽريٽمينٽ پلانٽ جي عام آپريشن تي اثر کي گهٽائي ٿو.

ان حقيقت کي نظر ۾ رکندي ته ڪڏهن ڪڏهن سيڊيمينٽيشن ٽينڪ کي سار سنڀال لاءِ معطل ڪرڻ جي ضرورت پوندي آهي، ٽربائن سسٽم جو ڳلو ​​ڊبل ڊيڪ سيڊيمينٽيشن ٽينڪ جي چئن سيٽن جي ٻن شافٽن سان ڳنڍيل آهي. جيتوڻيڪ جيڪڏهن سيڊيمينٽيشن ٽينڪ جا ٻه سيٽ ڪم بند ڪن ٿا، ته به سيڊيمينٽيشن ٽينڪ جا ٻيا ٻه سيٽ صاف ٿيل گندو پاڻي فراهم ڪري سگهن ٿا، ٽربائن سسٽم کي هلائي سگهن ٿا، ۽ بجلي پيدا ڪرڻ جاري رکي سگهن ٿا. ان کان علاوه، مستقبل ۾ ٻئي هائيڊروولڪ ٽربائن پاور جنريشن سسٽم جي انسٽاليشن لاءِ 47/49 # سيڊيمينٽيشن ٽينڪ جي شافٽ جي ويجهو هڪ جڳهه محفوظ ڪئي وئي آهي، ته جيئن جڏهن سيڊيمينٽيشن ٽينڪ جا چار سيٽ عام طور تي ڪم ڪن، ته ٻئي ٽربائن پاور جنريشن سسٽم هڪ ئي وقت بجلي پيدا ڪري سگهن، وڌ ۾ وڌ بجلي جي گنجائش تائين پهچي سگهن.

3.3 هائيڊروڪ ٽربائن ۽ جنريٽر جو انتخاب
هائيڊروولڪ ٽربائن سڄي بجلي پيدا ڪرڻ واري نظام جو اهم سامان آهي. ٽربائن کي عام طور تي آپريٽنگ اصول جي مطابق ٻن ڀاڱن ۾ ورهائي سگهجي ٿو: نبض جو قسم ۽ رد عمل جو قسم. امپلس جو قسم اهو آهي ته فلوئڊ ڪيترن ئي نوزلن ذريعي تيز رفتار سان ٽربائن بليڊ ڏانهن ڌڪيندو آهي، ۽ پوءِ جنريٽر کي توانائي پيدا ڪرڻ لاءِ هلائيندو آهي. رد عمل جو قسم ٽربائن بليڊ مان فلوئڊ ذريعي گذري ٿو، ۽ پاڻي جي سطح جي دٻاءُ کي استعمال ڪندي جنريٽر کي توانائي پيدا ڪرڻ لاءِ هلائي ٿو. هن ڊيزائن ۾، ان حقيقت جي بنياد تي ته صاف ٿيل گندو پاڻي وهڻ دوران گهٽ پاڻي جو دٻاءُ فراهم ڪري سگهي ٿو، ڪيپلان ٽربائن، وڌيڪ مناسب رد عمل جي قسمن مان هڪ، چونڊيو ويو آهي، ڇاڪاڻ ته هن ٽربائن ۾ گهٽ پاڻي جي دٻاءُ تي اعليٰ ڪارڪردگي آهي ۽ نسبتاً پتلي آهي، جيڪا سائيٽ تي محدود جاءِ لاءِ وڌيڪ مناسب آهي.
جنريٽر جي لحاظ کان، مستقل مقناطيس سنڪرونس جنريٽر کي مسلسل رفتار هائيڊروولڪ ٽربائن ذريعي هلائيندڙ چونڊيو ويو آهي. هي جنريٽر غير مطابقت رکندڙ جنريٽر جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ مستحڪم وولٽيج ۽ فريڪوئنسي آئوٽ ڪري سگهي ٿو، تنهنڪري اهو بجلي جي فراهمي جي معيار کي بهتر بڻائي سگهي ٿو، متوازي گرڊ کي آسان بڻائي سگهي ٿو، ۽ گهٽ سار سنڀال جي ضرورت آهي.

4 تعمير ۽ آپريشن جون خاصيتون
4.1 گرڊ متوازي ترتيب
گرڊ ڪنيڪشن پاور ڪمپني ۽ هانگ ڪانگ اسپيشل ايڊمنسٽريٽو ريجن گورنمينٽ جي اليڪٽريڪل اينڊ ميڪينيڪل سروسز ڊپارٽمينٽ پاران جاري ڪيل گرڊ ڪنيڪشن لاءِ ٽيڪنيڪل هدايتن جي مطابق ڪيو ويندو. هدايتن جي مطابق، قابل تجديد توانائي پاور جنريشن سسٽم کي اينٽي آئلينڊنگ پروٽيڪشن فنڪشن سان ليس هجڻ گهرجي، جيڪو خودڪار طريقي سان لاڳاپيل قابل تجديد توانائي پاور جنريشن سسٽم کي ورهائڻ واري نظام کان الڳ ڪري سگهي ٿو جڏهن پاور گرڊ ڪنهن به سبب لاءِ بجلي جي فراهمي بند ڪري ٿو، ته جيئن قابل تجديد توانائي پاور جنريشن سسٽم ورهائڻ واري نظام کي بجلي فراهم ڪرڻ جاري نه رکي سگهي، ته جيئن گرڊ يا ورهائڻ واري نظام تي ڪم ڪندڙ اليڪٽريڪل انجنيئرنگ اهلڪارن جي حفاظت کي يقيني بڻائي سگهجي.
بجلي جي فراهمي جي هم وقت ساز آپريشن جي لحاظ کان، قابل تجديد توانائي بجلي پيدا ڪرڻ واري نظام ۽ ورڇ واري نظام کي صرف تڏهن هم وقت ساز ڪري سگهجي ٿو جڏهن وولٽيج جي شدت، مرحلي جي زاويه يا فريڪوئنسي فرق کي قابل قبول حدن اندر ڪنٽرول ڪيو وڃي.

4.2 ڪنٽرول ۽ تحفظ
هائيڊروولڪ ٽربائن پاور جنريشن سسٽم کي خودڪار يا دستي موڊ ۾ ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو. خودڪار موڊ ۾، سيڊيمينٽيشن ٽينڪ 47/49 # يا 51/53 # جي شافٽ کي هائيڊروولڪ توانائي جي ذريعن طور استعمال ڪري سگهجي ٿو، ۽ ڪنٽرول سسٽم ڊفالٽ ڊيٽا مطابق مختلف ڪنٽرول والوز شروع ڪندو ته جيئن سڀ کان وڌيڪ مناسب سيڊيمينٽيشن ٽينڪ چونڊيو وڃي، ته جيئن هائيڊروولڪ ٽربائن پاور جنريشن کي بهتر بڻائي سگهجي. ان کان علاوه، ڪنٽرول والو خودڪار طريقي سان اپ اسٽريم سيوريج ليول کي ترتيب ڏيندو ته جيئن سيڊيمينٽيشن ٽينڪ صاف ٿيل سيوريج کي اوور فلو نه ڪري، اهڙي طرح بجلي جي پيداوار کي بلند ترين سطح تائين وڌائي سگهجي ٿو. ٽربائن جنريٽر سسٽم کي مکيه ڪنٽرول روم ۾ يا سائيٽ تي منظم ڪري سگهجي ٿو.

تحفظ ۽ ڪنٽرول جي لحاظ کان، جيڪڏهن ٽربائن سسٽم جو پاور سپلائي باڪس يا ڪنٽرول والو ناڪام ٿئي ٿو يا پاڻي جي سطح وڌ ۾ وڌ قابل اجازت پاڻي جي سطح کان وڌي وڃي ٿي، ته هائيڊولڪ ٽربائن پاور جنريشن سسٽم پڻ خودڪار طريقي سان ڪم بند ڪري ڇڏيندو ۽ صاف ٿيل گندي پاڻي کي بائي پاس پائپ ذريعي خارج ڪندو، ته جيئن سسٽم جي ناڪامي جي ڪري اپ اسٽريم سيڊيمينٽيشن ٽينڪ کي صاف ٿيل گندي پاڻي ۾ اوور فلو ٿيڻ کان روڪيو وڃي.

5 سسٽم جي ڪارڪردگي
هي هائيڊروولڪ ٽربائن پاور جنريشن سسٽم 2018 جي ​​آخر ۾ ڪم ۾ آندو ويو، جنهن جي سراسري ماهوار پيداوار 10000 ڪلوواٽ ڪلاڪ کان وڌيڪ هئي. پاڻي جو اثرائتو دٻاءُ جيڪو هائيڊروولڪ ٽربائن پاور جنريشن سسٽم کي هلائي سگهي ٿو، اهو پڻ وقت سان گڏ تبديل ٿئي ٿو ڇاڪاڻ ته هر روز سيوريج ٽريٽمينٽ پلانٽ پاران گڏ ڪيل ۽ علاج ڪيل گندي پاڻي جي تيز ۽ گهٽ وهڪري جي ڪري. ٽربائن سسٽم پاران پيدا ٿيندڙ بجلي کي وڌ کان وڌ ڪرڻ لاءِ، ڊرينيج سروسز ڊپارٽمينٽ هڪ ڪنٽرول سسٽم ٺاهيو آهي جيڪو روزاني گندي پاڻي جي وهڪري جي مطابق ٽربائن آپريشن ٽورڪ کي خودڪار طريقي سان ترتيب ڏئي ٿو، جنهن سان بجلي جي پيداوار جي ڪارڪردگي بهتر ٿئي ٿي. شڪل 7 بجلي جي پيداوار سسٽم ۽ پاڻي جي وهڪري جي وچ ۾ تعلق ڏيکاري ٿي. جڏهن پاڻي جو وهڪرو مقرر سطح کان وڌيڪ هوندو، ته نظام خودڪار طريقي سان بجلي پيدا ڪرڻ لاءِ ڪم ڪندو.

6 چئلينج ۽ حل
ڊرينيج سروسز ڊپارٽمينٽ کي لاڳاپيل منصوبن کي انجام ڏيڻ ۾ ڪيترن ئي چئلينجن کي منهن ڏيڻو پيو آهي، ۽ انهن چئلينجن جي جواب ۾ لاڳاپيل منصوبا تيار ڪيا آهن،

7 نتيجو
مختلف چئلينجن جي باوجود، هائيڊروولڪ ٽربائن پاور جنريشن سسٽم جو هي سيٽ 2018 جي ​​آخر ۾ ڪاميابي سان ڪم ۾ آندو ويو. سسٽم جي سراسري ماهوار بجلي جي پيداوار 10000 ڪلوواٽ ڪلاڪ کان وڌيڪ آهي، جيڪا هانگ ڪانگ جي لڳ ڀڳ 25 گهرن جي سراسري ماهوار بجلي جي استعمال جي برابر آهي (2018 ۾ هر هانگ ڪانگ گهر جي سراسري ماهوار بجلي جي استعمال تقريبن 390 ڪلوواٽ ڪلاڪ آهي). ڊرينيج سروسز ڊپارٽمينٽ "هانگ ڪانگ جي پائيدار ترقي کي فروغ ڏيڻ لاءِ عالمي معيار جي سيوريج ۽ مينهن جي پاڻي جي علاج ۽ ڊرينيج سروسز فراهم ڪرڻ" لاءِ پرعزم آهي، جڏهن ته ماحولياتي تحفظ ۽ موسمياتي تبديلي جي منصوبن کي فروغ ڏئي ٿو. قابل تجديد توانائي جي استعمال ۾، ڊرينيج سروسز ڊپارٽمينٽ بايو گيس، شمسي توانائي ۽ صاف ٿيل سيوريج جي وهڪري مان توانائي کي قابل تجديد توانائي پيدا ڪرڻ لاءِ استعمال ڪري ٿو. گذريل ڪجهه سالن ۾، ڊرينيج سروسز ڊپارٽمينٽ پاران پيدا ٿيندڙ سراسري سالياني قابل تجديد توانائي تقريبن 27 ملين ڪلوواٽ ڪلاڪ آهي، جيڪا ڊرينيج سروسز ڊپارٽمينٽ جي لڳ ڀڳ 9 سيڪڙو توانائي جي ضرورتن کي پورو ڪري سگهي ٿي. ڊرينيج سروسز ڊپارٽمينٽ قابل تجديد توانائي جي استعمال کي مضبوط ڪرڻ ۽ فروغ ڏيڻ لاءِ پنهنجون ڪوششون جاري رکندو.