Departemen Layanan Drainase Pamaréntah Wewengkon Administratif Husus Hong Kong komitmen pikeun ngabantosan ngirangan perubahan iklim global. Salila sababaraha taun, fasilitas hemat energi sareng énergi anu tiasa dianyari parantos dipasang di sababaraha pabrikna. Kalayan peluncuran resmi "Rencana Pemurnian Pelabuhan Fase II A" di Hong Kong, Departemen Jasa Drainase parantos masang sistem pembangkit listrik turbin hidrolik di Pabrik Pengolahan Kotoran Pulo Stonecutters (pabrik perawatan limbah anu kapasitas pangolah limbah panggedéna di Hong Kong), anu ngagunakeun énergi hidrolik tina limbah anu ngalir pikeun ngajalankeun generator turbin, teras ngahasilkeun listrik pikeun panggunaan fasilitas di pabrik. Tulisan ieu ngenalkeun sistem, kalebet tangtangan anu disanghareupan dina palaksanaan proyék anu relevan, pertimbangan sareng karakteristik desain sareng konstruksi sistem, sareng kinerja operasi sistem. Sistem éta henteu ngan ukur ngabantosan biaya listrik, tapi ogé ngagunakeun cai pikeun ngirangan émisi karbon.
1 Bubuka proyék
Fase kadua A "Rencana Pemurnian Pelabuhan" mangrupikeun rencana skala ageung anu dilaksanakeun ku Pamaréntah Wewengkon Administratif Husus Hong Kong pikeun ningkatkeun kualitas cai Pelabuhan Victoria. Ieu sacara resmi nempatkeun kana pamakéan pinuh dina bulan Désémber 2015. Ruang lingkup na karya ngawengku pangwangunan hiji torowongan kokotor jero kalayan panjang total ngeunaan 21km sarta 163m handap taneuh, pikeun ngangkut kokotor dihasilkeun di kalér jeung kidul-kulon pulo ka Stonecutters Island Kotoran Plant Treatment, sarta pikeun ngaronjatkeun kapasitas perlakuan tina pabrik kokotor ka 25m3 / 7 juta jasa pikeun 25m3 / 7 juta pikeun 25m3 / 10. warga. Kusabab keterbatasan lahan, Stonecutters Island Sewage Treatment Plant ngagunakeun 46 sét bak sédiméntasi dek ganda pikeun perlakuan primér anu ditingkatkeun sacara kimia, sareng unggal dua sét bak sédiméntasi bakal ngabagi aci nangtung (nyaéta, jumlahna aya 23 shafts) pikeun ngirim kokotor anu dimurnikeun ka pipa drainase jero taneuh, teras disinfeksi ahir.
2 Panalungtikan sarta pamekaran mimiti relevan
Dina panempoan jumlah badag kokotor dirawat ku Stonecutters Island Kotoran Treatment Plant unggal poe jeung desain ganda-lapisan unik tina tank sedimentasi anak, éta bisa nyadiakeun jumlah nu tangtu énergi hidrolik bari discharging kokotor dimurnikeun ngajalankeun generator turbin keur ngahasilkeun listrik. Tim Dinas Jasa Drainase teras ngalaksanakeun studi kelayakan anu relevan dina taun 2008 sareng ngalaksanakeun sababaraha tés lapangan. Hasil tina panilitian awal ieu mastikeun kamungkinan pikeun masang generator turbin.
Lokasi instalasi: dina aci tank sedimentasi; tekanan cai éféktif: 4.5 ~ 6m (desain husus gumantung kana kaayaan operasi sabenerna dina mangsa nu bakal datang jeung posisi pasti turbin); Rentang aliran: 1,1 ~ 1,25 m3/s; kakuatan kaluaran maksimum: 45 ~ 50 kW; Alat sareng bahan: Kusabab limbah anu dimurnikeun masih gaduh korosivitas anu tangtu, bahan anu dipilih sareng alat anu aya hubunganana kedah gaduh panyalindungan anu nyukupan sareng résistansi korosi.
Dina hal ieu, Dinas Pelayanan Drainase parantos nyayogikeun rohangan pikeun dua sét bak sedimentasi di pabrik pengolahan limbah pikeun masang sistem pembangkit listrik turbin dina proyék ékspansi "Proyek Pemurnian Pelabuhan Fase II A".
3 Pertimbangan Desain Sistim sarta Fitur
3.1 Dibangkitkeun kakuatan sarta tekanan cai éféktif
Hubungan antara kakuatan listrik anu dihasilkeun ku énergi hidrodinamika jeung tekanan cai éféktif nyaéta kieu: daya listrik dihasilkeun (kW)=[dénsitas limbah dimurnikeun ρ (kg/m3) × Laju aliran cai Q (m3/s) × tekanan cai éféktif H (m) × Gravitasi konstan g (9,807 m/s2)] ÷ 1000
× efisiensi Sistim sakabéh (%). Tekanan cai anu épéktip nyaéta bédana antara tingkat cai anu diidinan maksimal tina aci sareng tingkat cai tina aci anu padeukeut dina cai anu ngalir.
Kalayan kecap sanésna, langkung luhur laju aliran sareng tekanan cai anu épéktip, langkung ageung kakuatan anu dibangkitkeun. Ku alatan éta, pikeun ngahasilkeun kakuatan anu langkung ageung, salah sahiji tujuan desain nyaéta ngamungkinkeun sistem turbin nampi laju aliran cai anu paling luhur sareng tekanan cai anu épéktip.
3.2 Titik konci desain sistem
Anu mimiti, tina segi desain, sistem turbin anu nembé dipasang henteu kedah mangaruhan operasi normal pabrik pengolahan limbah saloba mungkin. Contona, sistem kudu boga alat pelindung luyu pikeun nyegah tank sedimentasi hulu ti overflowing kokotor dimurnikeun alatan kontrol sistem salah. Parameter operasi ditangtukeun salila desain: laju aliran 1.06 ~ 1.50m3/s, rentang tekanan cai éféktif 24 ~ 52kPa.
Sajaba ti éta, saprak kokotor dimurnikeun ku tank sedimentasi masih ngandung sababaraha zat corrosive, kayaning hidrogén sulfida jeung uyah, sadaya bahan komponén sistem turbin kontak jeung kokotor dimurnikeun kudu tahan korosi (kayaning bahan stainless steel duplex mindeng dipaké pikeun alat-alat perlakuan kokotor), ku kituna pikeun ngaronjatkeun durability tina sistem jeung ngurangan jumlah pangropéa.
Dina hal desain sistem kakuatan, saprak generasi kakuatan turbin kokotor teu sagemblengna stabil pikeun sagala rupa alesan, sakabeh sistem generasi kakuatan disambungkeun sajajar jeung grid pikeun ngajaga suplai kakuatan dipercaya. Sambungan grid kudu diatur luyu jeung tungtunan téknis pikeun sambungan grid dikaluarkeun ku pausahaan listrik jeung Departemen Layanan Listrik sarta Mékanis Pamaréntahan Wewengkon Administratif Husus Hong Kong.
Dina hal tata perenah pipa, salian larangan situs anu tos aya, peryogi pikeun pangropéa sareng perbaikan sistem ogé dipertimbangkeun. Dina hal ieu, rencana asli masang turbin hidrolik dina aci tank settling diusulkeun dina proyék R&D geus robah. Gantina, kokotor dimurnikeun dipingpin kaluar tina aci ku tikoro sarta dikirim ka turbin hidrolik, nu greatly ngurangan kasusah jeung waktu pangropéa sarta ngurangan dampak dina operasi normal tina tutuwuhan perlakuan kokotor.
Ningali kanyataan yén tank sedimentasi aya kalana perlu ditunda pikeun pangropéa, tikoro sistem turbin disambungkeun ka dua shafts opat sét bak sedimentasi dek ganda. Sanaos dua sét bak sédiméntasi ngeureunkeun operasi, dua sét bak sédiméntasi sanésna ogé tiasa nyayogikeun limbah anu dimurnikeun, ngajalankeun sistem turbin, sareng teras ngahasilkeun listrik. Sajaba ti éta, hiji tempat geus ditangtayungan deukeut aci 47/49 # tank sedimentasi pikeun pamasangan sistem generasi kakuatan turbin hidrolik kadua di mangsa nu bakal datang, ku kituna nalika opat sét tank sedimentasi beroperasi normal, dua sistem generasi kakuatan turbin bisa ngahasilkeun kakuatan dina waktos anu sareng, ngahontal kapasitas kakuatan maksimum.
3.3 Pamilihan turbin hidrolik jeung generator
Turbin hidrolik mangrupikeun alat konci pikeun sistem pembangkit listrik sadayana. Turbin umumna tiasa dibagi kana dua kategori dumasar kana prinsip operasi: jinis pulsa sareng jinis réaksi. Jinis impuls nyaéta yén cairan némbak ka sabeulah turbin dina kecepatan luhur ngaliwatan sababaraha nozzles, teras ngadorong generator pikeun ngahasilkeun énergi. Jinis réaksi ngaliwatan sabeulah turbin ngaliwatan cairan, sarta ngagunakeun tekanan tingkat cai ngajalankeun generator keur ngahasilkeun énergi. Dina desain ieu, dumasar kana kanyataan yén kokotor dimurnikeun bisa nyadiakeun tekanan cai low nalika ngalir, turbin Kaplan, salah sahiji jenis réaksi leuwih luyu, dipilih, sabab turbin ieu efisiensi tinggi dina tekanan cai lemah sareng relatif ipis, nu leuwih cocog pikeun spasi kawates dina situs.
Dina hal generator, generator sinkron magnet permanen didorong ku turbin hidrolik speed konstan dipilih. generator Ieu bisa kaluaran tegangan jeung frékuénsi leuwih stabil ti generator Asynchronous, ku kituna bisa ningkatkeun kualitas catu daya, nyieun grid paralel basajan, sarta merlukeun kirang pangropéa.
4 Pangwangunan sareng Fitur Operasi
4.1 Susunan paralel grid
Sambungan grid kedah dilaksanakeun saluyu sareng tungtunan téknis pikeun sambungan grid anu dikaluarkeun ku perusahaan listrik sareng Dinas Jasa Listrik sareng Mékanis Pamaréntah Wewengkon Administratif Husus Hong Kong. Numutkeun tungtunan éta, sistem pembangkit listrik tanaga renewable kedah dilengkepan fungsi panyalindungan anti pulo, anu sacara otomatis tiasa misahkeun sistem pembangkit listrik tanaga renewable anu relevan tina sistem distribusi nalika jaringan listrik lirén nyayogikeun kakuatan pikeun alesan naon waé, ku kituna sistem pembangkitan listrik énergi anu tiasa diperbaharui teu tiasa neraskeun nyayogikeun kakuatan kana sistem distribusi, ku kituna pikeun mastikeun kasalametan tanaga rékayasa listrik anu damel dina grid atanapi sistem distribusi.
Dina hal operasi sinkron catu daya, sistem pembangkitan tanaga tanaga anu tiasa diperbaharui sareng sistem distribusi tiasa disingkronkeun ngan ukur nalika inténsitas tegangan, sudut fase atanapi bédana frékuénsi dikawasa dina wates anu tiasa ditampi.
4.2 Kontrol jeung panyalindungan
Sistem pembangkit listrik turbin hidrolik tiasa dikontrol dina modeu otomatis atanapi manual. Dina modeu otomatis, nu shafts of sedimentasi tank 47/49 # atawa 51/53 # bisa dipaké salaku sumber tanaga hidrolik, sarta sistem kontrol bakal ngamimitian valves kontrol béda nurutkeun data standar pikeun milih tank sedimentasi paling luyu, ku kituna pikeun ngaoptimalkeun generasi kakuatan turbin hidrolik. Sajaba ti éta, klep kontrol bakal otomatis nyaluyukeun tingkat kokotor hulu ambéh tank sedimentasi moal ngabahekeun kokotor dimurnikeun, sahingga ngaronjatkeun generasi kakuatan ka tingkat nu pangluhurna. Sistem generator turbin tiasa diatur di kamar kontrol utama atanapi dina situs.
Dina hal panyalindungan sareng kontrol, upami kotak catu daya atanapi klep kontrol sistem turbin gagal atanapi tingkat cai ngaleuwihan tingkat cai anu diidinan maksimal, sistem pembangkit listrik turbin hidrolik ogé bakal otomatis ngeureunkeun operasi sareng ngaleupaskeun kokotor anu dimurnikeun ngaliwatan pipa bypass, ku kituna pikeun nyegah tank sedimentasi hulu ti overflowing kokotor dimurnikeun alatan gagalna sistem.
5 Kinerja operasi sistem
Sistem pembangkit listrik turbin hidrolik ieu dioperasikeun dina ahir taun 2018, kalayan kaluaran bulanan rata-rata langkung ti 10000 kW · h. Tekanan cai anu épéktip anu tiasa ngajalankeun sistem pembangkit listrik turbin hidrolik ogé robih ku waktos kusabab aliran cai anu luhur sareng rendah anu dikumpulkeun sareng dirawat ku pabrik pengolahan limbah unggal dinten. Dina raraga maksimalkeun pungsi kakuatan dihasilkeun ku sistem turbin, Dinas Layanan Drainase geus dirancang sistem kontrol pikeun otomatis nyaluyukeun torsi operasi turbin nurutkeun aliran kokotor sapopoé, kukituna ngaronjatkeun efisiensi produksi kakuatan. Gambar 7 nunjukkeun hubungan antara sistem pembangkit listrik sareng aliran cai. Nalika aliran cai ngaleuwihan tingkat set, sistem bakal otomatis beroperasi pikeun ngahasilkeun listrik.
6 Tantangan jeung Solusi
Dinas Jasa Drainase parantos ngalaman seueur tantangan dina ngalaksanakeun proyék-proyék anu relevan, sareng parantos ngarumuskeun rencana anu saluyu pikeun ngaréspon tantangan ieu,
7 Kacindekan
Sanajan rupa-rupa tantangan, susunan ieu sistem pembangkit listrik turbin hidrolik ieu hasil nempatkeun kana operasi di ahir 2018. Kaluaran kakuatan bulanan rata tina sistem leuwih ti 10000 kW · h, nu sarua jeung konsumsi kakuatan bulanan rata-rata ngeunaan 25 rumahtangga Hong Kong (rata konsumsi kakuatan bulanan unggal rumah tangga Hong Kong di 2018 h). Dinas Jasa Drainase komitmen pikeun "nyadiakeun limbah kelas dunya sareng perawatan cai hujan sareng jasa drainase pikeun ngamajukeun pangwangunan Hong Kong anu lestari", bari ngamajukeun proyék perlindungan lingkungan sareng perubahan iklim. Dina aplikasi tanaga renewable, Dinas Layanan Drainase ngagunakeun biogas, tanaga surya jeung énergi ti aliran kokotor dimurnikeun pikeun ngahasilkeun énergi renewable. Dina sababaraha taun katukang, rata-rata tanaga renewable taunan anu dihasilkeun ku Dinas Jasa Drainase sakitar 27 juta kW · h, anu tiasa nyumponan kabutuhan énérgi sakitar 9% Dinas Jasa Drainase. Dinas Jasa Drainase bakal neraskeun usahana pikeun nguatkeun sareng ngamajukeun aplikasi énergi anu tiasa dianyari.
waktos pos: Nov-22-2022
