நவீன மின் உற்பத்தியில் பிரான்சிஸ் டர்பைனின் நன்மைகளை வெளிப்படுத்துதல்

தொடர்ந்து வளர்ந்து வரும் எரிசக்தித் துறையில், திறமையான மின் உற்பத்தி தொழில்நுட்பங்களைப் பின்தொடர்வது முன்னெப்போதையும் விட மிக முக்கியமானதாகிவிட்டது. வளர்ந்து வரும் எரிசக்தி தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்தல் மற்றும் கார்பன் வெளியேற்றத்தைக் குறைத்தல் ஆகிய இரட்டை சவால்களை உலகம் எதிர்கொண்டு வரும் நிலையில், புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆதாரங்கள் முன்னணியில் உள்ளன. இவற்றில், நீர் மின்சாரம் நம்பகமான மற்றும் நிலையான விருப்பமாக தனித்து நிற்கிறது, இது உலகின் மின்சாரத்தில் குறிப்பிடத்தக்க பகுதியை வழங்குகிறது.
நீர் மின் நிலையங்களில் முக்கிய அங்கமான பிரான்சிஸ் விசையாழி, இந்த சுத்தமான ஆற்றல் புரட்சியில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. 1849 ஆம் ஆண்டு ஜேம்ஸ் பி. பிரான்சிஸ் என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட இந்த வகை விசையாழி, உலகில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒன்றாக மாறியுள்ளது. நீர் மின் துறையில் அதன் முக்கியத்துவத்தை மிகைப்படுத்த முடியாது, ஏனெனில் இது பாயும் நீரின் ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக திறம்பட மாற்றும் திறன் கொண்டது, பின்னர் அது ஒரு ஜெனரேட்டரால் மின் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. சிறிய அளவிலான கிராமப்புற நீர் மின் திட்டங்கள் முதல் பெரிய அளவிலான வணிக மின் நிலையங்கள் வரை பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளுடன், பிரான்சிஸ் விசையாழி நீரின் சக்தியைப் பயன்படுத்துவதற்கான பல்துறை மற்றும் நம்பகமான தீர்வாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது.
ஆற்றல் மாற்றத்தில் உயர் செயல்திறன்
பிரான்சிஸ் டர்பைன், பாயும் நீரின் ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றுவதில் அதன் உயர் செயல்திறனுக்காகப் பெயர் பெற்றது, பின்னர் அது ஒரு ஜெனரேட்டரால் மின் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. இந்த உயர் செயல்திறன் செயல்திறன் அதன் தனித்துவமான வடிவமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டுக் கொள்கைகளின் விளைவாகும்.
1. இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றலின் பயன்பாடு
பிரான்சிஸ் விசையாழிகள் நீரின் இயக்க மற்றும் ஆற்றல் ஆற்றலை முழுமையாகப் பயன்படுத்தும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. நீர் விசையாழிக்குள் நுழையும் போது, ​​அது முதலில் சுழல் உறை வழியாகச் செல்கிறது, இது ஓடுபாதையைச் சுற்றி தண்ணீரை சமமாக விநியோகிக்கிறது. ஓடுபாதை கத்திகள் கவனமாக வடிவமைக்கப்படுகின்றன, இதனால் நீர் ஓடுபாதையின் வெளிப்புற விட்டத்திலிருந்து மையத்தை நோக்கி நகரும்போது (ரேடியல் - அச்சு ஓட்ட வடிவத்தில்), அதன் தலை காரணமாக நீரின் ஆற்றல் (நீர் மூலத்திற்கும் விசையாழிக்கும் இடையிலான உயர வேறுபாடு) படிப்படியாக இயக்க ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. இந்த இயக்க ஆற்றல் பின்னர் ஓடுபாதைக்கு மாற்றப்படுகிறது, இதனால் அது சுழலும். கிணற்றால் வடிவமைக்கப்பட்ட ஓட்டப் பாதை மற்றும் ஓடுபாதை கத்திகளின் வடிவம், விசையாழி நீரிலிருந்து அதிக அளவு ஆற்றலைப் பிரித்தெடுக்க உதவுகிறது, இதனால் உயர் செயல்திறன் கொண்ட ஆற்றல் மாற்றத்தை அடைகிறது.
2. மற்ற டர்பைன் வகைகளுடன் ஒப்பீடு
பெல்டன் டர்பைன் மற்றும் கப்லான் டர்பைன் போன்ற பிற வகை நீர் டர்பைன்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​பிரான்சிஸ் டர்பைன் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிலான இயக்க நிலைமைகளுக்குள் செயல்திறனில் தனித்துவமான நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது.
பெல்டன் டர்பைன்: பெல்டன் டர்பைன் முக்கியமாக உயர்-தலை பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றது. இது உயர்-வேக நீர் ஜெட்டின் இயக்க ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி ரன்னரில் உள்ள வாளிகளைத் தாக்குவதன் மூலம் செயல்படுகிறது. உயர்-தலை சூழ்நிலைகளில் இது மிகவும் திறமையானதாக இருந்தாலும், நடுத்தர-தலை பயன்பாடுகளில் பிரான்சிஸ் டர்பைனைப் போல இது திறமையானதாக இல்லை. இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றல் இரண்டையும் பயன்படுத்தும் திறன் மற்றும் நடுத்தர-தலை நீர் ஆதாரங்களுக்கு அதன் சிறந்த-பொருத்தமான ஓட்ட பண்புகள் ஆகியவற்றுடன், பிரான்சிஸ் டர்பைன், இந்த வரம்பில் அதிக செயல்திறனை அடைய முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, நடுத்தர-தலை நீர் ஆதாரத்தைக் கொண்ட ஒரு மின் நிலையத்தில் (50 - 200 மீட்டர் என்று சொல்லலாம்), ஒரு பிரான்சிஸ் டர்பைன் சில நன்கு வடிவமைக்கப்பட்ட நிகழ்வுகளில் சுமார் 90% அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட செயல்திறனுடன் நீர் ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்ற முடியும், அதே நேரத்தில் அதே தலை நிலைமைகளின் கீழ் இயங்கும் ஒரு பெல்டன் டர்பைன் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த செயல்திறனைக் கொண்டிருக்கலாம்.
கப்லான் டர்பைன்: கப்லான் டர்பைன் குறைந்த - தலை மற்றும் உயர் - ஓட்ட பயன்பாடுகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. குறைந்த - தலை சூழ்நிலைகளில் இது மிகவும் திறமையானதாக இருந்தாலும், தலை நடுத்தர - ​​தலை வரம்பிற்கு அதிகரிக்கும் போது, ​​பிரான்சிஸ் டர்பைன் செயல்திறனில் அதை விட சிறப்பாக செயல்படுகிறது. கப்லான் டர்பைனின் ரன்னர் பிளேடுகள் குறைந்த - தலை, உயர் - ஓட்ட நிலைகளில் செயல்திறனை மேம்படுத்த சரிசெய்யக்கூடியவை, ஆனால் அதன் வடிவமைப்பு பிரான்சிஸ் டர்பைனைப் போல நடுத்தர - ​​தலை சூழ்நிலைகளில் திறமையான ஆற்றல் மாற்றத்திற்கு உகந்ததாக இல்லை. 30 - 50 மீட்டர் தலை கொண்ட ஒரு மின் நிலையத்தில், ஒரு கப்லான் டர்பைன் செயல்திறனுக்கான சிறந்த தேர்வாக இருக்கலாம், ஆனால் தலை 50 மீட்டரைத் தாண்டும்போது, ​​பிரான்சிஸ் டர்பைன் ஆற்றல் - மாற்ற செயல்திறனில் அதன் மேன்மையைக் காட்டத் தொடங்குகிறது.
சுருக்கமாக, பிரான்சிஸ் விசையாழியின் வடிவமைப்பு, பரந்த அளவிலான நடுத்தர-தலை பயன்பாடுகளில் நீர் ஆற்றலை மிகவும் திறமையாகப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது, இது உலகெங்கிலும் உள்ள பல நீர்மின் திட்டங்களில் விருப்பமான தேர்வாக அமைகிறது.
வெவ்வேறு நீர் நிலைகளுக்கு ஏற்ப மாறுதல்
பிரான்சிஸ் விசையாழியின் குறிப்பிடத்தக்க அம்சங்களில் ஒன்று, பரந்த அளவிலான நீர் நிலைகளுக்கு அதன் உயர் தகவமைப்புத் திறன் ஆகும், இது உலகெங்கிலும் உள்ள நீர்மின் திட்டங்களுக்கு பல்துறை தேர்வாக அமைகிறது. வெவ்வேறு புவியியல் இடங்களில் நீர் வளங்கள் தலை (நீர் விழும் செங்குத்து தூரம்) மற்றும் ஓட்ட விகிதத்தின் அடிப்படையில் கணிசமாக வேறுபடுவதால் இந்த தகவமைப்புத் திறன் மிக முக்கியமானது.
1. தலை மற்றும் ஓட்ட விகித தகவமைப்பு
ஹெட் ரேஞ்ச்: பிரான்சிஸ் டர்பைன்கள் ஒப்பீட்டளவில் பரந்த ஹெட் ரேஞ்சில் திறமையாக இயங்க முடியும். அவை பொதுவாக நடுத்தர-ஹெட் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, பொதுவாக சுமார் 20 முதல் 300 மீட்டர் வரையிலான ஹெட்கள் இருக்கும். இருப்பினும், பொருத்தமான வடிவமைப்பு மாற்றங்களுடன், அவற்றை இன்னும் குறைந்த - ஹெட் அல்லது அதிக - ஹெட் சூழ்நிலைகளில் பயன்படுத்தலாம். எடுத்துக்காட்டாக, குறைந்த - ஹெட் சூழ்நிலையில், சுமார் 20 - 50 மீட்டர் என்று சொல்லலாம், பிரான்சிஸ் டர்பைனை ஆற்றல் பிரித்தெடுப்பை மேம்படுத்த குறிப்பிட்ட ரன்னர் பிளேடு வடிவங்கள் மற்றும் ஓட்டம் - பாதை வடிவவியலுடன் வடிவமைக்க முடியும். குறைந்த ஹெட் காரணமாக ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வேகத்தைக் கொண்ட நீர் ஓட்டம், ரன்னருக்கு அதன் ஆற்றலை இன்னும் திறம்பட மாற்ற முடியும் என்பதை உறுதிசெய்ய ரன்னர் பிளேடுகள் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. ஹெட் அதிகரிக்கும் போது, ​​அதிக வேக நீர் ஓட்டத்தைக் கையாள வடிவமைப்பை சரிசெய்யலாம். 300 மீட்டரை நெருங்கும் உயர்-ஹெட் பயன்பாடுகளில், டர்பைனின் கூறுகள் உயர் அழுத்த நீரைத் தாங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் அதிக அளவு சாத்தியமான ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக திறமையாக மாற்றுகின்றன.
ஓட்ட விகித மாறுபாடு: பிரான்சிஸ் விசையாழி வெவ்வேறு ஓட்ட விகிதங்களையும் கையாள முடியும். இது நிலையான - ஓட்டம் மற்றும் மாறி - ஓட்ட நிலைமைகளின் கீழ் நன்றாக இயங்க முடியும். சில நீர்மின் நிலையங்களில், மழைப்பொழிவு முறைகள் அல்லது பனி உருகுதல் போன்ற காரணிகளால் நீர் ஓட்ட விகிதம் பருவகாலமாக மாறுபடலாம். பிரான்சிஸ் விசையாழியின் வடிவமைப்பு, ஓட்ட விகிதம் மாறும்போது கூட ஒப்பீட்டளவில் அதிக செயல்திறனைப் பராமரிக்க அனுமதிக்கிறது. உதாரணமாக, ஓட்ட விகிதம் அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​விசையாழி அதன் கூறுகள் வழியாக தண்ணீரை திறம்பட வழிநடத்துவதன் மூலம் அதிகரித்த நீரின் அளவை சரிசெய்ய முடியும். சுழல் உறை மற்றும் வழிகாட்டி வேன்கள் ஓடுபாதையைச் சுற்றி தண்ணீரை சமமாக விநியோகிக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, ஓட்ட விகிதத்தைப் பொருட்படுத்தாமல், ஓடுபாதை கத்திகள் தண்ணீருடன் திறம்பட தொடர்பு கொள்ள முடியும் என்பதை உறுதி செய்கிறது. ஓட்ட விகிதம் குறையும் போது, ​​விசையாழி இன்னும் நிலையானதாக இயங்க முடியும், இருப்பினும் நீர் ஓட்டம் குறைவதற்கு ஏற்ப மின் உற்பத்தி இயற்கையாகவே குறைக்கப்படும்.
2. வெவ்வேறு புவியியல் சூழல்களில் பயன்பாட்டு எடுத்துக்காட்டுகள்
மலைப்பிரதேசங்கள்: ஆசியாவில் உள்ள இமயமலை அல்லது தென் அமெரிக்காவில் உள்ள ஆண்டிஸ் போன்ற மலைப்பகுதிகளில், பிரான்சிஸ் விசையாழிகளைப் பயன்படுத்தும் ஏராளமான நீர்மின் திட்டங்கள் உள்ளன. இந்த பிராந்தியங்கள் பெரும்பாலும் செங்குத்தான நிலப்பரப்பு காரணமாக உயர்-தலை நீர் ஆதாரங்களைக் கொண்டுள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, பாமிர் மலைகளில் அமைந்துள்ள தஜிகிஸ்தானில் உள்ள நியூரெக் அணை, உயர்-தலை நீர் ஆதாரத்தைக் கொண்டுள்ளது. நியூரெக் நீர்மின் நிலையத்தில் நிறுவப்பட்ட பிரான்சிஸ் விசையாழிகள் பெரிய தலை வேறுபாட்டைக் கையாள வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன (அணை 300 மீட்டருக்கும் அதிகமான உயரத்தைக் கொண்டுள்ளது). விசையாழிகள் தண்ணீரின் உயர்-திறன் ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக திறமையாக மாற்றுகின்றன, இது நாட்டின் மின்சார விநியோகத்தில் கணிசமாக பங்களிக்கிறது. மலைகளில் உள்ள செங்குத்தான உயர மாற்றங்கள் பிரான்சிஸ் விசையாழிகள் அதிக செயல்திறனில் இயங்குவதற்குத் தேவையான தலையை வழங்குகின்றன, மேலும் அவற்றின் உயர்-தலை நிலைமைகளுக்கு ஏற்றவாறு அவை அத்தகைய திட்டங்களுக்கு சிறந்த தேர்வாக அமைகின்றன.
ஆற்று சமவெளிகள்: ஆற்று சமவெளிகளில், நீர் மட்டம் ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக இருந்தாலும் ஓட்ட விகிதம் கணிசமாக இருக்கும் இடங்களில், பிரான்சிஸ் விசையாழிகளும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சீனாவில் உள்ள மூன்று கோர்ஜஸ் அணை ஒரு சிறந்த உதாரணம். யாங்சே நதியில் அமைந்துள்ள இந்த அணை, பிரான்சிஸ் விசையாழிகளுக்கு ஏற்ற வரம்பிற்குள் வரும் ஒரு தலையைக் கொண்டுள்ளது. மூன்று கோர்ஜஸ் நீர்மின் நிலையத்தில் உள்ள விசையாழிகள் யாங்சே நதியிலிருந்து வரும் நீரின் பெரிய ஓட்ட விகிதத்தைக் கையாள வேண்டும். பிரான்சிஸ் விசையாழிகள் பெரிய அளவிலான, ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த தலை நீர் ஓட்டத்தின் ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக திறமையாக மாற்ற வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. பிரான்சிஸ் விசையாழிகள் வெவ்வேறு ஓட்ட விகிதங்களுக்கு ஏற்ப மாற்றக்கூடிய தன்மை, ஆற்றின் நீர் வளங்களை அதிகம் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது, சீனாவின் பெரும் பகுதியின் ஆற்றல் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய அதிக அளவு மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது.
தீவு சூழல்கள்: தீவுகள் பெரும்பாலும் தனித்துவமான நீர்வள பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, மழை மற்றும் வறண்ட காலங்களைப் பொறுத்து மாறுபடும் ஓட்ட விகிதங்களைக் கொண்ட சிறிய முதல் நடுத்தர அளவிலான ஆறுகள் உள்ள சில பசிபிக் தீவுகளில், பிரான்சிஸ் விசையாழிகள் சிறிய அளவிலான நீர்மின் நிலையங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த விசையாழிகள் மாறிவரும் நீர் நிலைமைகளுக்கு ஏற்ப மாற்றியமைக்க முடியும், உள்ளூர் சமூகங்களுக்கு நம்பகமான மின்சார ஆதாரத்தை வழங்குகின்றன. மழைக்காலத்தில், ஓட்ட விகிதம் அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​விசையாழிகள் அதிக மின் உற்பத்தியில் இயங்க முடியும், மேலும் வறண்ட காலங்களில், அவை குறைந்த மின் மட்டத்தில் இருந்தாலும், குறைந்த மின் ஓட்டத்துடன் செயல்பட முடியும், இது தொடர்ச்சியான மின்சார விநியோகத்தை உறுதி செய்கிறது.
நம்பகத்தன்மை மற்றும் நீண்ட கால செயல்பாடு
பிரான்சிஸ் டர்பைன் அதன் நம்பகத்தன்மை மற்றும் நீண்டகால செயல்பாட்டு திறன்களுக்காக மிகவும் மதிக்கப்படுகிறது, இது நீண்ட காலத்திற்கு நிலையான மின்சார விநியோகத்தை பராமரிக்க வேண்டிய மின் உற்பத்தி வசதிகளுக்கு மிகவும் முக்கியமானது.
1. வலுவான கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு
பிரான்சிஸ் விசையாழி ஒரு வலுவான மற்றும் நன்கு வடிவமைக்கப்பட்ட அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. விசையாழியின் மைய சுழலும் கூறுகளான ரன்னர், பொதுவாக துருப்பிடிக்காத எஃகு அல்லது சிறப்பு உலோகக் கலவைகள் போன்ற உயர் வலிமை கொண்ட பொருட்களால் ஆனது. இந்த பொருட்கள் அவற்றின் சிறந்த இயந்திர பண்புகளுக்காகத் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன, இதில் அதிக இழுவிசை வலிமை, அரிப்பு எதிர்ப்பு மற்றும் சோர்வு எதிர்ப்பு ஆகியவை அடங்கும். எடுத்துக்காட்டாக, பெரிய நீர்மின் நிலையங்களில் பயன்படுத்தப்படும் பெரிய அளவிலான பிரான்சிஸ் விசையாழிகளில், ரன்னர் பிளேடுகள் உயர் அழுத்த நீர் ஓட்டத்தையும் சுழற்சியின் போது உருவாகும் இயந்திர அழுத்தங்களையும் தாங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. சீரான அழுத்த விநியோகத்தை உறுதி செய்வதற்காக ரன்னரின் வடிவமைப்பு உகந்ததாக உள்ளது, இது விரிசல்கள் அல்லது கட்டமைப்பு தோல்விகளுக்கு வழிவகுக்கும் அழுத்த செறிவு புள்ளிகளின் அபாயத்தைக் குறைக்கிறது.
ஓடுபாதைக்கு தண்ணீரை வழிநடத்தும் சுழல் உறை, நீடித்துழைப்பைக் கருத்தில் கொண்டு கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது. இது பொதுவாக தடிமனான சுவர் கொண்ட எஃகு தகடுகளால் ஆனது, இது விசையாழிக்குள் நுழையும் உயர் அழுத்த நீர் ஓட்டத்தைத் தாங்கும். சுழல் உறைக்கும் பிற கூறுகளுக்கும் இடையிலான இணைப்பு, அதாவது தங்குமிட வேன்கள் மற்றும் வழிகாட்டி வேன்கள், வலுவானதாகவும் நம்பகமானதாகவும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, இது பல்வேறு இயக்க நிலைமைகளின் கீழ் முழு அமைப்பும் சீராக இயங்குவதை உறுதி செய்கிறது.
2. குறைந்த பராமரிப்பு தேவைகள்
பிரான்சிஸ் விசையாழியின் குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளில் ஒன்று அதன் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த பராமரிப்பு தேவைகள் ஆகும். அதன் எளிமையான மற்றும் திறமையான வடிவமைப்பிற்கு நன்றி, வேறு சில வகையான விசையாழிகளுடன் ஒப்பிடும்போது நகரும் பாகங்கள் குறைவாகவே உள்ளன, இது கூறு தோல்விகளின் வாய்ப்பைக் குறைக்கிறது. உதாரணமாக, ஓடுபாதையில் நீர் ஓட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் வழிகாட்டி வேன்கள், நேரடியான இயந்திர இணைப்பு அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன. இந்த அமைப்பு ஆய்வு மற்றும் பராமரிப்புக்காக அணுக எளிதானது. வழக்கமான பராமரிப்பு பணிகளில் முக்கியமாக நகரும் பாகங்களின் உயவு, நீர் கசிவைத் தடுக்க முத்திரைகளை ஆய்வு செய்தல் மற்றும் விசையாழியின் ஒட்டுமொத்த இயந்திர நிலையை கண்காணித்தல் ஆகியவை அடங்கும்.
விசையாழியின் கட்டுமானத்தில் பயன்படுத்தப்படும் பொருட்களும் அதன் குறைந்த பராமரிப்பு தேவைகளுக்கு பங்களிக்கின்றன. ஓடுபாதை மற்றும் தண்ணீருக்கு வெளிப்படும் பிற கூறுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் அரிப்பை எதிர்க்கும் பொருட்கள் அரிப்பு காரணமாக அடிக்கடி மாற்ற வேண்டிய தேவையைக் குறைக்கின்றன. கூடுதலாக, நவீன பிரான்சிஸ் விசையாழிகள் மேம்பட்ட கண்காணிப்பு அமைப்புகளுடன் பொருத்தப்பட்டுள்ளன. இந்த அமைப்புகள் அதிர்வு, வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம் போன்ற அளவுருக்களை தொடர்ந்து கண்காணிக்க முடியும். இந்தத் தரவை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், ஆபரேட்டர்கள் முன்கூட்டியே சாத்தியமான சிக்கல்களைக் கண்டறிந்து தடுப்பு பராமரிப்பை மேற்கொள்ளலாம், மேலும் பெரிய பழுதுபார்ப்புகளுக்கு எதிர்பாராத பணிநிறுத்தங்களின் தேவையை மேலும் குறைக்கலாம்.
3. நீண்ட சேவை வாழ்க்கை
பிரான்சிஸ் விசையாழிகள் நீண்ட சேவை ஆயுளைக் கொண்டுள்ளன, பெரும்பாலும் பல தசாப்தங்களாக நீடிக்கும். உலகெங்கிலும் உள்ள பல நீர்மின் நிலையங்களில், பல தசாப்தங்களுக்கு முன்பு நிறுவப்பட்ட பிரான்சிஸ் விசையாழிகள் இன்னும் செயல்பாட்டில் உள்ளன மற்றும் மின்சாரத்தை திறமையாக உற்பத்தி செய்கின்றன. உதாரணமாக, அமெரிக்கா மற்றும் ஐரோப்பாவில் ஆரம்பத்தில் நிறுவப்பட்ட பிரான்சிஸ் விசையாழிகள் சில 50 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக இயங்கி வருகின்றன. சரியான பராமரிப்பு மற்றும் அவ்வப்போது மேம்படுத்தல்கள் மூலம், இந்த விசையாழிகள் தொடர்ந்து நம்பகத்தன்மையுடன் செயல்பட முடியும்.
பிரான்சிஸ் விசையாழியின் நீண்ட சேவை வாழ்க்கை, செலவு-செயல்திறன் அடிப்படையில் மின் உற்பத்தித் துறைக்கு மட்டுமல்லாமல், மின்சார விநியோகத்தின் ஒட்டுமொத்த நிலைத்தன்மைக்கும் நன்மை பயக்கும். நீண்ட காலம் நீடிக்கும் விசையாழி என்பது, அடிக்கடி விசையாழி மாற்றங்களுடன் தொடர்புடைய அதிக செலவுகள் மற்றும் இடையூறுகளைத் தவிர்க்க மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் உதவும். இது நம்பகமான மற்றும் நிலையான ஆற்றல் மூலமாக நீர் மின்சாரத்தின் நீண்டகால நம்பகத்தன்மைக்கும் பங்களிக்கிறது, பல ஆண்டுகளாக தொடர்ந்து சுத்தமான மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்ய முடியும் என்பதை உறுதி செய்கிறது.
நீண்ட காலத்திற்கு செலவு-செயல்திறன்
மின் உற்பத்தி தொழில்நுட்பங்களின் செலவு-செயல்திறனைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, ​​நீர் மின் நிலையங்களின் நீண்டகால செயல்பாட்டில் பிரான்சிஸ் டர்பைன் ஒரு சாதகமான விருப்பமாக நிரூபிக்கப்படுகிறது.
1. ஆரம்ப முதலீடு மற்றும் நீண்ட கால செயல்பாட்டு செலவு
ஆரம்ப முதலீடு: பிரான்சிஸ் விசையாழி அடிப்படையிலான நீர்மின் திட்டத்தில் ஆரம்ப முதலீடு ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக இருக்கலாம் என்றாலும், நீண்ட கால முன்னோக்கைக் கருத்தில் கொள்வது அவசியம். பிரான்சிஸ் விசையாழியின் கொள்முதல், நிறுவல் மற்றும் ஆரம்ப அமைப்புடன் தொடர்புடைய செலவுகள், ரன்னர், சுழல் உறை மற்றும் பிற கூறுகள், அத்துடன் மின் நிலைய உள்கட்டமைப்பு கட்டுமானம் ஆகியவை குறிப்பிடத்தக்கவை. இருப்பினும், இந்த ஆரம்ப செலவு நீண்ட கால நன்மைகளால் ஈடுசெய்யப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, 50 - 100 மெகாவாட் திறன் கொண்ட ஒரு நடுத்தர அளவிலான நீர்மின் நிலையத்தில், பிரான்சிஸ் விசையாழிகள் மற்றும் தொடர்புடைய உபகரணங்களின் தொகுப்பிற்கான ஆரம்ப முதலீடு பல்லாயிரக்கணக்கான டாலர்கள் வரம்பில் இருக்கலாம். ஆனால் நிலக்கரி கொள்முதல் மற்றும் உமிழ்வு தரநிலைகளை பூர்த்தி செய்ய சிக்கலான சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு உபகரணங்களில் தொடர்ச்சியான முதலீடு தேவைப்படும் புதிய நிலக்கரி மின் உற்பத்தி நிலையத்தை உருவாக்குவது போன்ற வேறு சில மின் உற்பத்தி தொழில்நுட்பங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​பிரான்சிஸ் விசையாழி அடிப்படையிலான நீர்மின் திட்டத்தின் நீண்டகால செலவு அமைப்பு மிகவும் நிலையானது.
நீண்ட கால செயல்பாட்டு செலவு: பிரான்சிஸ் விசையாழியின் செயல்பாட்டு செலவு ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உள்ளது. விசையாழி நிறுவப்பட்டு மின் உற்பத்தி நிலையம் செயல்பட்டவுடன், முக்கிய தற்போதைய செலவுகள் கண்காணிப்பு மற்றும் பராமரிப்புக்கான பணியாளர்களுடனும், காலப்போக்கில் சில சிறிய கூறுகளை மாற்றுவதற்கான செலவுகளுடனும் தொடர்புடையவை. பிரான்சிஸ் விசையாழியின் உயர் செயல்திறன் செயல்பாடு என்பது ஒப்பீட்டளவில் சிறிய அளவிலான நீர் உள்ளீட்டைக் கொண்டு அதிக அளவு மின்சாரத்தை உருவாக்க முடியும் என்பதாகும். இது உற்பத்தி செய்யப்படும் ஒரு யூனிட் மின்சாரத்திற்கான செலவைக் குறைக்கிறது. இதற்கு நேர்மாறாக, நிலக்கரி எரியும் அல்லது எரிவாயு எரியும் மின் நிலையங்கள் போன்ற அனல் மின் நிலையங்கள், எரிபொருள் விலை உயர்வு மற்றும் உலகளாவிய எரிசக்தி சந்தையில் ஏற்ற இறக்கங்கள் போன்ற காரணிகளால் காலப்போக்கில் அதிகரிக்கும் குறிப்பிடத்தக்க எரிபொருள் செலவுகளைக் கொண்டுள்ளன. உதாரணமாக, நிலக்கரி எரியும் மின் நிலையமானது, நிலக்கரி விலைகள் வழங்கல் மற்றும் தேவை இயக்கவியல், சுரங்க செலவுகள் மற்றும் போக்குவரத்து செலவுகளுக்கு உட்பட்டதால், ஒவ்வொரு ஆண்டும் அதன் எரிபொருள் செலவுகள் ஒரு குறிப்பிட்ட சதவீதம் அதிகரிக்கக்கூடும். பிரான்சிஸ் - விசையாழி - இயங்கும் நீர்மின் நிலையத்தில், விசையாழிக்கான "எரிபொருளாக" இருக்கும் தண்ணீரின் விலை, நீர் - வள மேலாண்மை மற்றும் சாத்தியமான நீர் - உரிமைக் கட்டணங்களுடன் தொடர்புடைய எந்தவொரு செலவுகளையும் தவிர, அடிப்படையில் இலவசம், அவை பொதுவாக வெப்ப மின் நிலையங்களின் எரிபொருள் செலவுகளை விட மிகக் குறைவு.
2. அதிக திறன் கொண்ட செயல்பாடு மற்றும் குறைந்த பராமரிப்பு மூலம் ஒட்டுமொத்த மின் உற்பத்தி செலவுகளைக் குறைத்தல்.
உயர் செயல்திறன் செயல்பாடு: பிரான்சிஸ் விசையாழியின் உயர் திறன் ஆற்றல் மாற்றும் திறன் நேரடியாக செலவுக் குறைப்புக்கு பங்களிக்கிறது. மிகவும் திறமையான விசையாழி அதே அளவு நீர் வளங்களிலிருந்து அதிக மின்சாரத்தை உருவாக்க முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு பிரான்சிஸ் விசையாழி நீர் ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றுவதில் 90% செயல்திறனைக் கொண்டிருந்தால் (பின்னர் இது மின் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது), கொடுக்கப்பட்ட நீர் ஓட்டம் மற்றும் தலைக்கு 80% செயல்திறன் கொண்ட குறைந்த செயல்திறன் கொண்ட விசையாழியுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​90% திறன் கொண்ட பிரான்சிஸ் விசையாழி 12.5% ​​அதிக மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும். இந்த அதிகரித்த மின் உற்பத்தி என்பது உள்கட்டமைப்பு, மேலாண்மை மற்றும் பணியாளர்களின் செலவு போன்ற மின் நிலைய செயல்பாட்டுடன் தொடர்புடைய நிலையான செலவுகள் அதிக அளவு மின்சார உற்பத்தியில் பரவுகின்றன என்பதாகும். இதன் விளைவாக, ஒரு யூனிட் மின்சாரத்திற்கான செலவு (மின்சாரத்தின் சமப்படுத்தப்பட்ட செலவு, LCOE) குறைக்கப்படுகிறது.
குறைந்த பராமரிப்பு: பிரான்சிஸ் விசையாழியின் குறைந்த பராமரிப்பு தன்மையும் செலவு-செயல்திறனில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. குறைவான நகரும் பாகங்கள் மற்றும் நீடித்த பொருட்களின் பயன்பாடு ஆகியவற்றுடன், முக்கிய பராமரிப்பு மற்றும் கூறு மாற்றீடுகளின் அதிர்வெண் குறைவாக உள்ளது. உயவு மற்றும் ஆய்வுகள் போன்ற வழக்கமான பராமரிப்பு பணிகள் ஒப்பீட்டளவில் மலிவானவை. இதற்கு நேர்மாறாக, வேறு சில வகையான விசையாழிகள் அல்லது மின் உற்பத்தி உபகரணங்களுக்கு அடிக்கடி மற்றும் விலையுயர்ந்த பராமரிப்பு தேவைப்படலாம். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு காற்றாலை விசையாழி, இது புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலமாக இருந்தாலும், கியர்பாக்ஸ் போன்ற கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது, அவை தேய்மானம் மற்றும் கிழிந்து போக வாய்ப்புள்ளது மற்றும் ஒவ்வொரு சில வருடங்களுக்கும் விலையுயர்ந்த பழுதுபார்ப்புகள் அல்லது மாற்றீடுகள் தேவைப்படலாம். பிரான்சிஸ் - விசையாழி அடிப்படையிலான நீர்மின் நிலையத்தில், முக்கிய பராமரிப்பு நடவடிக்கைகளுக்கு இடையிலான நீண்ட இடைவெளிகள் விசையாழியின் ஆயுட்காலம் முழுவதும் ஒட்டுமொத்த பராமரிப்பு செலவு கணிசமாகக் குறைவு என்பதைக் குறிக்கிறது. இது, அதன் நீண்ட சேவை வாழ்க்கையுடன் இணைந்து, காலப்போக்கில் மின்சாரம் தயாரிப்பதற்கான ஒட்டுமொத்த செலவை மேலும் குறைக்கிறது, இதனால் பிரான்சிஸ் விசையாழியை நீண்ட கால மின் உற்பத்திக்கான செலவு-பயனுள்ள தேர்வாக மாற்றுகிறது.

சுற்றுச்சூழல் நட்பு
பிரான்சிஸ் டர்பைன் அடிப்படையிலான நீர்மின் உற்பத்தி, பல மின் உற்பத்தி முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது குறிப்பிடத்தக்க சுற்றுச்சூழல் நன்மைகளை வழங்குகிறது, இது மிகவும் நிலையான ஆற்றல் எதிர்காலத்தை நோக்கிய மாற்றத்தில் ஒரு முக்கிய அங்கமாக அமைகிறது.
1. குறைக்கப்பட்ட கார்பன் உமிழ்வுகள்
பிரான்சிஸ் விசையாழிகளின் மிக முக்கியமான சுற்றுச்சூழல் நன்மைகளில் ஒன்று அவற்றின் குறைந்தபட்ச கார்பன் தடம் ஆகும். நிலக்கரி எரியும் மற்றும் எரிவாயு எரியும் மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் போன்ற புதைபடிவ எரிபொருள் அடிப்படையிலான மின் உற்பத்திக்கு மாறாக, பிரான்சிஸ் விசையாழிகளைப் பயன்படுத்தும் நீர்மின் நிலையங்கள் செயல்பாட்டின் போது புதைபடிவ எரிபொருட்களை எரிப்பதில்லை. நிலக்கரி எரியும் மின் நிலையங்கள் கார்பன் டை ஆக்சைடை (\(CO_2\) முக்கிய உமிழ்ப்பான்கள்), ஒரு பொதுவான பெரிய அளவிலான நிலக்கரி எரியும் மின் நிலையம் ஆண்டுக்கு மில்லியன் கணக்கான டன் \(CO_2\) வெளியிடுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, 500 - மெகாவாட் நிலக்கரி எரியும் மின் நிலையம் ஆண்டுதோறும் சுமார் 3 மில்லியன் டன் \(CO_2\) வெளியிடலாம். ஒப்பிடுகையில், பிரான்சிஸ் விசையாழிகளுடன் பொருத்தப்பட்ட இதேபோன்ற திறன் கொண்ட ஒரு நீர்மின் நிலையம் செயல்பாட்டின் போது கிட்டத்தட்ட நேரடி \(CO_2\) உமிழ்வை உற்பத்தி செய்யாது. பிரான்சிஸ் - விசையாழி - இயங்கும் நீர்மின் நிலையங்களின் இந்த பூஜ்ஜிய - உமிழ்வு பண்பு கிரீன்ஹவுஸ் வாயு உமிழ்வைக் குறைப்பதற்கும் காலநிலை மாற்றத்தைக் குறைப்பதற்கும் உலகளாவிய முயற்சிகளில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. புதைபடிவ எரிபொருள் அடிப்படையிலான மின் உற்பத்தியை நீர்மின்சாரத்துடன் மாற்றுவதன் மூலம், நாடுகள் தங்கள் கார்பன் குறைப்பு இலக்குகளை அடைவதில் கணிசமாக பங்களிக்க முடியும். உதாரணமாக, நீர் மின்சாரத்தை பெரிதும் நம்பியுள்ள நார்வே போன்ற நாடுகள் (பிரான்சிஸ் டர்பைன்கள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன), புதைபடிவ எரிபொருள் அடிப்படையிலான எரிசக்தி ஆதாரங்களை அதிகம் சார்ந்திருக்கும் நாடுகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​தனிநபர் கார்பன் உமிழ்வு ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உள்ளது.
2. குறைந்த காற்று - மாசுபடுத்தி உமிழ்வுகள்
கார்பன் வெளியேற்றத்துடன் கூடுதலாக, புதைபடிவ எரிபொருள் சார்ந்த மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் சல்பர் டை ஆக்சைடு (\(SO_2\)), நைட்ரஜன் ஆக்சைடுகள் (\(NO_x\)) மற்றும் துகள் பொருள் போன்ற பல்வேறு காற்று மாசுபாடுகளையும் வெளியிடுகின்றன. இந்த மாசுபாடுகள் காற்றின் தரம் மற்றும் மனித ஆரோக்கியத்தில் கடுமையான எதிர்மறை தாக்கங்களை ஏற்படுத்துகின்றன. \(SO_2\) அமில மழையை ஏற்படுத்தக்கூடும், இது காடுகள், ஏரிகள் மற்றும் கட்டிடங்களை சேதப்படுத்துகிறது. \(NO_x\) புகைமூட்டத்தை உருவாக்குவதற்கு பங்களிக்கிறது மற்றும் சுவாச பிரச்சனைகளை ஏற்படுத்தும். துகள் பொருள், குறிப்பாக நுண்ணிய துகள் பொருள் (PM2.5), இதயம் மற்றும் நுரையீரல் நோய்கள் உட்பட பல்வேறு உடல்நலப் பிரச்சினைகளுடன் தொடர்புடையது.
மறுபுறம், பிரான்சிஸ் - டர்பைன் அடிப்படையிலான நீர்மின் நிலையங்கள் செயல்பாட்டின் போது இந்த தீங்கு விளைவிக்கும் காற்று மாசுபாடுகளை வெளியிடுவதில்லை. இதன் பொருள் நீர்மின் நிலையங்களைக் கொண்ட பகுதிகள் சுத்தமான காற்றை அனுபவிக்க முடியும், இது மேம்பட்ட பொது சுகாதாரத்திற்கு வழிவகுக்கும். புதைபடிவ - எரிபொருள் அடிப்படையிலான மின் உற்பத்தியில் நீர்மின்சாரம் குறிப்பிடத்தக்க பகுதியை மாற்றியமைத்த பகுதிகளில், காற்றின் தரத்தில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றங்கள் ஏற்பட்டுள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, பிரான்சிஸ் டர்பைன்களுடன் கூடிய பெரிய அளவிலான நீர்மின் திட்டங்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ள சீனாவின் சில பகுதிகளில், காற்றில் \(SO_2\), \(NO_x\), மற்றும் துகள்களின் அளவுகள் குறைந்துள்ளன, இதன் விளைவாக உள்ளூர் மக்களிடையே சுவாச மற்றும் இருதய நோய்கள் குறைவாக உள்ளன.
3. சுற்றுச்சூழல் அமைப்பில் குறைந்தபட்ச தாக்கம்
முறையாக வடிவமைக்கப்பட்டு நிர்வகிக்கப்படும் போது, ​​பிரான்சிஸ் - டர்பைன் அடிப்படையிலான நீர்மின் நிலையங்கள், வேறு சில ஆற்றல் - மேம்பாட்டுத் திட்டங்களுடன் ஒப்பிடும்போது சுற்றியுள்ள சுற்றுச்சூழல் அமைப்பில் ஒப்பீட்டளவில் சிறிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும்.
மீன் வழித்தடம்: பிரான்சிஸ் விசையாழிகளைக் கொண்ட பல நவீன நீர்மின் நிலையங்கள் மீன் வழித்தட வசதிகளுடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. மீன் ஏணிகள் மற்றும் மீன் லிஃப்ட்கள் போன்ற இந்த வசதிகள், மீன்கள் மேல்நோக்கியும் கீழ்நோக்கியும் இடம்பெயர உதவும் வகையில் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளன. உதாரணமாக, வட அமெரிக்காவில் உள்ள கொலம்பியா நதியில், நீர்மின் நிலையங்கள் அதிநவீன மீன் வழித்தட அமைப்புகளை நிறுவியுள்ளன. இந்த அமைப்புகள் சால்மன் மற்றும் பிற இடம்பெயரும் மீன் இனங்கள் அணைகள் மற்றும் விசையாழிகளைத் தவிர்த்துச் செல்ல அனுமதிக்கின்றன, இதனால் அவை அவற்றின் முட்டையிடும் இடங்களை அடைய முடியும். இந்த மீன் வழித்தட வசதிகளின் வடிவமைப்பு வெவ்வேறு மீன் இனங்களின் நடத்தை மற்றும் நீச்சல் திறன்களைக் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது, இடம்பெயரும் மீன்களின் உயிர்வாழ்வு விகிதம் அதிகபட்சமாக இருப்பதை உறுதி செய்கிறது.
நீர் - தர பராமரிப்பு: பிரான்சிஸ் விசையாழிகளின் செயல்பாடு பொதுவாக நீர் தரத்தில் குறிப்பிடத்தக்க மாற்றங்களை ஏற்படுத்தாது. சில தொழில்துறை நடவடிக்கைகள் அல்லது நீர் ஆதாரங்களை மாசுபடுத்தக்கூடிய சில வகையான மின் உற்பத்தியைப் போலல்லாமல், பிரான்சிஸ் விசையாழிகளைப் பயன்படுத்தும் நீர்மின் நிலையங்கள் பொதுவாக நீரின் இயற்கையான தரத்தைப் பராமரிக்கின்றன. விசையாழிகள் வழியாகச் செல்லும் நீர் வேதியியல் ரீதியாக மாற்றப்படுவதில்லை, மேலும் வெப்பநிலை மாற்றங்கள் பொதுவாக மிகக் குறைவாகவே இருக்கும். பல நீர்வாழ் உயிரினங்கள் நீரின் தரம் மற்றும் வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாற்றங்களுக்கு உணர்திறன் கொண்டவை என்பதால், நீர்வாழ் சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளின் ஆரோக்கியத்தைப் பராமரிக்க இது முக்கியமானது. பிரான்சிஸ் விசையாழிகளைக் கொண்ட நீர்மின் நிலையங்கள் அமைந்துள்ள ஆறுகளில், மீன், முதுகெலும்பில்லாதவை மற்றும் தாவரங்கள் உள்ளிட்ட பல்வேறு வகையான நீர்வாழ் உயிரினங்களுக்கு நீரின் தரம் பொருத்தமானதாகவே உள்ளது.