पानी टर्बाइन धावकहरू: प्रकार र प्राविधिक विशिष्टताहरू

जलविद्युत प्रणालीमा पानी टर्बाइनहरू प्रमुख घटक हुन्, जसले बग्ने वा झर्ने पानीको ऊर्जालाई यान्त्रिक ऊर्जामा रूपान्तरण गर्दछ। यस प्रक्रियाको मुटुमाधावक, टर्बाइनको घुम्ने भाग जसले पानीको प्रवाहसँग प्रत्यक्ष अन्तरक्रिया गर्दछ। रनरको डिजाइन, प्रकार, र प्राविधिक विशिष्टताहरू टर्बाइनको दक्षता, सञ्चालन हेड दायरा, र अनुप्रयोग परिदृश्यहरू निर्धारण गर्न महत्त्वपूर्ण हुन्छन्।

१. पानी टर्बाइन धावकहरूको वर्गीकरण

पानी टर्बाइन रनरहरूलाई सामान्यतया तिनीहरूले ह्यान्डल गर्ने पानीको प्रवाहको प्रकारको आधारमा तीन मुख्य कोटीहरूमा वर्गीकृत गरिन्छ:

A. इम्पल्स धावकहरू

इम्पल्स टर्बाइनहरू वायुमण्डलीय चापमा रनर ब्लेडहरूलाई प्रहार गर्ने उच्च-वेगको पानी जेटहरूसँग सञ्चालन हुन्छन्। यी रनरहरू निम्नका लागि डिजाइन गरिएका हुन्:उच्च-प्रवाह, कम-प्रवाहअनुप्रयोगहरू।

• पेल्टन धावक:

  • संरचना: पाङ्ग्राको परिधिमा जडान गरिएका चम्चा आकारका बाल्टिनहरू।

  • हेड रेन्ज: १००–१८०० मिटर।

  • गति: कम घुम्ने गति; प्रायः गति बढाउने उपकरणहरू चाहिन्छ।

  • अनुप्रयोगहरू: पहाडी क्षेत्रहरू, ग्रिड बाहिरको सूक्ष्म जलविद्युत।

B. प्रतिक्रिया धावकहरू

प्रतिक्रिया टर्बाइनहरू रनरबाट गुज्रँदा पानीको चाप बिस्तारै परिवर्तन हुँदै काम गर्छन्। यी रनरहरू डुबेका हुन्छन् र पानीको चापमा सञ्चालन हुन्छन्।

• फ्रान्सिस धावक:

  • संरचना: भित्री रेडियल र अक्षीय चालको साथ मिश्रित प्रवाह।

  • हेड रेन्ज: २०–३०० मिटर।

  • प्रभावकारिता: उच्च, सामान्यतया ९०% भन्दा माथि।

  • अनुप्रयोगहरू: मध्यम-हेड जलविद्युत स्टेशनहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

• कपलान धावक:

  • संरचना: समायोज्य ब्लेडहरू सहितको अक्षीय प्रवाह धावक।

  • हेड रेन्ज: २–३० मिटर।

  • विशेषताहरू: समायोज्य ब्लेडहरूले फरक-फरक भारहरूमा उच्च दक्षता प्रदान गर्दछ।

  • अनुप्रयोगहरू: कम-बहाव, उच्च-बहाव नदीहरू र ज्वारभाटाको प्रयोग।

• प्रोपेलर धावक:

  • संरचना: कपलान जस्तै तर स्थिर ब्लेडहरू सहित।

  • प्रभावकारिता: स्थिर प्रवाह अवस्थाहरूमा मात्र इष्टतम।

  • अनुप्रयोगहरू: स्थिर प्रवाह र टाउको भएका साना जलविद्युत साइटहरू।

C. अन्य धावक प्रकारहरू

• टर्गो धावक:

  • संरचना: पानीको जेटले धावकलाई कोणमा प्रहार गर्छ।

  • हेड रेन्ज: ५०-२५० मिटर।

  • फाइदा: पेल्टन भन्दा उच्च घुमाउने गति, सरल निर्माण।

  • अनुप्रयोगहरू: साना देखि मध्यम जलविद्युत स्टेशनहरू।

• क्रस-फ्लो रनर (बाँकी-मिशेल टर्बाइन):

  • संरचना: पानी रनरबाट दुई पटक आडवारा बग्छ।

  • हेड रेन्ज: २-१०० मिटर।

  • विशेषताहरू: साना जलविद्युत र परिवर्तनशील प्रवाहको लागि राम्रो।

  • अनुप्रयोगहरू: अफ-ग्रिड प्रणाली, मिनी हाइड्रो।

२. धावकहरूको प्रमुख प्राविधिक विशिष्टताहरू

विभिन्न प्रकारका धावकहरूलाई इष्टतम प्रदर्शन सुनिश्चित गर्न तिनीहरूको प्राविधिक प्यारामिटरहरूमा सावधानीपूर्वक ध्यान दिन आवश्यक छ:

३. चयन मापदण्ड

धावक प्रकार छनौट गर्दा, इन्जिनियरहरूले विचार गर्नुपर्छ:

• हेड एण्ड फ्लो: आवेग वा प्रतिक्रिया छनौट गर्ने कि नगर्ने भनेर निर्धारण गर्छ।

• साइट सर्तहरू: नदीको परिवर्तनशीलता, तलछटको भार, मौसमी परिवर्तनहरू।

• सञ्चालन लचिलोपन: ब्लेड समायोजन वा प्रवाह अनुकूलनको आवश्यकता।

• लागत र मर्मतसम्भार: पेल्टन वा प्रोपेलर जस्ता सरल धावकहरूलाई मर्मत गर्न सजिलो हुन्छ।

४. भविष्यका प्रवृत्तिहरू

कम्प्युटेसनल फ्लुइड डाइनामिक्स (CFD) र थ्रीडी मेटल प्रिन्टिङमा भएको प्रगतिसँगै, टर्बाइन रनर डिजाइन निम्नतर्फ विकसित हुँदैछ:

• परिवर्तनशील प्रवाहहरूमा उच्च दक्षता

• विशिष्ट साइट अवस्थाहरूको लागि अनुकूलित धावकहरू

• हलुका र जंग प्रतिरोधी ब्लेडहरूको लागि मिश्रित सामग्रीको प्रयोग

निष्कर्ष

जलविद्युत ऊर्जा रूपान्तरणको आधारशिला पानी टर्बाइन धावकहरू हुन्। उपयुक्त धावक प्रकार चयन गरेर र यसको प्राविधिक प्यारामिटरहरू अनुकूलन गरेर, जलविद्युत प्लान्टहरूले उच्च दक्षता, लामो सेवा जीवन, र कम वातावरणीय प्रभाव प्राप्त गर्न सक्छन्। साना-स्तरीय ग्रामीण विद्युतीकरणको लागि होस् वा ठूला ग्रिड-जडित प्लान्टहरूको लागि, धावक जलविद्युतको पूर्ण क्षमता अनलक गर्ने कुञ्जी रहन्छ।