বাষ্প টারবাইন একটি মূল শক্তি ডিভাইস যা বাষ্পের তাপ শক্তিকে যান্ত্রিক কাজে রূপান্তর করে। এর উপাদানগুলি চারটি প্রধান নীতির উপর ভিত্তি করে ডিজাইন করা হয়েছে: 'বাষ্প শক্তি রূপান্তর - যান্ত্রিক শক্তি সংক্রমণ - অপারেশনাল নিয়ন্ত্রণ - নিরাপত্তা নিশ্চয়তা।' প্রতিটি অংশ দক্ষ এবং স্থিতিশীল শক্তি আউটপুট অর্জনের জন্য একসাথে কাজ করে। নির্দিষ্ট উপাদান এবং তাদের ফাংশন নিম্নরূপ:
1. মূল শক্তি রূপান্তর বিভাগ: বাষ্প প্রবাহ সিস্টেম
এটি "তাপ শক্তি → গতিশক্তি → যান্ত্রিক শক্তি" থেকে একটি টারবাইনের রূপান্তরের মূল এবং সরাসরি ইউনিটের কার্যকারিতা নির্ধারণ করে। এতে প্রধানত তিনটি মূল উপাদান রয়েছে: অগ্রভাগ, রটার ব্লেড এবং ডায়াফ্রাম:
- অগ্রভাগ (স্টেটর ব্লেড): টারবাইনে বাষ্প প্রবেশের জন্য "প্রথম শক্তি রূপান্তরকারী"। যেহেতু উচ্চ-চাপের বাষ্প অগ্রভাগের মধ্য দিয়ে যায়, চ্যানেলটি সরু হয়ে যায়, যার ফলে বাষ্পের চাপ কমে যায় এবং বেগ দ্রুত বৃদ্ধি পায় (বাষ্পের তাপ শক্তিকে গতিশক্তিতে রূপান্তরিত করে), একটি উচ্চ গতির বাষ্প প্রবাহ তৈরি করে যা রটর দ্বারা সম্পন্ন পরবর্তী কাজের জন্য প্রস্তুত করে।
-রটার ব্লেড: শক্তি রূপান্তরের "নির্বাহী উপাদান"। যখন উচ্চ গতির বাষ্প প্রবাহ রটার ব্লেডগুলিতে আঘাত করে, তখন এটি পার্শ্বীয় থ্রাস্ট তৈরি করে, রটার ব্লেড এবং সংযুক্ত শ্যাফ্টকে ঘোরাতে চালিত করে (বাষ্প প্রবাহের গতিশক্তিকে রটারের যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে)। তারা টারবাইন আউটপুট শক্তির সরাসরি উৎস। রটার ব্লেডের আকৃতি (যেমন, পেঁচানো টাইপ) অবশ্যই শক্তির ক্ষতি কমাতে বাষ্প প্রবাহের দিকটির সাথে অবিকল মেলে।
- ডায়াফ্রাম: অগ্রভাগের জন্য "সমর্থন এবং অবস্থান কাঠামো"। ডায়াফ্রামগুলি সিলিন্ডারের প্রাচীরের সাথে একটি কেন্দ্রীয় গর্তের সাথে স্থির করা হয় যাতে রটারটি অতিক্রম করতে পারে। তাদের প্রধান কাজ হল টারবাইনকে একাধিক চাপ পর্যায়ে বিভক্ত করা (প্রতিটি ধাপে অগ্রভাগের একটি সেট এবং রটার ব্লেডের একটি সেট রয়েছে), বাষ্পকে প্রসারিত করতে এবং একাধিক "নোজল-রোটর ব্লেড" সেটের মাধ্যমে ধীরে ধীরে কাজ করার অনুমতি দেয়, ধাপে ধাপে শক্তির ব্যবহার অর্জন এবং সামগ্রিক কার্যকারিতা উন্নত করা।
2. মেকানিক্যাল এনার্জি ট্রান্সমিশন পার্ট: রোটেটিং সিস্টেম
উচ্চ গতির ঘূর্ণনের সময় স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করার সময়, চলন্ত ব্লেড দ্বারা জেনারেটরে (বা অন্যান্য লোড) দ্বারা উত্পন্ন ঘূর্ণনশীল যান্ত্রিক শক্তি প্রেরণের জন্য দায়ী। মূল উপাদান হল রটার, প্রধান শ্যাফ্ট, কাপলিং এবং ইম্পেলার (বা ড্রাম) সহ সহায়ক উপাদান সহ:
- রটার: স্টিম টারবাইনের "ঘূর্ণায়মান কোর"। ইউনিটের ধরন অনুসারে, এটি "ইমপালস রটার" এবং "প্রতিক্রিয়া রটার"-এ শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছে:
- ইমপালস রটার: প্রধান শ্যাফ্ট, ইম্পেলার এবং চলমান ব্লেড নিয়ে গঠিত। চলমান ব্লেডগুলি ইম্পেলারে স্থির করা হয় এবং ইম্পেলারটি প্রধান শ্যাফ্টে মাউন্ট করা হয়। এটি উচ্চ-চাপ, ছোট-ক্ষমতা ইউনিটের জন্য উপযুক্ত;
- প্রতিক্রিয়া রটার: কোন ইম্পেলার নেই, এবং চলমান ব্লেডগুলি সরাসরি মূল শ্যাফ্টে (বা ড্রাম) স্থির থাকে। রটারের সামগ্রিক দৃঢ়তা বেশি এবং এটি মাঝারি- থেকে কম-চাপ, বড়-ক্ষমতার ইউনিটের জন্য উপযুক্ত (যেমন 300MW এবং তার বেশি তাপশক্তির স্টিম টারবাইন)।
- প্রধান শ্যাফ্ট এবং কাপলিং: প্রধান শ্যাফ্ট হল রটারের "কঙ্কাল", ইমপেলার/চলন্ত ব্লেডকে সমর্থন করে; কাপলিংগুলি টারবাইন রটারকে জেনারেটর রটার (বা অন্যান্য লোড) এর সাথে সংযুক্ত করে এবং ঘূর্ণন ঘূর্ণন সঞ্চালন করে। অপারেশন চলাকালীন কম্পন এড়াতে উচ্চ সমাক্ষতা নিশ্চিত করতে হবে।
3. ফিক্সড সাপোর্ট এবং সিলিং উপাদান: স্টেটর সিস্টেম
ঘূর্ণায়মান সিস্টেমের জন্য নির্দিষ্ট সমর্থন প্রদান করে, এতে বাষ্প থাকে এবং বাষ্পের ফুটো (যা দক্ষতাকে প্রভাবিত করে) এবং বায়ু প্রবেশ (যা ভ্যাকুয়ামকে ব্যাহত করে) প্রতিরোধ করে। এটি প্রধানত সিলিন্ডার, বাষ্প সীল এবং বিয়ারিং অন্তর্ভুক্ত করে:
- সিলিন্ডার: টারবাইনের "শেল"। কাস্ট স্টিল বা অ্যালয় স্টিলের তৈরি, উচ্চ-চাপের সিলিন্ডার, মধ্যবর্তী-চাপের সিলিন্ডার এবং কম-চাপের সিলিন্ডারে বিভক্ত (মাল্টি-সিলিন্ডার ইউনিটের জন্য)। অভ্যন্তরীণভাবে, এতে ডায়াফ্রাম, অগ্রভাগ এবং রোটারের মতো উপাদান থাকে, যা একটি বন্ধ বাষ্প পথ তৈরি করে। সিলিন্ডারের উচ্চ বাষ্প চাপ এবং তাপমাত্রা সহ্য করার জন্য পর্যাপ্ত শক্তি থাকতে হবে এবং বাষ্পের ফুটো প্রতিরোধের জন্য ফ্ল্যাঞ্জ এবং বোল্ট দিয়ে সিল করা আবশ্যক।
- স্টিম সিল: "প্রধান-লিকেজ বিরোধী উপাদান।" তিন প্রকারে বিভক্ত:
- শ্যাফ্ট সীল: যেখানে রটারটি সিলিন্ডারের মধ্য দিয়ে যায় সেখানে ইনস্টল করা হয়, সিলিন্ডারের ভিতরে উচ্চ চাপের বাষ্পকে শ্যাফ্টের প্রান্ত বরাবর ফুটো হতে বাধা দেয় (শক্তির ক্ষয় কমায়) বা কনডেনসার দিক থেকে বাতাস প্রবেশ করতে পারে (শূন্যস্থানের ক্ষতি করে)।
- ডায়াফ্রাম স্টিম সীল: ডায়াফ্রামের কেন্দ্রীয় গর্ত এবং রটারের মধ্যে ফাঁকে ইনস্টল করা হয়, সংলগ্ন চাপ পর্যায়ের মধ্যে বাষ্পকে প্রবাহিত হতে বাধা দেয় (আন্তঃমঞ্চের শক্তি হ্রাস এড়াতে)।
- ব্লেড টিপ স্টিম সিল: চলমান ব্লেডের উপরের অংশ এবং সিলিন্ডারের ভিতরের প্রাচীরের মধ্যে ফাঁকে ইনস্টল করা হয়, ব্লেডের শীর্ষে বাষ্পের ফুটো কমায় এবং স্টেজের দক্ষতা উন্নত করে।
- বিয়ারিং: রটারের "সাপোর্ট এবং ঘর্ষণ-কমানোর উপাদান।" রেডিয়াল বিয়ারিং এবং থ্রাস্ট বিয়ারিংগুলিতে বিভক্ত:
- রেডিয়াল বিয়ারিংস: রটারের ওজনকে সমর্থন করে, রটারের স্থিতিশীল রেডিয়াল ঘূর্ণন নিশ্চিত করে এবং স্টেটরের উপাদানগুলির সাথে ঘর্ষণ প্রতিরোধ করে।
- থ্রাস্ট বিয়ারিংস: বাষ্পের কারণে সৃষ্ট রটারে অক্ষীয় থ্রাস্ট বহন করে (চাপের পার্থক্যের কারণে), রটারের অক্ষীয় চলাচল প্রতিরোধ করে এবং চলমান এবং স্থির ব্লেডের মধ্যে স্থিতিশীল ফাঁক বজায় রাখে।
4. অপারেশন কন্ট্রোল সেকশন: রেগুলেশন এবং প্রোটেকশন সিস্টেম
অস্বাভাবিক অবস্থার অধীনে ইউনিট রক্ষা করার সময় বহিরাগত লোড চাহিদা (যেমন পাওয়ার গ্রিড বিদ্যুত খরচের পরিবর্তন) অনুযায়ী টারবাইন আউটপুট সামঞ্জস্য করুন। মূল উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা এবং সুরক্ষা ব্যবস্থা:
- রেগুলেশন সিস্টেম: "লোড কন্ট্রোল সেন্টার।" এটি একটি গভর্নর, হাইড্রোলিক অ্যাকুয়েটর, কন্ট্রোল ভালভ এবং ট্রান্সমিশন মেকানিজম নিয়ে গঠিত:
1. গভর্নর (যেমন সেন্ট্রিফিউগাল বা ইলেক্ট্রো-হাইড্রোলিক টাইপ) বাস্তব-সময়ে রটার গতি নিরীক্ষণ করে। যখন লোড পরিবর্তনের কারণে গতি রেট করা মান থেকে বিচ্যুত হয় (যেমন, গ্রিড বিদ্যুতের ব্যবহার হ্রাস → গতি বৃদ্ধি পায়), এটি একটি সংকেত দেয়;
2. সংকেতটি হাইড্রোলিক অ্যাকচুয়েটরে প্রেরণ করা হয়, যা নিয়ন্ত্রণ ভালভকে চালিত করে (টারবাইন স্টিম ইনলেটে ইনস্টল করা হয়);
3. কন্ট্রোল ভালভ বাষ্প প্রবাহকে সামঞ্জস্য করে (যেমন, যদি গতি বাড়ে, ভালভটি বাষ্প কমাতে কিছুটা বন্ধ হয়ে যায়), লোডের সাথে মিল করার জন্য ইউনিট আউটপুট সামঞ্জস্য করার সময় রটার গতির স্থিতিশীলতা পুনরুদ্ধার করে।
- সুরক্ষা ব্যবস্থা: "নিরাপত্তা লাইন।" যখন ইউনিটটি এমন পরিস্থিতির সম্মুখীন হয় যা নিরাপত্তার জন্য হুমকি দেয় (যেমন ওভারস্পিড, কম তৈলাক্ত তেলের চাপ, অত্যধিক অক্ষীয় স্থানচ্যুতি, বা ভ্যাকুয়াম লস), সুরক্ষা ক্রিয়াগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে ট্রিগার হয়, যেমন বাষ্প কেটে ফেলার জন্য প্রধান স্টিম ভালভ বন্ধ করা, বা তেল ছাড়ার জন্য জরুরি ট্রিপ ভালভ খোলা, টারবাইনকে বন্ধ করতে বাধ্য করা এবং ক্ষতি রোধ করা।
5. সহায়ক দক্ষতা বৃদ্ধি: ঘনীভূতকরণ এবং তৈলাক্তকরণ সিস্টেম
যদিও তারা সরাসরি শক্তি রূপান্তরে অংশগ্রহণ করে না, এই সিস্টেমগুলি ইউনিটের কার্যকারিতা এবং সরঞ্জামের জীবনকাল নির্ধারণ করে, স্থিতিশীল টারবাইন অপারেশনের জন্য "গ্যারান্টি সিস্টেম" হিসাবে পরিবেশন করে:
- কনডেন্সিং সিস্টেম (প্রধানত টারবাইন ঘনীভূত করার জন্য ব্যবহৃত): "দক্ষতা উন্নতির চাবিকাঠি।" এটি কনডেন্সার, ভ্যাকুয়াম পাম্প এবং কনডেনসেট পাম্প নিয়ে গঠিত:
- কনডেন্সার: টারবাইন নিষ্কাশন বাষ্পকে (নিম্ন-চাপের বাষ্প) জলে ঘনীভূত করে, একটি উচ্চ শূন্যতা তৈরি করে (এক্সস্ট প্রেসার 0.005-0.01 MPa-এ নেমে আসে), উল্লেখযোগ্যভাবে বাষ্পের নিষ্কাশন তাপমাত্রা এবং চাপ কমায়, বাষ্পের এনথালপি ড্রপ বৃদ্ধি করে, "ইম্পান্টার ইউনিটের মধ্যে পার্থক্য" এবং "ইম্পান্টার" এর অধীনে। দক্ষতা
- ভ্যাকুয়াম পাম্প: ঘনীভবনের সময় লিক হওয়া বাতাসকে সরিয়ে কনডেন্সার ভ্যাকুয়াম বজায় রাখে;
- কনডেনসেট পাম্প: বাষ্পে পুনরায় গরম করার জন্য ঘনীভূত জল (কনডেনসেট) বয়লারে পাম্প করে, কার্যকারী তরল (জল-বাষ্প) পুনর্ব্যবহারযোগ্য করে এবং জলের সম্পদের ব্যবহার কমায়৷
- লুব্রিকেশন সিস্টেম: "সরঞ্জামের জীবনকালের গ্যারান্টি।" এটি তেল ট্যাঙ্ক, তৈলাক্তকরণ তেল পাম্প, তেল কুলার এবং তেল ফিল্টার নিয়ে গঠিত:
- লুব্রিকেটিং অয়েল পাম্প: ট্যাঙ্ক থেকে লুব্রিকেটিং তেলকে চাপ দেয় এবং ঘূর্ণায়মান উপাদান যেমন রেডিয়াল এবং থ্রাস্ট বিয়ারিং-এ সরবরাহ করে, ঘর্ষণ ও পরিধান কমাতে একটি তেল ফিল্ম তৈরি করে;
- তেল কুলার: তৈলাক্ত তেলকে জল দিয়ে ঠান্ডা করে (অতিরিক্ত তেলের তাপমাত্রার কারণে তেল ফিল্মের ক্ষতি রোধ করে);
- তেল ফিল্টার: তৈলাক্ত তেলের পরিচ্ছন্নতা নিশ্চিত করতে তেল থেকে অমেধ্য ফিল্টার করে।
সারাংশ: প্রতিটি উপাদানের সমন্বিত যুক্তি
উচ্চ-চাপের বাষ্প প্রথমে বাষ্প প্রবাহ ব্যবস্থায় প্রবেশ করে, যেখানে এটি চলমান ব্লেডগুলির ঘূর্ণন চালাতে অগ্রভাগ দ্বারা ত্বরান্বিত হয়; চলমান ব্লেডগুলি ঘূর্ণন ব্যবস্থা (রটার) চালনা করে, যান্ত্রিক শক্তি একটি কাপলিং এর মাধ্যমে জেনারেটরে স্থানান্তর করে; স্টেটর সিস্টেম (সিলিন্ডার, বাষ্প সীল) নিশ্চিত করে যে বাষ্প ফুটো না হয় এবং রটার স্থিরভাবে ঘোরে; কন্ট্রোল সিস্টেম লোড অনুযায়ী বাষ্প ইনপুট সামঞ্জস্য করে, যখন সুরক্ষা সিস্টেম অস্বাভাবিক অবস্থার প্রতিক্রিয়া জানায়; কনডেনসিং সিস্টেম দক্ষতার উন্নতি করে, এবং তৈলাক্তকরণ সিস্টেম সরঞ্জামগুলিকে রক্ষা করে-প্রতিটি অংশ ঘনিষ্ঠভাবে একসাথে কাজ করে, শেষ পর্যন্ত "বাষ্প তাপ শক্তি → বৈদ্যুতিক শক্তি (বা যান্ত্রিক শক্তি)" এর দক্ষ রূপান্তর অর্জন করে৷
