సంగ్రహ ఆంధ్ర విజ్ఞాన కోశము/రెండవ సంపుటము/ఉష్ణ విద్యుత్ ఉత్పాదక స్థావరములు
ఉష్ణ విద్యుత్ ఉత్పాదక స్థావరములు :
ఉష్ణవిద్యుత్ ఉత్పాదక స్థావరములలో ఉష్ణశక్తి మార్చబడి విద్యుచ్ఛక్తిగా ఉత్పత్తి యగును, పలురకములగు ఉత్పత్తి స్థానములనుండి ఉష్ణశక్తిని ఉత్పత్తి చేయవచ్చును. సూర్యకిరణప్రసరణము, బొగ్గు, పీడనజ్వాలా తైలము (diesel oil) వంటి ఇంధనద్రవములును, కొన్ని ఇంధన వాయువులును ఉష్ణోత్పాదక ద్రవ్యములుగా ఉపయోగ పడును. పరమాణువు నుండి వెలువరించిన శక్తి కూడ ఉష్ణోత్పాదకముగా ఉపయోగించును.
వేరువేరు రకములగు ఈ ఇంధనములు ఆవిరి యంత్రములవంటి ముఖ్యచాలకములను, ఆవిరి పరివర్తములను (Steam turbines) నడపుటకు అవసరమైన ఆవిరిని ఉత్పత్తి చేయుటకు ఉపయోగపడును. లేదా అవియే ఇతరములగు ముఖ్య చాలకములను నడపగలవు. ఇంధన ద్రవములు తైలయంత్రములను నడపును. ఇంధన వాయువులు ముఖ్యచాలకములగు వాయుయంత్రములను, వాయువరీవ ర్తములను నడపగలవు. ఒక ముఖ్యచాలకము విద్యుత్ ఉత్పాదక యంత్రమును నడపును.
పైని చెప్పిన ఇంధనములలో బొగ్గు, పీడనజ్వాలా శైలము సర్వసాధారణమైనవి. అందుచే వానిచే నడచు విద్యుత్ ఉత్పాదక స్థావరములను గూర్చి ఇచట విపులముగా విచారించనగును. విద్యుత్తును ఉత్పత్తిచేయుటకు పరమాణుశక్తిని ఉపయోగించు విధానము ఇంకను స్థిర స్థాయికి రాలేదు. కాని అన్ని దేశములయందును అవలంబింపబడిన పక్షమున ప్రపంచములో బొగ్గు, నూనెల సరఫ
రాలో రానున్న కొరతను గూర్చి విద్యుత్ యంత్రచాలకులు బాధపడరు. భూమధ్య రేఖా ప్రాంతపు దేశస్థులును, ఎడారులు కల దేశస్థులును, సూర్యకిరణములనుండి విద్యుత్తును ఉత్పత్తిచేయు సమస్యను గూర్చి తీవ్రముగ ఆలోచన చేయగలరు.
విద్యుత్ ఉత్పాదకస్థావరముల యొక్క ప్రదేశము: బొగ్గుతో నడచునవియైనను, నూనెతో నడచునవియైనను ఉత్పాదక స్థావరముల నెచట నిర్మింపవలెను అను సమస్య కొంత విచారింపవలసియున్నది. విద్యుత్ శాఖలో విద్యుత్ భారములయొక్క గురుత్వ కేంద్ర మెచ్చటనుండునో ఆ స్థలము స్థావరమునకు ఆదర్శమైనది. దానివలన దీర్ఘమైన ప్రసార రేఖలను ఉపయోగించు అవసరము ఉండదు. ఈ యంశమునుబట్టి పట్టణములో జనసమ్మర్దముగలభాగము సరియైన ప్రదేశముగా కనబడును. కాని స్థలసంకోచమును బట్టియు భరింపరాని స్థలమూల్యమునుబట్టియు అది సాధ్యము కాకుండును. ప్రదేశమును ఎన్నుకొనుటలో ఈ దిగువ విషయములు ముఖ్యమైనవి.
- 1. స్థలము యొక్క ధర,
- 2. తగినంత చల్లనినీటి సరఫరా.
- 3. ఇంధనములు చవుకగా లభించుట, రాకపోకల సదుపాయములు,
- 4. కనీసముగ పౌరస్థాపత్యపు పనులుండుట.
- 5. బూడిదను పారవేయుటకు తగు సదుపాయములు,
- 6. గృహాది స్థావరములవలన కలుగు ఇబ్బంది పరిమితిగా నుండుట,
- 7. సిబ్బందికి నివాస గృహములు లభించుట.
పై వానిలో రెండవ యంళమునుబట్టి కావలసినంత చల్లని నీరు ఎడతెగక లభించు నది యొక్క ప్రక్కనో, తటాకము ప్రక్కనో స్థావరమును ఏర్పాటుచేయుట అవసరమగును. ఇది వీలు కానిచో నీటిని చల్లబరచు స్తంభములు నిర్మింప వలసియుండును. ఆరవ యంశమునుబట్టి విద్యాసంస్థలుగాని, కాపురముండు స్థలములుగాని చుట్టుపట్ల దగ్గరలో నుండుటకు వీలు లేదు. 5,6,7 అంశముల ప్రకారము స్థావరము చుట్టును చాలినంత ఖాళీస్థలము ఉండవలెను. నీటి సరఫరా నిచ్చు వసతి, పడవల రాకపోకలకు అనుకూలముకాని నది యైనచో, ప్రక్కగా రైలుమార్గములుండుట ఆవశ్యకము. రైలు మార్గములు బొగ్గునుపయోగించు యంత్రముల దగ్గరను కేంద్రముగనున్న గిడ్డంగుల దగ్గరను, బాయిలరు, వరీ పర్తము ఉన్న గృహములకు సంబంధించిన ఒక అఖాతము దగ్గరను ఆగిపోవలెను. పైనుండి బరువైన సరకులను దించు భారోత్తొలక యంత్రము (crane) యొక్క సహాయమున రైలుపెట్టెలనుండి సరకులు తీసికొనబడును. పట్టాలుగల వాహకముల ద్వారమున బొగ్గు బాయిలర్ల లోనికి రవాణా చేయబడును. ఈ ఏర్పాటుల వలన శరీర క్రమము మిక్కిలి స్వల్పమగు.
ఆవిరిచే నడచు విద్యుత్ ఉత్పాదక స్థావరములు : ఒక బాయిలరు గృహము, బొగ్గు, బూడిదను సంగ్రహించు యంత్రము అనునవి ఆవిరిచే నడచు విద్యుత్ ఉత్పాదక స్థావరమునకు ప్రత్యేకమైన చిహ్నములు. వీటితో సరియైన భాగములు పీడనజ్వాలాస్థావరమునకు ఉండవు.
తక్కువ నీటి మట్టముననున్న పెద్ద జలవిద్యుత్ యంత్ర విషయమున ఒకప్పుడును విద్యుత్ యంత్రకారునికిని, నీటిసరఫరా యంత్రకారునికిని మధ్య పెద్ద ఎత్తున నున్న నీటిని పంపకముచేయు విషయమున గొప్ప సమస్య ఏర్పడి నపుడును అవిరిచే నడచు విద్యుత్ స్థావరములు సహాయ విద్యుత్ స్థావరములుగా ఉపయోగపడును. జల విద్యుత్ స్థావరములతో పోల్చినపుడు అవిరిచేనడచు విద్యుత్ స్థావరముల పెట్టుబడివెల తక్కువ. కాని, ఇంధనముల ధర, పనివాండ్ర వేతనములు నడుపుటకగు ఖర్చు రెండింటను గూడ ఎక్కువగా నుండును.
ఇంధనము : బొగ్గు, నూనె, వాయువు అను వాటిలో దేనితోనైనను బాయిలర్లు మండునవిగా నుండవచ్చును. రైలుపెట్టెల మూలమున లేక తొట్టెలద్వారమున దగ్గరలోనున్న చిన్న బొగ్గుగనుల నుండి బొగ్గును గ్రహించు యంత్రము వద్దకు క్రమముగారవాణా చేయవలసి యుండును. దులిపి వేయం యంత్రసాధనములోనికి రైలు పెట్టెలు తీసికొని పోబడును. అచట ఒక వలయాకారపు చట్రము రైలుపెట్టెను గట్టిగా పట్టుకొనును. చట్రము, పెట్టెతోసహా గిరగిర తిరుగునట్లు చేయబడును. ఒక పండ్ల చక్రముద్వారమున విద్యుత్ మోటారువలన, ఆచట్రము తిరుగుచుండును. ఒక పెద్ద ఉక్కు తొట్టెలోనికిగాని. నిలువ చేయబడు తొట్టెలోనికి గాని, బొగ్గు పడిపోవును. అక్కడినుండి అది ఒక పట్టాగల వాహకముపైననో, చేద మోటపైననో పడి బాయిలరు గృహముయొక్క పైభాగమునకు తీసికొని పోబడును. అచట కదలుచున్న మరియొక పట్టాపై ఆ బొగ్గు పరచబడును. తోట్టెను ఎన్నుకొను సాధనముద్వారమున అది వేరు వేరుబాయిలరు తొట్టెలకు పంపబడును,
ప్రతీబాయిలరుయొక్క కొలిమియందును సమాన ప్రమాణముగల ముక్కలుగా కొట్టబడిన బొగ్గు వేయబడును. కొలిమికి ఒక తిరుగుడుపీట (1) అమర్చబడి యుండును. దాని ఒక కొననుండి కొలిమికి బొగ్గు చేర్చబడును. మరియొక కొనయందు బూడిదపడును. పీటను నడుపు మోటారు ఒక గాలి ఒత్తిడి సాధనమున కూడ నడుపుచుండును. దానివలన కొలిమికి గాలి సరఫరా యగుచుండును. విద్యుత్ ఉత్పాదక స్థావరము ఒక బొగ్గు గనికిదగ్గరగా నున్నచో, ఖర్చు తక్కువ అగును. ఎందుచేతననగా, బొగ్గు రవాణా విషయమున అగు ఖర్చులు కనీసమునకు తగ్గిపోవును. అందుచేతనే, మరియొక విధముగా ఉపయోగపడక, అమ్ముటకు పనికిరాక, పెద్ద మొత్తములుగా పడియుండు తక్కుపరకపు బొగ్గును ఉపయోగించు కొనుటకై ప్రత్యేకముగా కొన్ని స్థావరములను బొగ్గు గనులకు సమీపమున కట్టుదురు. అచట ఉత్పత్తియైన విద్యుత్తు ఆ గనులకేగాక, అచటి నివాసములకును, ఇంకను మిగిలినచో చుట్టుపట్లనున్న ప్రదేశములకును సరఫరా యగుచుండును. అట్టి స్థావరములకుండు ఒకే ఇబ్బంది ఏమనగా, దగ్గిరలో ప్రకృతిసిద్ధమగు నీరు లభించక పోవుటఛే నీటిని చల్లబరచు స్తంభములపై ఆధారపడవలసి వచ్చును. విద్యుత్ స్థావరమున ఉపయోగించు బొగ్గును ఎంచుకొనుటకు ముందు అది ఎంత ఉష్ణశక్తి నిచ్చునో, ఎంత బూడిద నిచ్చునో, దానిలో ఎంత కర్బన మున్నదో పరీక్షింపబడును. నిర్ణీతమగు ఒక విద్యుత్ ప్రమాణమును ఉత్పత్తిచేయుటకు ఎంత బొగ్గు కావలెనో దాని ఉష్ణశక్తిని బట్టి నిర్ణయింపబడును. ఆ బొగ్గు ఇచ్చు బూడిద యొక్క ప్రమాణమునుబట్టి దానిని గ్రహించు యంత్రము యొక్క పరిమాణమును నిర్ణయింపనగును. మసి, పొగల సమస్యలు బొగ్గులోనున్న కర్బనఆవిరిగాప్రమాణముపై ఆధారపడి యుండును. సరియైన తరగతికి చెందిన బొగ్గును ఈ విధముగా ఎంచి, ఆవిరిని ఉత్ప త్తిచేయుటకు ఉపయోగింతురు.
బాయిలరులో బొగ్గును చూర్ణము చేసికూడ వేయవచ్చును. ఆ స్థితిలో దానిని 'ఇంధన చూర్ణము' అందురు. వేడిగాలి. ప్రవాహము యొక్క సహాయముతో బొగ్గుపొడిని మంట మండుగదిలోనికి ప్రవేశ పెట్టుదురు. ఆ గదిలో బయలుదేరు అధిక ఉష్ణోగ్రత యొక్క ముమ్మరమువలన అది సంపూర్ణముగ జ్వలీకృతమగును. ఈ పద్దతిలో ఒకే లోపముగలదు. 60%--70% బూడిద పొగగొట్టములోని వాయువుల ద్వారమున పోయి గాలిలో చేరును. పొగ పోవు మార్గమున గ్రిట్… ప్రెసిపిటేటర్ ను ఉంచినచో అట్లు జరుగదు. ఈ విషయమున చక్కగా పనిచేయుటకు విద్యుత్ స్థితిక (Electrostatic) అవశేప సాధనమును సామాన్యముగా ఉపయోగింతురు.
నూనెతో గాని, వాయువుతో గాని మండు బాయిలర్లలో కొలిమి యొక్క అడుగు భాగమునను, గోడల యందును తగిన స్థలములలో పెక్కు బర్నర్లు అమర్చబడి వానిగుండ పరమాణువులుగా చేయబడిన ఇంధనము గాని, వాయువుగాని కొలిమిలో ప్రవేశించి యుండును.
ఆవిరికి కావలసిన నీరు, చల్లబరచు నీరు:ఆవిరిగా మార్చుటకు స్వచ్ఛమైన నీరు అవసరము. ఆదర్శప్రాయ మైన స్వచ్ఛజలము అవసరము అగుటయే గాక దానికి ఎక్కువ ధనవ్యయము కూడ అగును. శాశ్వత కాఠిన్యము గాని, తాత్కాలిక కాఠిన్యము గాని లేనిదియు, బాయిలర్లలోను, గొట్టములలోను పొలుసులు, పెంకు కట్టనంత స్వచ్ఛముగా నుండునదియు అగు నీరు కావలెను. ఆమ్లత్వముగల నీరు బాయిలర్లను తినివేయును. అందుచే సహజమైన నీటికి రసాయనిక ప్రక్రియలతో పైన జెప్పిన స్వచ్ఛత కలుగునట్లు చేయుదురు. సున్నమును కలిపి అవక్షేపమును వడపోయు టచే గాని, సహజముగా దొరకు 'జియొలైట్సు' అను కొన్ని సమ్మేళన పదార్థములద్వారమున వడపోసిగాని నీటి కాఠిన్యమును తీసివేయుదురు.
బాయిలర్లలో ఆవిరి తయారగును. అది వ్యాకోచము నొంది, వరీన ర్తములలో పనిచేసినతరువాత ద్రవీకరణము చేయబడును. ద్రవీకరణమునొందిన నీరు తిరిగి బాయిలర్ల
లోనికి పంపబడును. ఈ నీరు మొదట తీసికొనబడిన నీటితో సమానముగా నుండదు. కారిపోవుటవలనను, ఆవిరి యగుట వలనను, కొంత ఆవిరి సహాయ కార్యములకు ఉపయోగపడుటవలనను ఆ నీటిలో కొంత తరుగుట సంభవించును. ఈ తరుగు రాసాయనిక చర్య చేయబడిన నీటిచే భర్తీ యగును. అది మొత్తము ఉపయోగపడు నీటిలో సుమారు 10 శాతము ఉండును.
ద్రవీకరణ యంత్రములలో ఆవిరి ద్రవీకరణము చేయబడును, చల్లనినీరు ప్రవహించు గొట్టముల చుట్టును ఆవిరిని పంపుటవలన ఆక్రియ జరుగును. ఈ చల్లని నీరు, ప్రక్కనున్న సరస్సు, లేక నది, లేక సముద్రమునుండి గొట్టములద్వారమున పంపబడును. అట్టి సమయముల యందు స్థిరముగా అమర్చబడి. పరిభ్రమించుచుండు జల్లెడల ద్వారమున నీరు ప్రవహించుచుండుటచే ఆ గొట్టములలోనికి మట్టిగానీ, చేపలుగాని రాకుండ ఆటంక మేర్పడును.
అట్టి నీటివసతిలేని సమయమున, ఆవిరిని ద్రవీకరణము చేయుటకు చుట్టును ప్రవహించుచున్న నీరు వెచ్చబడుటచే, చల్లబరచు పెద్ద స్తంభములలో దానిని చల్లబరచి మరల ఆవిరి గొట్టముంచుట్టును పంపుదురు. నీటిని చల్లబరచు స్తంభములు పెద్దవిగా, నిలువుగా, కొయ్యతోగాని, కాంక్రీటుతోగాని నిర్మింపబడును. అడుగు భాగమున నుండి స్తంభము లోనికి గాలి ప్రవేశించును. చల్లబరచవలసిన నీరు స్తంభములపై నుండి ఆగిఆగి తుంపరలుగా చిమ్మబడు చుండును. స్తంభములో పైకివచ్చు గాలి ఆ నీటి జల్లును తాకినపుడు నీరు చల్ల బడును. ఈ నీటియొక్క ఉష్ణోగ్రత వాతావరణము యొక్క ఉష్ణోగ్రతతో సమానముగా నుండదు. అందుచే, కొంత ప్రమాణముగల ఆవిరిని ద్రవీకరణమొనర్చుటకు చల్లబరచు స్తంభములును, సమృద్ధిగా చుట్టును ప్రవహించు నీరును అవశ్యకములు. ఈ పద్ధతి వలనగూడ ఈ క్రియలో కొంత నీరు తరిగిపోవుచుండును. దానిని భర్తీ చేసికొనవలసియుండును.
బాయిలర్లు: బాయిలర్లు ఆవిరిని ఉత్పత్తిచేయును. అవి మేకులతో బిగింపబడిన లేక అతుకబడిన ఉక్కు పీపాలు. అవి జోడింపబడిన కొన్ని గొట్టములతో ఏర్పడి దీర్ఘముగా నుండుమ.. గొట్టములగుండ నీరు ప్రవహించుటకును,
బయట ఇంధన వాయువులు మండుటకును ఏర్పాట్లుగల బాయిలర్లు 'నీటిగొట్టపు బాయిలర్లు' అనబడును. గొట్టములలో మండుచున్న వాయువులును, వాని చుట్టు నీరును ఉన్న బాయిలర్లు 'నిప్పుగొట్టపు బాయిలర్లు' అనబడును. నీటి గొట్టపు బాయిలర్లే సామాన్యమైనవి. ఏ బాయిలరునకైనను జలప్రవేశద్వార మొకటి, ఆవిరిని విసర్జించుద్వార మొకటి, పరీక్షారంధ్ర మొకటి, మురుగు గుంట యొకటి (Man-hole) ఉండును. ప్రతిబాయిలరునకును నీటిని, ఆవిరియొక్క ఒత్తిడిని కొలుచు సాధనములు, ప్రమాదరక్షణముకొరకు హెచ్చరికలు అమర్చబడి యుండును.
ఉత్పత్తి చేయవలసిన విద్యుత్తుపైనను, యంత్రము భరింపగల శక్తి పైనను అమర్చవలసిన బాయిలర్ల సంఖ్యయు వాని ఉత్పాదక శక్తియు ఆధారపడి యుండును. బాయిలర్ల కన్నిటికిని ఒకే ముఖ్యమగు ఉమ్మడి అవిరిగొట్టముతో సంబంధ మున్న యెడల, ఆ గొట్టమునుండి ఆవిరి వరీవర్తములలోనికి సరఫరా యగుచుండిన యెడల, అవసరమును బట్టి ఉన్న బాయిలర్ల సంఖ్య తగ్గించవచ్చును. కాని, ఒకే బాయిలరు, ఒకే వరివర్తముగల స్థావరమున అదే పరిమాణము గల బాయిలరు మరియొకటి అక్కరకొరకు ఉండవలెను. అదనపు బరువులను భరించుటకొరకును మరమ్మతులు, సంరక్షణము పని మున్నగు వాటికొరకును, యంత్రమునకు నిలువు ఊత అమర్చవలెను. బాయిలర్లు ఎల్లప్పుడును ఉష్ణమును బయటికి పోనీయని పదార్థముతో పూతపూయబడి యుండును. దీనివలన ఉష్ణము తగ్గిపోవు చుండుటకు అవకాశములు తక్కువ అగుటయేగాక, బాయిలర్ల సమర్థతకూడా అభివృద్ధియగును.
బూడిదను గ్రహించు యంత్రము: ఒక పెద్ద విద్యుత్ ఉత్పాదక స్థావరమునుండి ఉపయోగించిన బొగ్గులో 10 మొదలు 20 శాతము వరకు బూడిద రావచ్చును. అది సంవత్సరమునకు 60,000 టన్నుల వరకు ఉండవచ్చును. ఈ విషయమును తెలిసికొనినచో ఆ బూడిదను స్థావరము నుండి తొలగించుట కొంత ముఖ్యమని తేలును. బూడిదను, దుమ్మును గ్రహించుట, అను సమస్య, ప్రత్యేకముగా వాటిని తొలగించుట స్థావరము యొక్క ప్లానులో ఎక్కువ ముఖ్యమైన యంశములు. బూడిదను గ్రహించుట.
తడిపద్ధతి, పొడిపద్ధతి అను రెండు ముఖ్యమైన పద్ధతులుగా నుండును. పొడి పద్ధతిలో తిన్నగా కొలిమి అడుగుభాగమున నుండియే బూడిద పెట్టెలలో నింపబడును. ఆ పెట్టెలు చుట్టుపట్లనున్న నిమ్న ప్రదేశములో పోయుటకొరకు చిన్న అయోమార్గముపై తీసికొనిపోబడును. అట్టి బూడిదలో చాల సేపు వరకు మండుచున్న బొగ్గులుకూడ ఉండుటకు అవకాశము కలదు. ఆబొగ్గులు ఆరిపోయిన తరువాత మరల బూడిదను తీసివేయవలెను. బూడిదను గ్రహించుయంత్రము స్థావరమునకు గాలి కొట్టుచున్నవై పున ఉండునట్లు చూడవలెను. రోడ్లపై పరచుటకును, పెద్దగోతులు పూడ్చుటకును బూడిద ప్రధానముగా ఉపయోగించును. అంతేగాక, విద్యుత్ ఉత్పాదక స్థావరమును ఆనుకొని సముద్రమున్నచో పెద్ద పడవల (Barges) సహాయమున బూడిదను సముద్రపు నీటిలో అడ్డుగా వేయవచ్చును.
తడిపద్ధతిలో తీసికొనిపోవలసిన స్థలమునకు రవాణా చేయుటకుముందు బూడిదను నీటితో చల్లార్చుదురు. ఏ పద్ధతి ప్రకారము బూడిదను గ్రహించినను, యంత్రము బూడిదచే గీట్లు గీచుకొనిపోకూడదు. అది స్వల్పముగా విద్యుత్తును ఉపయోగించుచు బూడిదను హెచ్చురేటున గ్రహించునదిగా ఉండవలెను.
ఆవిరి ఇంజనులు, ఆవిరి పరివర్తములు (Steam boilers and steam turbines): ఇవి బాయిలరు నుండి వచ్చు ఆవిరిచే నడచు ముఖ్య చాలకములు, ఆవిరి ఇంజనులకు బదులు విశేషముగా పరివర్తములు ఉపయోగ పడుచుండుటచే, అవి ఇప్పుడు వాడుకలో లేవు. పరీవర్తమునకు ఒక కాండమును, వెక్కు చక్రములును ఉండును. ఆ చక్రముల అంచులయందు అధిక సంఖ్యలో వంపు తిరిగిన ఆకులు అమర్చబడియుండును. ఆ ఆకులపైన ఆవిరిని పంపినపుడు కాండము పరిభ్రమణము చేయును. సెకండునకు 500 పరిభ్రమణములు చేయు అత్యధిక వేగముగల పరివర్తములు గలవు. కానీ అట్టి హెచ్చు వేగముగల వరీవర్తములు విద్యుత్ ఉత్పత్తికి ఉపయోగకరములు కావు. ఎందుచేత ననగా, ఒక ఏకాంతరీకము (Alternator) యొక్క అత్యధిక వేగము నిమిషమునకు 3000 పరిభ్రమణములు. హెచ్చు పీడనముతో హెచ్చు ఉష్ణోగ్రతతో బాయిలర్లనుండి వచ్చిన అవిరి, వరీవర్తములలో వ్యాకోచమునొంది, తరువాత తిరిగి ద్రవీకరణసాధనములలో ద్రవీకరణము నొందును. వరీవ ర్ములలోనికి ఆవిరి పోయినపుడు, అవి దానికి పీడనము - వేగము కలుగజేయు విధానమునుబట్టి వరీవర్తములు వర్గీకరింపబడినవి. వరివర్తములలో కొన్ని ప్రేరణకు సంబంధించినవి. కొన్ని ప్రతిక్రియకు సంబంధించినవి. వాటిలో మరల పీడనము కలవి, వేగముకలవి, పీడన వేగముల సమ్మేళనము కలవి అను ప్రవిభేదములు కలవు.
వరీవ ర్తముల సంఖ్య, వాటికి ఉండదగిన సామర్థ్యము అను విషయములను నిశ్చయించుటకు ముందు ఆ యంత్రమున కెంత ఊతమున్నదో పరిశీలించవలెను. మొత్తము యంత్ర భాగములో మూడవవంతు మరమ్మతులు చేయించుట కొరకును, పరీక్షించుటకొరకును ఏ వేళయందైనను విరామముండునట్లు ప్లాను వేసికొనవలెను.
పరీవర్తము యొక్క సామర్థ్యము, దానియొక్క ఫలోత్పత్తి దాని ఆకులపై సూటిగా ఆధారపడియుండును. అందుచే వాటిని చాల జాగ్రత్తతో నిర్మించి, నిర్వహించవలెను. వరీవర్తములకు హెచ్చు వేగములు, విస్తారమగు ఫలోత్పత్తులు కావలసినచో చక్కని యోజన, చక్కగా కందెనచేయు పద్దతులు అవసరము. పరీవర్తము యొక్క వేగము, కావలసిన ప్రమాణమున “శాసకుని "చే స్థిరముగా నుంచబడును.
ద్రవీకరణ యంత్రములు : ద్రవీకరణ యంత్రములు పెద్ద స్తూపాకారపు తొట్లు, వాటిలో అన్వాయామముగా (Longitudinal) అమర్చబడిన గొట్టములుండును. ఆ గొట్టములలో చల్లనినీరు ప్రవహించుచుండును. గొట్టముల చుట్టును ఆవిరి ప్రవేశ పెట్టబడి, నీరుగా ద్రవీకరణము చేయబడును, ఆనీరు అడుగు భాగమునకు దిగజారి, ద్రవీకరణ యంత్రమునుండి బయటకు తీయు గొట్టము ద్వారమున వచ్చును. దానిలో కలిగిన తరుగు, రసాయనిక క్రియ జరిగిన నీటితో భర్తీ చేయబడి, అది మరల ఆవిరిని ఉత్పత్తి చేయుటకు బాయిలరులోనికి పంపబడును.
చల్లగానున్న నీరు ద్రవీకరణము కావలసిన నీటితో కలియదు. కాబట్టి అది స్వచ్ఛముగా నుండనవసరము లేదు. పైని సూచించినట్లు, గొట్టములలో అడ్డపడు కుళ్ళు
గాని, చేపలు గాని ఉండరాదు. ద్రవీకరణ యంత్రములు గాలిని లోనికి చొరనీయకుండ ఉండవలెను. ఎందుచేతననగా, ఆవిరితో గాలి కలసిన యెడల దానిని గొట్టముల ద్వారమున పంపుట అసాధ్యమగును.
ఆవిరిచే విద్యుత్తును ఉత్పత్తిచేయు స్థావరముల యొక్క సహాయక సాధనములు : విద్యుత్ ఉత్పాదక స్థావరమును నడపుటకు పైన వర్ణించిన పెద్ద యంత్ర సామగ్రితోపాటు పెక్కు సహాయక సాధనములు కావలెను. వాటిని విద్యుత్తు చేగాని అవిరిచేగాని నడపవచ్చును. ఆవిరిచేయు నీటిగొట్టములు, జలతాపకములు, ఆవిరికి ఉష్ణోగ్రత నిచ్చు అధితాపకములు (Super heaters) అన్నిటి కంటే ముఖ్యమైన సహాయక సాధనములు. కందెన చేయు నూనె గొట్టములు, ఉద్వాహికలు, భారోత్తోలక యంత్రములు (cranes) తరువాతి ముఖ్యమైన సహాయక సాధనములు. ముఖ్యయంత్రమును నడపుట ఎంత ముఖ్యమైన పనియో సహాయక సాధనములను నడపుటకూడ అంత ముఖ్యమైన పనియే. ఎందుచేతననగా, అవి పనిచేయక ఆగిపోయినచో, వినియోజకులకు సరఫరాయగు విద్యుత్తునకు భంగము కలుగును.
పీడన విద్యుత్ ఉత్పాదక స్థావరములు: డీసెల్ (పీడనముచే నడచు) ఇంజనుచే నడుపబడు ఉత్పాదక యంత్రములను గొప్ప సామర్థ్యముతో అధికోత్పత్తి చేయుట కొరకై నిర్మించుటకు వీలులేదు. విద్యుత్ అవసరములు చాల స్వల్పముగానుండు గ్రామవిద్యుత్పూరణమునకుగాని, పెద్ద జలవిద్యుత్ స్థావరములందో ఆవిరిస్థావరములందో, ఉన్నత భారములను నిర్వహించుటకు గాని ఉపవిద్యుత్ స్థావరములుగా అవి ఉపయోగపడును.
పీడన విద్యుత్ ఉత్పాదక స్థావరముల వలన ఈ క్రింది ప్రయోజనములు చేకూరుచున్నవి.
- 1. స్థాపనకు, నిర్వహణమునకు ఖర్చు తక్కువ అగుట.
- 2. పెద్ద ప్రమాణములో చల్లనినీరు అవసరము లేకపోవుట.
- 3. స్థావరము తక్కువ వ్యవధిలో పనిచేయుటకు ప్రారంభింపకలుగుట.
- 4. హెచ్చు ఉష్ణసామర్థ్యము చేకూరుట; ఉత్పత్తియైన మూలప్రమాణ శక్తికి కావలసిన నూనెబరువు తక్కువగుట.
- 5. పీడన జ్వాలా తైలము యొక్క వెల తక్కువగుట.
వీటివలన కొన్ని అనర్థములుకూడ కలవు. ఉదా. వరీవర్తచక్రములను త్రిప్పుటకు ఉత్పత్తియైనశక్తి ముందు వెనుకలకు మారుచు చాలఅసమముగా నుండును. అందుచే యంత్రము నడచునపుడు ఏకాంతరికమునకు కుదుపులు కలుగును. డీసెల్ ఇంజను యొక్క ఏకాంతరీక వర్గము యొక్క వేగము అందుచే తక్కువగానుండును. దానిని బట్టి ఖర్చు అధికముగా నుండును.
ఉత్పాదనము :
ఏకాంతరీకములు (Alternators) : ఏకాంతరములగు విద్యుత్ ప్రవాహములను ఉత్పత్తిచేయు యంత్రములు 'ఏకాంతరీకములు' అనియు, ఋజువిద్యుత్ ప్రవాహములను ఉత్పత్తిచేయు యంత్రములు 'డైనమోలు' అనియు అనబడును. ఆధునిక విద్యుత్ స్థావరములు ఏకాంతరములగు ప్రవాహములను ఉత్పత్తిచేయును. ఎందుచేతననగా, వాటి ద్యుశక్మతలను (voltages) ఒక ప్రమాణమునుండి మరియొక ప్రమాణమునకు సులభముగా మార్చుటకు ఏలగును.
ఏకాంతరీకమునుండి ఉత్పత్తియగు విద్యుత్తు, పరీవర్తమునకు సరఫరా అయిన ఆవిరిపైనను, నూనె యంత్రమునకు సరఫరా అయిన నూనెపైనను ఆధారపడి యుండును. స్థిరమైన సంఖ్యగల ప్రవాహములను ఉత్పత్తి చేయుటకు ఈ యంత్రములు స్థిరమైన వేగములతో తిరుగవలసి యుండును.
'ఎక్సైటర్' అనబడు ఋజువిద్యుత్ ప్రవాహమును ఉత్పత్తి చేయుయంత్రము ఏకాంతరీకమునకు అన్నిటికంటే ముఖ్యమగు సహాయక సాధనము. ఏకాంతరీకము యొక్క తిరుగుడుచక్రముపై నున్న విద్యుదయస్కాంతములకు బలమునిచ్చుట దానిపని, అది పరివర్తము యొక్క కాండముతో గూడ జతచేయబడియుండును. ఏకాంతరీకము పనిచేయుచున్నపుడు చాల ఉష్ణము బయలు దేరును. చల్లబరచుటకొరకు ప్రత్యేకముగా ముఖ్యకాండమునకు అమర్చబడిన తిరుగుడు పంఖా మూలమున ఆ వేడిమి గాలిలోనికి చెదరిపోవును.
ఉత్పాదక యంత్రమునకు స్వేచ్ఛగా గాలి తగులు చుండుట చాల ముఖ్యమైన విషయము. గాలి, బాగుగా తగులుచుండినచో దాని ఉత్పాదక శక్తి 20% వరకునుఎకువ చేయుటకు వీలగును, గాలికి బదులు ఉదజని వాయువును కూడ ఉపయోగింపవచ్చును. దానివలన ఏకాంతరీకము యొక్క ఫలోత్పత్తి చాలఎక్కు వగునట్లు గమనింపబడినది.
అదే భారమును సరఫరాచేయుటకై కొన్ని ఉత్పాదక యంత్రములను నడపవలసి వచ్చినపుడు వాటికి ఒకే ద్యుశక్మతలు (voltages), వేగములు ఉండునట్లు చూచుట అవసరము. ఈ క్రియ 'ఏక' కాలిక సంభవము అనబడును.
ఉత్పాదక యంత్రములు ఒకేదశ కలవిగను లేక మూడు దశలు కలవిగను ఉండవచ్చును. ఒకేదశ కలవాటిని దీపములు వెలిగించుటకు, పంభాలు తిరుగుటకు, తాపకములు మొదలైనవాటికి విద్యుత్తును సరఫరా చేయుటకు ఉపయోగింతురు. మూడు దశలు కలవానిని కర్మాగారములకును, పెద్ద మోటారులకును ఉపయోగింతురు. ఏకాంతరములగు ప్రవాహముల నుండి పరివర్తకములు, సవరణచేయు సాధనముల సహాయముచే సూటియగు ప్రవాహములు ఉత్పత్తిచేయవచ్చును.
స్విచ్చి పండ్లచక్రము (Switch Gear): ఒక విద్యుత్ ఉత్పాదకస్థావరము, చుట్టుపట్టులలో నున్న ఉపస్థావరము లకు విద్యుత్తును పంపుచుండును. అందుచే విద్యుత్ గృహము నుండి పెక్కు ఉపస్థావరములకు ప్రసరణము జరుగవలసి యుండును. ఈ ఉపస్థావరములకు ఒక స్విచ్చి పలకపై విద్యుత్తు పంచి పెట్టబడును. దానిపై ఏ దోషములైన ఉన్నచో వాటినుండి ఒక వలయచ్ఛేదకము ద్వారమున ప్రతి ఉపస్థావరమును రక్షింపబడుచుండును. ప్రతి ఉప స్థాపరము యొక్క ప్రవాహమును, ద్యుశక్మతను, విద్యుత్తును కొలచుటకు స్విచ్చిపలకపై చాల మాపకము లుండును. స్విచ్చి పండ్లచక్రమును ఎన్నుకొనుటలో అనేక అంశములు పరిగణింపబడును. వాటిలో నమ్మకము, నిరపాయత, సామాన్యత, వెల అనునవి ముఖ్యమైనవి.
రక్షణోపాయములు (సాధనములు): అసాధారణ పరిస్థితులలో ఏదైన నష్టము జరుగకుండ ప్రతియంత్రమున కుమ రక్షణ నీయవలసియుండును. రక్షణ సాధనములు విద్యుత్ ఉత్పాదక స్థావరములో అమర్పబడినంతమాత్రమున అసాధారణ పరిస్థితులు సంభవింపకుండునని కాదు. సంభవించినచో జరుగు నష్టము అల్పముగానుండును.
ఏకాంతరీకములపై అత్యధిక భారము పడుట, ప్రసాద రేఖలపై హ్రస్వవలయములు (Short Circuits) అగుచుండుట, భూమిలోనికి స్రవించుట అనునవి అసాధారణ పరిస్థితులు. 'రిలే' లు అనబడు కొన్ని సున్నితమగు సాధనములు కలవు. అవి అసాధారణ పరిస్థితులలో వాహకముల ద్వారమున ప్రవహించు అదనపు ప్రవాహములపై ఆధారపడి పనిచేయుచుండును. అవి తిరిగి వలయచ్ఛేదకములను నడుపుచుండుటగాని, లేక ఆవిరి సరఫరాను నిలిపివేయుట గాని చేయును. పనిచేయుచున్న 'రిలే' హెచ్చరికను గూడ ఇచ్చును. దానినిబట్టి స్విచ్చి పలక దగ్గర నున్న వాడు తప్పు జరిగిన స్థానమును గుర్తించి దానిని సరిదిద్దుటకు వెళ్ళగలడు. పూర్వము రిలేలు విద్యుత్ అయస్కాంతపు సూత్రము పై మాత్రమే పనిచేసెడివి. "పైలట్ తీగలు" అనబడు ప్రత్యేకమగు తీగల ద్వారమున తప్పు ప్రవాహములు రిలేకు తీసికొనిపోబడుచుండెడివి. రిలేను నడపుటలో క్రొత్త విద్యుదణుసంబంధ తంత్రములు, రేడియో తరంగములు, ప్రాతపద్ధతులను వెనుకకు త్రోసినవి. కాని, యంత్ర ప్రపంచమున తగినంత అనుభవమున్న మానవునికి “రిలే"యే పాడై పోయినచో చేయదగునదేమి అను సందేహము బయలుదేరును. అట్టి పరిస్థితులను ఎదుర్కొనుటకై రిలే నిగ్రహములను (controls) మనుష్య నిగ్రహములచే ద్విగుణీకరించుట ఎల్లప్పుడును మంచిది. అప్పుడు రక్షణ వృద్ధియగును.
రక్షణ సాధనము లిప్పుడు హెచ్చుగా అభివృద్ధి చేయబడి, అతిసున్నితములుగా నున్నవి. ఏకాంతరీకములు, పరివర్తన యంత్రములు, ప్రసార రేఖలు, వినియోజకోవ కరణములు మున్నగు అన్ని రకములయంత్రములకు గూడ రక్షణ నొసగునట్లుగా అవి తయారుచేయబడుచున్నవి.
ఏదైన స్వల్పదోష మున్నప్పుడు రక్షణ సాధనము, దోషముగల భాగమునే ఆ వలయమునుండి మినహాయించవలెను గాని, ఆ స్థావరమునంతటిని మూసివేయకూడదు. ఈ లక్షణము "వివేచనము" అనబడును. ఆ రక్షణ సాధనము శీఘ్రముగా పనిచేయునదిగాను, పూర్తిగా నమ్మదగినదిగాను, ఉండవలేను.
విద్యుత్ ఉత్పాదనము యొక్క ఆర్థికస్థితి : విద్యుత్ ఉత్పాదక స్థావరమున కగు పాలుసరి మొత్తము ఖర్చు మూడు పద్దులుగా నుండును. స్థాపన యొక్క పరిమితితో గాని, ఉత్పత్తియైన శ క్తితోగాని సంబంధములేక, ఉన్నతో ద్యోగుల వేతనములు, స్థలము యొక్క ప్రధానమూల్యము వంటి కేంద్రనిర్మాణమున కగు స్థిరవ్యయము ఒక పద్దు. యంత్రసామగ్రి మూల్యము, భవనముల మూల్యము, నిర్వహించు యంత్రసాధక శాస్త్రజ్ఞుల వేతనములు, సిబ్బందిని పోషించుటకగు ఖర్చు.. ఇత్యాది స్థావరస్థావనకు తగిన అర్ధనిర్ధారిత మైన వ్యయము రెండవపద్దు. మూడవ పద్దులో చేరు ఖర్చు ఉత్పత్తియైన శక్తికి అనురూపముగా నుండును. ఇది ముఖ్యముగా ఇంధనములు, నీరు, కందెన తైలము వెల, పనివాండ్ర వేతనములు అను వాటిపై ఆధారపడి యుండును.
సరఫరాచేయు కంపెనీ, ఈ మొత్తము ఖర్చును వినియోజకుల నుండి వసూలు చేయవలసియున్నది. సరఫరాచేసిన విద్యుత్తునకు వినియోజకులనుండి వెలను తీసికొనుట సుంకముల వసూలు (Tariff) అనబడును. ఈ వసూలు న్యాయమైనదిగా నుండవవలెను. అనగా, అది కంపెనీనుండిగాని వినియోజకునినుండిగాని అధికముగా వసూలు చేయబడకూడదు. ఇందు నిమిత్తమై రెండు భాగములుగల సుంకములపట్టి తయారుచేయబడినది. వినియోజకునిచే కోరబడిన విద్యుత్ ప్రమాణమునకు తగినట్లుండు స్థిరమైన వెల ఒక భాగమందును, వినియోజకుడు ఉపయోగించిన శక్తికి అనురూపముగా నుండు వెల మరియొక భాగమందును ఉండును.
మొత్తము ఖర్చు స్వల్ప సామర్థ్యముగలిగి ఆవిరిచే పనిచేయు స్థావరములు భరింపలేనంత హెచ్చుగా నుండును. పీడనముచే పనిచేయు (diesel) స్థావరములలో అది స్థాపిత పరిమితికి తగినదిగా నుండును. ఇంధనములకగు ఖర్చుకూడ తక్కువగా నుండును. కాని డీసెల్ స్థావరముల నిర్వహణమున కగు ఖర్చు ఎక్కువగా నుండును.
ముగింపు : నీరు లభించనిచోట ఉష్ణ విద్యుత్ ఉత్పాదక స్థావరములు (Thermal Power Stations)ఆవశ్యకము అగుచున్నవి. కాని, జలవిద్యుత్ స్థావరములలో పెద్ద పెద్ద విద్యుత్ శ్రేణులను ఉత్పత్తిచేయుట, ఆధునిక మగుపోకడ. అచట జలపాతశక్తి వినియోగింపబడి, అది దూరప్రదేశములకు హెచ్చు దుశక్మతలుగల ప్రసార రేఖలద్వారమున పంపబడును. ఈ దృష్టితో చూచినపుడు, ఉష్ణస్థావరముల ఆవశ్యకత ఉండదు. కాని, జలవిద్యుత్ స్థావరములలో సంవత్సరము పొడుగునను సమానముగా విద్యుత్ ఉత్పాదనము జరుగదు. ఎందుచేత ననగా కొన్ని ఋతువులలో తక్కువ నీరుండును, కొన్ని ఋతువులలో నీరు హెచ్చుగా నుండును. తక్కువ నీరు ఉండు ఋతువులలో విద్యుత్తును పరిపూర్తి చేయుటకు ఉష్ణ విద్యుత్ స్థావరములు కావలెను. అంతేగాక, బొగ్గుగనుల దగ్గర తక్కువ తరగతికి చెందిన బొగ్గు లభించుచోట్ల ఉష్ణస్థావరములను నిర్మించుట లాభకరము.
అందువలన పరమాణుశక్తిని ఉత్పత్తిచేయుట, సూర్యకిరణ ప్రసరణమును వినియోగించుట, ఫలవంతములగు నంత వరకు ఉష్ణస్థావరములు అభివృద్ధి చెందుటకు మంచి అవకాశము కలదు. మన దేశములోనున్న అన్ని జల విద్యుత్ స్థావరములు, ఉష్ణవిద్యుత్ స్థావరములు సక్రమముగా పరస్పర సంబంధము కలిగి విద్యుత్ జాలము (Power grids) లేర్పడినపుడు అన్ని శాఖలయందును పారిశ్రామిక అభ్యున్నతి వేగముగా కలుగగలదని మనము ఆశించవచ్చును.
కే. వి. పి. రం.