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हाल के वर्षों में, एकल शाफ्ट के उपयोग के चक्र विद्युत संयंत्रों संयुक्त तेजी से अमेरिका में बढ़ गई है बहु शाफ्ट विन्यास कुछ में लाभप्रद हैं परिदृश्यों-उदाहरण के लिए, जब लेआउट लचीलापन या चरणबद्ध स्थापना कर रहा है की जरूरत-एकल शाफ्ट डिजाइन सिद्ध कर दिया है बिजली संयंत्र मालिकों और ऑपरेटरों के लिए एक अत्यधिक कुशल और लागत बचाने का विकल्प बनें जो उनकी संपत्ति के मूल्य को अधिकतम करने की मांग कर रहे हैं।
सिंगल-शाफ्ट बनाम एक्सएनएनएक्स एक्स एक्सएनएनएक्स मल्टी-शाफ्ट
एक एकल शाफ्ट विन्यास में, दोनों प्रधानमंत्री मूवर्स (गैस और भाप टरबाइन) एक शाफ्ट एक तुल्यकालिक आत्म स्थानांतरण (एसएसएस) क्लच से जुड़े हुए लाइन पर हैं, और वे एक एकल, आम जनरेटर (चित्रा 1) ड्राइव। एक सामान्य जनरेटर से परे, एकल-शाफ्ट कॉन्फ़िगरेशन में पौधे का संतुलन (बीओपी) सिस्टम भी सुसंगत होता है जिसके परिणामस्वरूप कम व्यक्तिगत घटक होते हैं। यह मल्टी-शाफ्ट कॉन्फ़िगरेशन के विपरीत है, जहां भाप और गैस टर्बाइन अलग-अलग शाफ्ट लाइनों पर हैं, अलग-अलग बीओपी सिस्टम द्वारा समर्थित हैं, और अपने स्वयं के स्वतंत्र जनरेटर चलाते हैं।

दो बिंदुओं के बीच सबसे छोटी दूरी एक सीधी रेखा है। एक सिंगल-शाफ्ट कॉन्फ़िगरेशन का अर्थ है कि एक गैस पर टर्बाइन और स्टीम टर्बाइन दोनों व्यवस्थित होते हैं और उसी जनरेटर को ड्राइव करते हैं। सौजन्य: सीमेंस

ग्रिड और कम बीओपी उपकरणों से जुड़े एक जनरेटर होने के कारण सिंगल-शाफ्ट व्यवस्था के लिए वित्तीय, परिचालन और पदचिह्न फायदे प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, एक जनरेटर का मतलब बस नलिकाओं का एक सेट है, और एक जेनरेटर ब्रेकर, जेनरेटर स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर और स्विचयार्ड। कई मामलों में, बहु-शाफ्ट डिजाइन की बजाय एकल-शाफ्ट व्यवस्था चुनने से संयंत्र के लिए 3% से 5% तक पूंजी व्यय बचत हो सकती है।
पौधों की दक्षता में एक छोटा सा लाभ भी हासिल किया जा सकता है, क्योंकि एक बड़े जनरेटर में आमतौर पर दो छोटे से थोड़ा अधिक दक्षता होती है। सिंगल-शाफ्ट कॉन्फ़िगरेशन को कम यांत्रिक कनेक्शन की भी आवश्यकता होती है, जो कम नुकसान में अनुवाद करता है। इसी प्रकार, एलओपी सिस्टम जैसे ल्यूब ऑयल सिस्टम के सरलीकरण के परिणामस्वरूप कम रखरखाव, उच्च उपलब्धता और कम सहायक बिजली की मांग हो सकती है। सिंगल-शाफ्ट कॉन्फ़िगरेशन में मल्टी-शाफ्ट की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट डिज़ाइन होता है, जिससे पौधे के लिए एक छोटे पदचिह्न की ओर अग्रसर होता है। उदाहरण के लिए, शोर या मौसम प्रतिबंधों के कारण, यह उन साइटों पर विशेष रूप से फायदेमंद है जहां उपकरणों को किसी भवन के भीतर संलग्न किया जाना चाहिए।
विशिष्ट व्यवस्था आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए बहु-शाफ्ट कॉन्फ़िगरेशन को प्राथमिकता दी जाती है या जब गैस टरबाइन का निर्माण किया जाता है और संयुक्त चक्र विकास से पहले महीनों या वर्षों का संचालन किया जाता है।
2 एक्स सिंगल-शाफ्ट बनाम 2 x 1 मल्टी-शाफ्ट
पारंपरिक 2 x 1 कॉन्फ़िगरेशन के विकल्प के रूप में दो सिंगल-शाफ्ट पौधों का भी उपयोग किया जा सकता है। प्रत्येक गैस टरबाइन के लिए एक भाप टरबाइन के साथ, एकल-शाफ्ट कम लोड परिदृश्यों में उच्च दक्षता प्रदर्शित कर सकते हैं (यानी, जब केवल एक गैस टरबाइन ऑपरेशन में होता है)। यह भी एक मामला है जब एक से दो गैस टरबाइन ऑपरेशन में स्विचिंग। ऐसे मामलों में, प्रत्येक गर्मी वसूली भाप जनरेटर (एचआरएसजी) अपने स्वयं के भाप टरबाइन के लिए भाप पैदा करता है। नतीजतन, पहले एचआरएसजी से टरबाइन जाने वाले भाप के साथ मिश्रण करने से पहले स्टीम तापमान और दबाव से मेल खाने के लिए बाईपास ऑपरेशन में दूसरा एचआरएसजी लाने की आवश्यकता नहीं है।
2 x सिंगल-शाफ्ट डिजाइन का एक अतिरिक्त लाभ यह है कि यह बिजली संयंत्र के स्थापना चरण के दौरान ट्रेनों के चरणबद्ध संयुक्त चक्र निर्माण के लिए अनुमति देता है। दो संयुक्त चक्र ब्लॉक होने के साथ, प्रत्येक एकल शाफ्ट पावर ट्रेन के साथ, उपलब्धता और रखरखाव के संबंध में फायदे भी प्रदान करता है, क्योंकि यह एक ट्रेन की सर्विसिंग के लिए अनुमति देता है जबकि दूसरा ऑपरेशन में होता है। कुछ मामलों में, यह बिजली संयंत्र ऑपरेटरों को बाजार की जरूरतों को अधिक प्रभावी ढंग से प्रतिक्रिया देने में सक्षम करेगा। इसके विपरीत, 2 x 1 कॉन्फ़िगरेशन में गैस टरबाइन के अलावा किसी भी घटक पर सेवा के लिए पूरे संयंत्र को ऑपरेशन से बाहर होना आवश्यक है।
1 x 1 बहु-शाफ्ट संयंत्र के लिए उल्लिखित वही लाभ 2 x 1 प्लांट-लेआउट लचीलापन और सरल चक्र गैस टरबाइन के चरणबद्ध निर्माण के लिए लागू होते हैं।
असली दुनिया के लाभ

संयुक्त चक्र संचालन के लिए एकल-शाफ्ट डिजाइन का उपयोग करने के लाभ वैश्विक स्तर पर विभिन्न साइटों पर प्रदर्शित किए जा रहे हैं

ब्रैडफोर्ड काउंटी, पेंसिल्वेनिया में हाल ही में पांडा लिबर्टी साइट (चित्रा 2), और पेंसिल्वेनिया के लीकिंग काउंटी में पांडा पैट्रियट साइट।

दोनों को 2016 में कमीशन किया गया था और मार्सेलस शेल गैस का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया ताकि वे अपने समुदायों को सबसे कुशल तरीके से पा सकें। प्रत्येक संयंत्र में सीमेंस एच-क्लास गैस टरबाइन के साथ दो सिंगल-शाफ्ट पावर ब्लॉक होते हैं।

सभी के लिए लिबर्टी। 829-मेगावाट पांडा लिबर्टी विद्युत परियोजना के एकल शाफ्ट बिजली संयंत्र ब्लॉक दो SGT6-8000H गैस टर्बाइन, दो SST6-5000 भाप टरबाइन, दो हाइड्रोजन कूल्ड SGen6-2000H जनरेटर, और दो गर्मी वसूली भाप जनरेटर, नियंत्रण प्रणाली भी शामिल SPPA-T3000। सौजन्य: सीमेंस

दो संयुक्त चक्र ब्लॉक होने के साथ, एकल-शाफ्ट पावर ट्रेन वाला प्रत्येक पांडा पौधों को उच्च स्तर की परिचालन लचीलापन प्रदान करता है, क्योंकि वे 50% प्लांट लोड के समान दक्षता बनाए रखते हुए 100% प्लांट लोड पर चल सकते हैं। एक एसएसएस क्लच गैस टरबाइन को भाप टर्बाइन से स्वतंत्र रूप से बिजली शुरू करने और बिजली का उत्पादन करने की अनुमति देता है। जब भाप टरबाइन सिंक्रनाइज़ेशन गति तक पहुंच जाती है, तो एसएसएस क्लच लगाया जाता है और स्टीम टर्बाइन के टोक़ को जनरेटर में स्थानांतरित कर देता है ताकि पौधे पूर्ण भार तक पहुंच सके।

सीमेंस नवीनतम एससीसी-एक्सएनएनएक्सएचएल सिंगल-शाफ्ट संयुक्त चक्र डिजाइन के साथ आउटपुट और दक्षता की सीमाओं का विस्तार जारी रख रहा है। सिद्ध एच-क्लास प्रौद्योगिकी का निर्माण, 9000HL-class संयुक्त चक्र संचालन और 9000% उच्च पावर आउटपुट में 63% तक की दक्षता प्रदान करता है। एससीसी-एक्सएनएनएक्सएचएल विश्वसनीय और मान्य डिजाइन अवधारणाओं का उपयोग करता है जो एकल चक्र या बहु-शाफ्ट कॉन्फ़िगरेशन में संयुक्त चक्र संचालन के लिए अनुमति देता है।

विकल्प तौल

दुनिया भर में संयुक्त चक्र बिजली संयंत्रों के डिजाइन और निर्माण के व्यापक अनुभव के साथ, सीमेंस एकल-शाफ्ट और बहु-शाफ्ट कॉन्फ़िगरेशन दोनों के साथ-साथ दोनों के लाभों को अधिकतम करने के लिए अभिनव दृष्टिकोण दोनों के लिए कई उद्देश्यपूर्ण मामलों की पेशकश कर सकते हैं। जबकि सिंगल-शाफ्ट डिज़ाइन फुटप्रिंट, उपलब्धता और दक्षता के संबंध में लाभ प्रदान करते हैं, निर्णय एक आसान "एक-डिज़ाइन-फिट-सब" मामला नहीं है, क्योंकि बहु-शाफ्ट कॉन्फ़िगरेशन अलग-अलग लाभ भी प्रदान करते हैं, खासकर उन परियोजनाओं पर जहां लेआउट लचीलापन और चरणबद्ध निर्माण की आवश्यकता है। आखिरकार, विन्यास जो बिजली संयंत्र के जीवन पर सबसे अधिक मूल्य प्रदान करता है उसे ऑपरेटर और लोड आवश्यकताओं, और साइट-विशिष्ट चर द्वारा निर्धारित किया जाएगा।

स्रोत: पावर पत्रिका
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