அனல் அடிப்படைகள்

1. அனல்மின் திட்டங்கள்: ஒரு அறிமுகம்

நிலக்கரி, எண்ணெய், நீர், அணுசக்தி, சூரியசக்தி, உயரி, முதலியன  போன்ற  வெவ்வேறு ஆற்றல் ஆதாரங்களைக் கொண்டு மின்சாரம் தயாரிக்கப்படுகிறது. நிலக்கரி, எரிவாயு, டீசல் மற்றும் நாப்தா  முதலியன அனல் ஆதாரங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன மற்றும் அவற்றினை சார்ந்து இயங்கும் மின் நிலையங்கள் அனல்மின் நிலையங்கள் (TPP) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. ஒரு புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலாகக் (RE) இனி வரும் ஆண்டுகளில்  மேம்படும் என்றும் அது அனல் ஆதாரங்களை சார்ந்திருக்கும் – குறிப்பாக நிலக்கரி – குறைக்கபடவேண்டும், அவை எதிர்காலத்தில் ஆற்றல் தேவைகளை நிறைவு செய்வதில் முக்கியப் பங்கு வகிக்கும்  என்றும் புரிந்த்துகொள்ளப்படுகிறது.

2. இந்தியாவில் அனல்மின் நிலையங்களின் வளர்ச்சி

2013ஆம் ஆண்டின்படி, இந்தியாவில் மொத்த மின் உற்பத்தித் திறன் 2,25,793.10  மெ.வா. ஆக இருக்கிறது. 153847. 99 மெ.வா. (68%) நிறுவப்பட்டத் திறனுடன், மின் உற்பத்தியில் பெரும்பங்கு அனல் ஆதாரங்களில் இருந்து வருகிறது. நீர்மின்சாரத்தின் நிறுவப்பட்ட திறன் 39,623.40 மெ.வா. (18%) ஆகவும் அணுமின்சாரத்தின் நிறுவப்பட்ட திறன் 4,780.00  மெ.வா. (2%) ஆகவும் இருக்கிறது. புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலின் நிறுவப்பட்ட பங்களிப்பு சுமார் 27, 541.71 மெ.வா. ஆகும்.

இந்தியா மின்சாரத்திற்காக நிலக்கரியை நம்பியிருப்பது ஒரு தீவிரமான சுற்றுச்சூழல் பிரச்சனையாகும். ஏனென்றால் நிலக்கரி  வெட்டியெடுத்தல் மற்றும் நிலக்கரியின் பயன்பாடு திவிரமான சுற்றுச்சூழல் பாதிப்புகளைக் கொண்டிருக்கிறது. நிலக்கரியை எரிக்கும் மின் நிலையங்கள் தான் மனிதனால் உருவாக்கப்பட்ட மாபெரும் கரியமில, சல்ஃபர் மற்றும் பாதரச ஊமிழ்வுக்கான ஆதாரமாகும். போதுமான திருத்த நடவடிக்கைகள் எடுக்கப்படவில்லை என்றால், நிலக்கரி ஆலைகள் நீர், காற்று மற்றும் மண்ணை மாசுப்படுத்தி, பல்லுயிர்பெருக்கத்தையும் வாழ்வாதாரங்களையும் பாதிக்கும். இந்தியாவில் நிலக்கரியைக் கொண்டு மின்சாரம் தயாரிக்கும் நிலையங்களினால் ஏற்படும் மரணம் மற்றும் நோய்கள் பற்றி கன்சர்வேஷன் ஆக்ஷன் டிரஸ்ட், க்ரீன் பீஸ் இந்தியா அண்டு அர்பன் எமிஷன்ஸ் நடத்திய மதிப்பீடுகள் இந்த மின்நிலையங்களில் இருந்து உமிழப்படும் துகள்கள் 2011-12ல் 80,000 முதல் 115,000 வரை அகால மரணங்களை ஏற்படுத்தியுள்ளதாகவும், 20 மில்லியன் ஆஸ்துமா நிகழ்வுகளை உண்டாக்கியுள்ளதாகவும் கண்டறிந்துள்ளன. அவை பொது மக்களுக்கும் அரசாங்கத்திற்கும் மதிப்பீட்டளவில் ரூ. 16,000 – ரூ. 23,000  கோடிகள் ($3500 - $3833 மில்லியன்) செலவினை ஏற்படுத்துகின்றன.

இந்த சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பு மதிப்பீடு (EIA)  செயல்முறை என்பது எல்லா வகையான எரிபொருள்களையும் எரித்து தயாரிக்கப்படும் மின் நிலையங்களில் பொதுவான ஒன்றாகும். இந்தக் கையேடு,  சிறப்பான பொதுமக்கள் பங்கேற்புக்காக பரிந்துரைக்கப்பட்டுள்ள மட்டுப்படுத்தல் நடவடிக்கைகள் மற்றும் உள்ளீடுகளின் தாக்கம், அசுத்தமான எரிபொருளாகக் கருதப்படும் நிலக்கரியை எரித்து  தயாரிக்கப்படும் மின் நிலையங்களில் கவனம் செலுத்தும்.

(இந்தியாவில் உள்ள பல்வேறு அனல் மின்நிலையங்களை அறிந்துகொள்ளவும் (TPP வரைபடம்))

https://www.thermalwatch.org.in/content/tpp-map-and-database // அடிப்படைப் பக்கம்

 

3. நிலக்கரி அடிப்படையிலான அனல் மின் நிலையங்கள்

1.2 நிலக்கரி மற்றும் நிலக்கரி அடிப்படையிலான அனல் மின் நிலையங்கள்

1.2.1 நிலக்கரி மற்றும் அதன் தரங்கள்

1.2.2 நிலக்கரி அடிப்படையிலான நிலையங்களில் மின் உற்பத்தி

1.2.3 நிலக்கரி அடிப்படையிலான நிலையங்களின் சுற்றுச்சூழல் மற்றும் சுகாதார பாதிப்புகள்

 

1.2.1 நிலக்கரி மற்றும் அதன் தரங்கள்

நிலக்கரி மூன்று முக்கிய வகைகளாக வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, அதாவது, ஆந்திரசைட், பிட்டுமினஸ், மற்றும் லிக்நைட் என்று அவற்றின் நிலை மற்றும் நிலைமையின் அடிப்படையில் வகுக்கப்பட்டுள்ளன. ஆந்திரசைட் என்பது தான் மிகவும் பழமையான நிலக்கரியாகும். பிட்டுமினஸ் என்பது மென்மையான நிலக்கரியாகும். அது தரத்தில் லிக்னைட்டைக் காட்டிலும் உயர்வானது. லிக்னைட் என்பது குறைவான வயதுள்ள நிலக்கரியாகும். ஆன்த்ராசைட் ஒரு கடினமான நிலக்கரி மற்றும் அது எளிதில் ஆவியாகாத உட்பொருளுடனான கரிமத்தை கொண்டிருக்கிறது மற்றும் ஈரப்பதமில்லை. லிக்னைட் மென்மையான நிலக்கரி, குறைந்த கரிமத்தையும் எளிதில் ஆவியாகும் பொருளையும் கொண்டிருப்பதோடு ஈரப்பதமும் இருக்கிறது.

 

நிலக்கரியில் இருக்கும் பல்வேறு பாகங்கள் மற்றும் அவற்றின் தாக்கங்கள்

 

a)   நிலையான கரிமம்

நிலையான கரிமம் என்பது ஒரு நிலக்கரி துகள் எரிக்கப்பட்டு எளிதில் ஆவியாகக்கூடிய  பொருள் வெளியேறிய பிறகு மிஞ்சியிருக்கும் திடமான தீப்பற்றக்கூடிய மிகுதியாகும். ஒரு மாதிரியில் இருந்து ஈரப்பதத்தின் சதவீதம், ஆவியாகும்  பொருள் மற்றும் சாம்பலை கழிப்பதன் மூலம் நிலக்கரியின் நிலையான கரிமம்  பொருள் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. நிலையான கரிமம் என்பது ஆவியாகக்கூடியப் பொருளை எரித்த பிறகு நிலக்கரியின்  கலோரிப் பெறுமானத்தின் ஒரு அனுமான மதிப்பீடாகும்.

b)   ஆவியாகக்கூடிய  பொருள்

நிலக்கரியின் ஆவியாகக்கூடிய  பொருள் என்பது மீத்தேன், ஹைட்ரோகார்பன், மற்றும் கார்பன் மோனாக்சைடு போன்ற தீப்பற்றக்கூடிய வாயுக்கள்,   கார்பன்டை ஆக்சைடு மற்றும் நைட்ரஜன் போன்ற சில தீப்பற்றாத வாயுக்களுமாகும். அதிகப்படியான ஆவியாகக்கூடிய பொருள் என்பது தீப்பிழம்புகளை அதிகரிக்கும் என்பதால் நிலக்கரி எளிதில் தீப்பற்றும் என்று பொருள்படும்.

c)   சாம்பல்

சாம்பல் என்பது எரிக்கப்பட முடியாத ஒன்று மற்றும் சாம்பல் மிகுதிகள் எரிக்கும் திறனைக் குறைக்கிறது  மற்றும் தீப்பற்றுவதையும் கொதிகலனின் திறத்தையும் பாதிக்கிறது. அது கொதிகலனில் கரிய ஓடு உருவாகச் செய்கிறது மற்றும் நிலக்கரி கையாளும் செலவை அதிகரிக்கிறது. எனவே, அதிகப்படியான சாம்பல் விரும்பத்தக்கதல்ல.

d)   ஈரப்பத உட்பொருள்

நிலக்கரியில் இருக்கும் ஈரப்பதம் நிலக்கரியின் தீப்பற்றக்கூடிய கூறுகளைக் குறைக்கும் என்பதால் அது நிலக்கரியின் பிரதி கிலோவுக்கான  வெப்ப உட்பொருளை (kcal/kg)  குறைக்கிறது. எனவே, ஈரப்பத உட்பொருள் உகந்த வரம்பில் இருக்க வேண்டும்.

e)   சல்ஃபர்

நிலக்கரியில் இருக்கும் சல்ஃபர் புகைபோக்கி, காற்று சூடேற்றிகள், மற்றும் சிக்கனப்படுத்திகளில் அரிப்பினை உண்டாக்குகிறது. இது உபகரணத்தின் ஆயுளைக் குறைப்பதோடு விரும்பத்தக்கதல்ல.

இந்தியாவில் நிலக்கரியின் தரம் மற்றும் கிடைக்கும் தன்மை

நிலக்கரியின் கலோரிப் பெறுமான அடிப்படையில், அது  கோக்கிங் நிலக்கரி மற்றும் கோக்கிங் அல்லாத நிலக்கரி என்று வகுக்கப்படுகிறது. கோக்கிங் கோல் என்பது உலோகத் தொழில், எஃகு, சிமெண்ட் மற்றும் பஞ்சிரும்பு தொழில்துறைகளில் முதன்மையாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. நாட்டின்  நிலக்கரி வளங்களில் பெரும்பகுதி கோக்கிங் அல்லாத நிலக்கரியாகும். நிலக்கரி A முதல் G வரையிலான ஏழு தரங்களாக வகுக்கப்படுகிறது. A, B, மற்றும் C  ஆகிய உயர் தர நிலக்கரியாகும். அவை சிமெண்ட், உரம் மற்றும் பஞ்சிரும்புத் தொழில்துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்தியாவின்  பெரும்பாலான நிலக்கரி சுரங்கங்கள் D, E, F மற்றும் G தர நிலக்கரியை  கொண்டிருக்கின்றன. அவை குறைவான தரமுள்ளவையாகும் மற்றும் பெரும்பாலும் அனல்மின் நிலையங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

லிக்னைட் மற்றும் பிட்டுமினஸ் நிலக்கரி அவற்றின் கிடைக்கும் தன்மை காரணமாக இந்திய அனல் மின் நிலையங்களில் பெருமளவில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

லிக்னைட் என்பது அதன் குறைவான சாம்பல் உட்பொருள் காரணமாக மின் உற்பத்திக்கு  பொருத்தமான ஒன்றாக கருதப்படுகிறது. கோல் இந்தியா லிமிடெட், என்பது ஒப்பந்த அடிப்படையில் தேசிய நிலக்கரி சுரங்கங்களில் இருந்து அனல்மின் நிலையங்களுக்கு நிலக்கரி வழங்கும் ஒரு  பொதுத் துறை நிறுவனம். 

கலோரிப் பெறுமான அடிப்படையில் இந்தியாவில் பயன்படுத்தப்படும் நிலக்கரியின் தரங்கள்
 

தரம்	கலோரிப் பெறுமான வரம்பு (Kcal/kgயில்)	சாம்பல் உட்பொருள்
A	6200ஐ விஞ்சியிருப்பது
B	5600 – 6200	19.50% முதல் 24% வரை
C	4940 – 5600	24% முதல் 28.70% வரை
D	4200 – 4940	28.70% முதல் 34% வரை
E	3360 – 4200	34% முதல் 40% வரை
F	2400 – 3360	40% முதல் 47% வரை
G	1300 – 2400

 

வழக்கமாக D,E, மற்றும் F தர நிலக்கரி  கோல் இந்தியா லிமிடெட் மூலமாக இந்திய மின் நிலையங்களுக்குக் கிடைக்கப் பெறுகிறது.

இந்திய நிலக்கரி குறைந்த கலோரி பெறுமானத்துடனும் அதிக சாம்பல் உட் பொருளுடனும் தரம் குறைந்ததாக இருக்கிறது.

•     சாம்பல் உட்பொருளின் வரம்பு 40 – 50% வரை

•     ஈரப்பத உட் பொருளின் வரம்பு 4 – 20% வரை

•     சல்ஃபர் உட்பொருளின் வரம்புகள் 0.2 – 0.7% வரை

•     மொத்த கலோரி பெறுமானம் 2500 – 5000 kcal/kg இடையேயானதாகும்.

•     ஆவியாகக்கூடிய பொருளின் உட்பொருள் 18 – 25% இடையேயானதாகும்.

மேற்சொன்ன காரணிகள் இந்திய நிலக்கரி என்பது குறைவான தரமுள்ளது என்பதைக் குறிக்கின்றன. இதனால், இந்திய அனல்மின் நிலையங்கள் நிலக்கரியின் திறனின்மையே  ஒரே உற்பத்தி அளவுக்கு ஆஸ்திரேலியா மற்றும் அமெரிக்காவை காட்டிலும் அதிக நிலக்கரியைப் பயன்படுத்துவதற்கான காரணமாகும்.

 

 

4.  அனல் மின்நிலையத்தின்  செயல்பாடு

நிலக்கரி அடிப்படையிலான உற்பத்தி நிலையங்களில் மின் உற்பத்தி

நிலக்கரி மின்சாரமாக மாற்றப்படுவது மூன்று நிலைகளில் இடம் பெறுகிறது:

 

 கொதிகலன் உலை (Boiler Furnace) –   வெப்பத்தை உற்பத்தி செய்வதற்காக நிலக்கரியானது உலையில் எரிக்கப்படுகிறது. நிலக்கரியில் கரிமம் மற்றும் காற்றில் உயிரியம் இருப்பதால், கார்பன்டைஆக்சைடு (CO) உண்டாகிறது.

 

கொதிகலன் (Boiler) – கொதிகலனில் இருக்கும் நீர் உற்பத்தி  செய்யப்படும் வெப்பத்தின் காரணமாக ஆவியாக மாற்றப்படுகிறது. இது உயர் அழுத்தம் மற்றும் வெப்பத்தினால் ஏற்படுகிறது. மூடப்பட்ட கலனில் நீரை நீராவியாக மாற்றுவது அழுத்தத்தை அதிகரிக்கிறது.

 

சுழலி மற்றும் மின்னியற்றி (Turbine and Generator) -   நீராவியானது சுழலிக்கு அனுப்பப்பட்டு அதிலிருக்கும் இதழ்களை சுழற்றி, ஒரு இயந்திரவியல் ஆற்றலை உண்டாக்குகிறது. பிறகு நீராவியானது ஒடுக்கப்பட்டு சுழற்சியைத் துவங்குவதற்காக திரும்ப அனுப்பப்படுகிறது. சுழலியின் சுழற்சி மின்னியக்கியின் சுற்றகத்தை சுழலச் செய்து மின்சாரத்தை உற்பத்திசெய்கிறது.

 

செயல்முறையின் சுருக்கமான விவரிப்பு 

 

நீராவியை உற்பத்தி   செய்வதற்காக இருக்கும நீரினை  கொதிக்க வைப்பதற்காக பயன்படுத்தப்படுகிற வெப்பத்தை உற்பத்தி  செய்வதற்காக மின் உற்பத்தி நிலையத்தில் கொதிகலனில் நிலக்கரி எரிக்கப்படுகிறது. சுழலியில் இருக்கும் மோட்டார்களை நீராவி சுழற்றுகிறது. அது திரும்ப மின்சாரத்தை உற்பத்தி  செய்வதற்காக மின்னயற்றி சுற்றகத்தை சுழற்றுகிறது.

 

இந்த செயல்முறைக்கு நிலக்கரியின் தயார்படுத்தல், நிலக்கரியை எரிப்பதற்கு தேவையான காற்று கிடைக்கப்பெறுவதை உறுதி செய்வது, நீராவி உற்பத்தி, குளிர்விக்கப்பட்ட நீராவியின் மறுபயன்பாடு மற்றும் மிகுதிகளின் (சாம்பல் மற்றும் அனல் வாயுக்கள்) அகற்றுத்தல் ஆகியவைத் தேவைப்படுகின்றன.

நிலக்கரியின் தயார்படுத்தல்

 

நிலக்கரி வளாகம் → நிலக்கரி சேமிப்பகம் (சேமிப்பு)  → நிலக்கரி நுணுக்கி

 

நிலக்கரி நுணுக்கியில், நிலக்கரியானது எளிதாக தீப்பற்றுவதற்காக மிகவும் நுண் பொடியாக அரைக்கப்படுகிறது.

 

நிலக்கரியில் இருக்கும் ஈரப்பத உட்பொருளை உலர்விக்க, நுணுக்கியில் இருக்கும் விசிறிகள் வெப்பமான காற்றை உண்டாக்குகின்றன. உண்டாக்கப்பட்ட காற்றானது உலர்ந்த நிலக்கரியை கொதிகலன் உலைக்கு எடுத்து செல்கிறது, அங்கே அது எரிக்கப்படுகிறது.

பாய்லரின் உள்ளே

 

நிலக்கரி மின்உற்பத்தி நிலையத்தில் கொதிகலன் என்பது ஒரு முக்கியமான உபகரணமாகும். நீராவியை உற்பத்தி செய்ய  கொதிகலனில் உள்ள நீரை கொதிக்க வைக்கப் பயன்படும்  வெப்பத்தை உற்பத்தி செய்வதற்காக நிலக்கரியை அது எரிக்கிறது.

 

செயல்முறை 1 -  தீப்பற்றுதல்:

 

ஒரு கொதிகலனில், நிலக்கரியை எரிப்பது  ஒரு காற்றமைப்பின் மூலமாக வரும் காற்றின் உதவியுடன் இடம் பெறுகிறது. ஒரு முடுக்கு நகர்வு காற்றாடி வளிமண்டலத்திலிருந்து காற்றினை உறிஞ்சி அதை உலையினுள் ஊதுகிறது. வெப்பமாக்கிகள் காற்றின் ஆற்றலை அதிகரிப்பதற்காக அதை உல்லைகுள் நுழைவதற்கு முன்னதாக சூடாக்குகின்றன.

எரிக்கும் செயல்முறையில் வெப்பம், சாம்பல் மற்றும் அனல் வாயு ஆகியன உற்பத்தி  செய்யப்படுகின்றன. சுழலிகளை இயக்குவதற்காக  வெப்பம் நீரினை நீராவியாக்குகிறது. அனல் வாயு என்பது ஒரு மிகுதியாகும். அது உலையில் தூண்டப்பட்ட நகர்வு காற்றாடியிலிருந்து பெறப்படுகிறது மற்றும் உலைச் சாம்பலை பிடிப்பதற்காக நிலைமின் வீழ்படிவாக்கிக்கு அனுப்பப்படுகிறது. அனல்வாயு, உலைச் சாம்பல் இல்லாமல், ஒரு புகைக் கூண்டு அல்லது புகைபோக்கி வழியாக வளி மண்டலத்தில் விடுவிக்கப்படுகிறது. புகைக் கூண்டுகள் மிகவும் உயரமானவை. அதனால் நில அளவிலான செறிவுகளை பாதிப்பதில்லை.  பெரிய அனல் மின் திட்டங்களின் புகைப்போக்கிகள் உயரம் சுமார் 250 முதல் 280 மீட்டர் இருக்கும். நிலக்கரி எரிக்கும் செயல்முறையில் மற்றொரு மிகுதி சாம்பலாகும், அது நிலக்கரியில் இருக்கும் ஒரு செயலற்ற பொருளாகும். உலையில், 15% சாம்பல் அடிப்பகுதியில் சேகரிக்கப்படுகிறது மற்றும் மீதமுள்ளவை நிலைமின் வீழ்படிவாக்கியில் பிடிக்கப்படுகிறது. முந்தையது அடிப்பகுதி சாம்பல் என்றும், பிந்தையது உலை சாம்பல் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன.

 

 

 

செயல்முறை 2 -   நீராவி உற்பத்தி:

உயர் அழுத்தத்தில் நீர் நிலையாக கொதிகலனுக்கு மறுவினியோகம் செய்யப்பட்ட மற்றும் முன்னமே சூடாக்கப்பட்ட ஊட்டு நீரினைப் பயன்பாட்டின் மூலமாக ஒரு ஊட்டு நீர் எக்கி மூலமாக வினியோகிக்கப்படுகிறது. இது நீரினை நீராவியாக மாற்றுவதற்கான செயற்திறனை அதிகரிக்கிறது மற்றும் நிலக்கரியினை எரிப்பதன் மூலம் கிடைக்கும் வெப்பத்திற்கான தேவையை குறைக்கிறது. சிக்கனப்படுத்தி (Economiser) என்பது ஊட்டு நீரை முன்பே சூடாக்கும் ஒரு சாதனமாகும். எனவே, கொதிகலனில் இருந்து வெளியேறும், மீட்கப்பட்ட வெப்ப வாயுக்கள், நீரை சூடாக்குவதற்காக சிக்கனப்படுத்தியினால் எடுத்துக்கொள்ளப்படுகின்றன. இந்த வெந்நீர் உலையை சுற்றியுள்ள நீர் சுவர்களுக்கு கொண்டு செல்லப்பட்டு, வினியோகிக்கப்பட்டு நீராவியாக மாற்றப்படுகிறது.

நீராவியானது ஒரு கலனில் சேகரிக்கப்படுகிறது. அங்கிருந்து, அது அதி வெப்பமாக்கும் கம்பிக்கள் மூலமாக செலுத்தப்படுகிறது.  இங்கே நீராவியின் வெப்பமும் அழுத்தமும் அதிகரிக்கப்படுகிறது. அதிவெப்பமாக்கப்பட்ட நீராவியானது இறுதியில் சுழலியை சென்றடைகிறது.