(13), 8.1.4


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Раздел восьмой

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕ
Р
ГИИ

8.1.
Г
еотермальные электростанции

ео
ТЭС
)

8.1.
4
. Геотермальные ТЭС
с использованием

низкокипящих чистых или смесевых

рабочих тел

В.А. Васильев, Б.В. Тарнижевский
,
ОАО «ЭНИН»


Во избежание солеотложений, воз
никающих при уп
а-
ривании геотермальных рассолов в схемах с расширит
е-
лями, применяется схема с использованием низкокип
я-
щих рабочих тел (рис. 8.4). Геотермальный рассол из
подъе
м
ной скважины
1
поступает в теплообменник
-
парогенератор
2
(который обычно выполняе
тся в виде
двух кожухотрубных аппаратов ― испарителя и подо
г-
ревателя (экономайзера)). После охлаждения до пр
е-
дельной температуры, определяемой условием отсутс
т-
вия солеотложений, рассол возвращается обратно в пласт
по нагнетательной скважине
3
. В связи с вы
сокой сто
и-
мостью скважин, для
увеличения расхода геоте
р
мального
рассола иногда
применяются погружные насосы, разм
е-
щаемые на глу
бине до 200 м в подъемной скважине, а
для обратной
закачки практически всегда используется
нагнетатель
ный насос перед реинжекцион
ной скважиной
3
. Рас
ход электроэнергии на привод этих н
а
сосов иногда
достигает 20 % от выработки электроэне
р
гии.


В

качестве рабочих тел таких Гео
ТЭС используются
хладагенты (у
глеводороды: пропан, бутан, фре
оны, в п
о-
следнее время рассматривается возможност
ь прим
е
нения
водоаммиачной смеси). Жидкое рабочее тело подогрев
а-
ется и испаряется в парогенераторе
2
и подается на вход
турбины
4
. Расширение пара низкокипящих р
а
бочих тел
в турбине происходит (в отличие от водяного пара) в о
б-
ласти сухого пара, что связано

с аномальным видом пр
а-
вой ветви их кривых насыщения в
T
,
s
-
диаграмме


э
н-
тропия уменьшается при снижении температуры, поэт
о-
му из турбины выходит сухой пар. Если его температура
значительно выше температуры конденсации, опред
е-
ляемой обычно температурой возд
уха, целесообразно
возвратить избыточное тепло в цикл, для чего использ
у-
ется не показанный на схеме рекуперативный теплоо
б-
менник, устанавливаемый перед конденсатором
5
, кот
о-
р
ый обычно является воздухоохлаж
даемым из
-
за деф
и-
цита охлаждающей воды. Сконденсированное рабочее
тело циркуляционным насосом
6
подается на вход пар
о-
генератора (при наличии рекуператора


через него).

Первая в мире геотермальная энергоустановка по т
а-
кой схеме с фреоном
-
22 в качестве рабочего тела была
и
зготовлена в 1956 г
. и испытана на Паратун
ском мест
о-
рождении термальных вод на Камчатке. Оборудование
для таких ГеоТЭС с разными рабочими телами изгота
в-
ливалось рядом фирм в США, Японии, Италии, Авс
т
рии.
В настоящее время промышленный выпуск энергомод
у-
лей
мощностью
0,5…3 МВт с низкокипящими раб
о
чими
телами осуществляется фирмой «Ормат» (Израиль). О
б-
щая мощ
ность ГеоТЭ
С , построенных во многих странах с
этими
энергомодулями, превышает 350 МВт. В нашей
стране
на Кировском заводе был спроектирован энергом
о-
дуль
мощностью 1,5 МВт на озонобезопасном фре
о
не
-
42
b
.
В настоящее время работы по созданию специальной ту
р-
бины ведутся в ОАО «Наука».

Энергомодули фирмы «Ормат» поставляются по цене
в среднем 1000 долл. за 1 кВт.

В последние годы особое внимание проявляется к и
с-
пользованию водоаммиачной смеси в качестве рабочего
тела. Этот интерес обусловлен изменением температуры
в процессе парообразования смеси ― сначала при более
низкой температуре выкипает, в основном, аммиак и по
мере уменьшения его концентрации температура

кип
я-
щей смеси растет. В результате удается сблизить кривые
охлаждения геотермального рассола и нагрева и пароо
б-
разования водоаммиачной смеси в
I
,
t
-
диаграмме, что
приводит к снижению необратимых потерь эксергии при
теплообмене и повышению КПД цикла ГеоТЭС.

Кроме
того, путем изменения концентрации аммиака в смеси
можно эффективно использовать одну и ту же турбину
на геотермальных месторождениях с температурами ра
с-
солов 80…200°С.


Рис. 8.4. Схема ГеоТЭС с использованием низкокипящих
рабочих тел:

1


подъемна
я скважина;
2


теплообменник
-
парогенератор;
3


нагнетательная скважина;
4


турбина;
5


конденсатор;
6


циркул
я
ционный насос


Приложенные файлы

  • pdf 16673619
    Размер файла: 133 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий