Прямое использование геотермальной энергии

Электрической энергии.

Использование геотермальной энергии для выработки тепловой и

Геотермальные станции в вулканических районах базируются на ме- сторождениях пароводяной смеси, добываемой из природных подземных трещинных коллекторов с глубины 0,5-3 км. Пароводяная смесь в среднем имеет степень сухости 0,2-0,5 и энтальпию 1500-2500 кДж/кг. В среднем од-

на эксплуатационная скважина обеспечивает электрическую мощность 3-5

МВт, средняя стоимость бурения составляет 900 долларов за метр.

Геотермальная электростанция с непосредственным использова- нием природного пара. Самая простая и доступная геотермальная энергоус- тановка представляет собой паротурбинную установку с противодавлением.

Природный пар из скважины подается прямо в турбину с последую- щим выходом в атмосферу или в устройство, улавливающее ценные химиче- ские вещества. В турбину с противодавлением можно подавать вторичный пар или пар, получаемый из сепаратора. По этой схеме электростанция рабо- тает без конденсаторов, и отпадает необходимость в компрессоре для удале- ния из конденсаторов неконденсирующихся газов. Эта установка наиболее простая, капитальные и эксплуатационные затраты на нее минимальны. Она занимает небольшую площадь, почти не требует вспомогательного оборудо- вания и ее легко приспособить как переносную геотермальную электростан-

цию(рис. 10.1.1).

Рис.10.1.1. Схема геотермальной электростанции с непосредственным

использованием природного пара: 1 – скважина; 2 – турбина; 3 –

генератор; 4 – выход в атмосферу или на химический завод.

Турбогенераторные установки с противодавлением не препятствуют

промышленному использованию химических веществ, содержащихся в при- родном теплоносителе. Так, например, в природном паре некоторых место- рождений Италии содержится 150-700 мг/кг борной кислоты, и при помощи подобных установок можно добывать этот ценный продукт одновременно с выработкой электроэнергии.

Рассмотренная схема может стать самой выгодной для тех районов, где имеются достаточные запасы природного пара. Рациональная эксплуатация обеспечивает возможность эффективной работы такой установки даже при переменном дебите скважин.

В Италии работает несколько таких станций. Одна из них – мощностью

4 тыс. кВт при у дельном расходе пара около 20 кг/сек, или 80 т пара в час; другая – мощностью 16 тыс. кВт, где установлено четыре турбогенератора мощностью по 4 тыс. кВт. Последняя снабжается паром от 7-8 скважин.

В подобных схемах требуется значительное количество пара, который

с большим успехом может быть использован в турбинах конденсационного типа.

Геотермальная электростанция с конденсационной турбиной и прямым использованием природного пара – это наиболее современная схема для получения электрической энергии.

Пар из скважины подается в турбину. Отработанный в турбине, он по-

падает в смешивающий конденсатор. Смесь охлаждающей воды и конденса-

та уже отработанного в турбине пара выпускается из конденсатора в подзем- ный бак, откуда забирается циркуляционными насосами и направляется для охлаждения в градирню. Из градирни охлаждающая вода опять попадает в конденсатор (рис. 10.1.2).

По такой схеме работает геотермальная электростанция Лардерелло-3,

использующаяприродныйпар,самаякрупнаявИталии.Онабыласпроекти-

рована в начале второй мировой войны, но вступила в строй только в после-

военные годы. На электростанции установлено четыре турбогенератора мощностью по 26 тыс. кВт и два турбогенератора по 9 тыс. кВт. Последние предназначены для покрытия собственных нагрузок.

Рис. 10.1.2. Схема геотермальной электростанции с конденсационной тур-

биной и прямым использованием природного пара: 1 – скважина; 2 – турби-

на; 3 – генератор; 4 – насос; 5 – конденсатор; 6 – градирня; 7 – компрессор; 8

– сброс.

Ни один из установленных здесь турбогенераторов в течение многих лет не переводился в резерв. Коэффициент использования установленной мощности составляет 98%. Стабильная работа геотермальной электростан- ции Лардерелло-3 открыла путь к конструированию новых электростанций с использованием конденсационных турбин. По такой схеме с некоторыми из- менениями работают многие геотермальные электростанции: Лардерелло-2

(Италия), Вайракей (Новая Зеландия) и др.

Благодаря техническим усовершенствованиям потребление пара на ка- ждый киловатт мощности стало значительно меньше. Сейчас расход пара на новой электростанции Лаго (Италия) составляет уже 8 кг/квт-ч.