Разновидности геотермальных станций.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Геотермальная ЭС- вид электростанций, которые вырабатывают электрическую энергию из тепловой энергии подземных источников.

Разновидности геотермальных станций

1.ГеоЭС, работающие на сухом пару

2. ГеоЭС на парогидромерах

3.ГеоЭС с бинарным циклом производства электроэнергии

Технология преобразования геотермальной энергии в электроэнергию зависит в основном от параметров теплоносителя. Высокопотенциальные геотермальные воды, обеспечивающие поступление в геотермальную электростанцию (ГеоЭС) пара высокого давления, позволяют направлять такой теплоноситель непосредственно на лопатки турбин. В этом случае генераторная часть ГеоТЭС принципиально не отличается от традиционной тепловой электростанции, использующей углеводородное топливо.

Механические примеси и газы, содержащиеся в геотермальной воде или паре, очищаются с помощью сепараторов и фильтров. При значительном количестве примесей, которые часто бывают агрессивными, применяется двухконтурная система с теплообменником. Вторичный контур содержит воду, прошедшую химводоочистку и деарирование. Примером подобной ГеоЭС может служить Мутновская геотермальная электростанция, расположенная в 140 км от г. Петропавловск-Камчатский у подножья действующего вулкана Мутновский. До начала строительства Мутновской ГеоЭС, там же, ранее была введена в эксплуатацию Верхнее-Мутновская станция мощностью 12 МВт. Кроме того, в 1967 г. на юге Камчатской области была построена Паужетская ГеоЭС мощностью 11 МВт, которая продолжает работать и в настоящее время. тадалафил 20 мг

Первый блок Мутновской ГеоЭС мощностью 25 МВт введен в эксплуатацию в 2001 году. Через год, с пуском второго энергоблока, мощность станции возросла до 50 МВт. Вторая очередь Мутновской ГеоЭС вводилась в эксплуатацию в 2007-2009 годах и увеличивает мощность станции на 100 МВт. Третья очередь мощностью более 100 МВт планируется на 2012 год. Мутновская ГеоЭС на протяжении ряда лет демонстрирует устойчивую работу и производит дешевую электроэнергию, себестоимость которой составляет около 1, 5 цента/кВтчас. В целом, Мутновская ГеоЭС во многом превосходит по своим техническим характеристикам зарубежные аналоги:

- экологическая чистота, которая достигается исключением прямого контакта геотермального теплоносителя с окружающей средой с последующей закачкой его обратно в земные пласты;

- проблема защиты оборудования станции от коррозии и солеот-ложений в значительной степени решена с помощью применения специальной технологии присадок пленкообразующих аминов;

- блочно-модульный принцип поставки оборудования, что позволило существенно сократить сроки строительства станции.

Уже сегодня геотермальная энергетика обеспечивает более 25% потребности в электроэнергии Камчатки, что позволяет ослабить зависимость полуострова от поставок дорогостоящего топлива.

Следует отметить, что геотермальные электростанции с высокопотенциальным теплоносителем могут сооружаться только вблизи соответствующих месторождений геотермальных вод. Таких месторождений не много, соответственно и электростанции рассмотренного типа - объекты достаточно уникальные. Гораздо большей доступностью и распространенностью обладают геотермальные воды с более низкими внутрипластовыми температурами. Как уже отмечалось выше, громадными запасами геотермальных вод с температурами до 100° С обладает Западная Сибирь.

Технологии получения электроэнергии из низкопотенциальной тепловой энергии геотермальных вод основаны на двух принципах энергопреобразования: использования веществ с низкими температурами кипения и гидропаровых турбин типа Сегнерова колеса.

Идея производства электроэнергии в турбогенераторах с помощью веществ с низкими температурами кипения принадлежит советским ученым, которые в 1965-1967 гг. создали первую в мире геотермальную бинарную электростанцию на Камчатке - Паратунскую ГеоЭС. Фреон, превращенный в пар теплом горячей воды, направлялся в турбогенератор, вырабатывающий электрическую энергию. Сегодня эта технология активно используется. Построено около тысячи энергоблоков мощностью от нескольких кВт до 130 МВт в десятках стран мира.

Гидропаровые турбинные установки (ГПТ) используют прямую подачу горячей воды в сопла турбины без предварительного разделения ее на пар и воду в сепараторах. Гидропаровая турбина работает на потоке, вскипающем в процессе адиабатического расширения. Основная работа в процессе преобразования тепловой энергии геотермальных вод в кинетическую энергию рабочего потока и механическую турбины осуществляется жидкой фазой, что принципиально отличает гидропаровую турбину от паровой. В ГПТ используются сопла Лаваля с парогенерирующими решетками, создающими мелкодисперсный пароводяной поток на лопатках турбины.

Подобные энергоустановки обладают коэффициентом полезного действия до 25-30% при частотах вращения выходного вала до нескольких тысяч оборотов в минуту. В Санкт-Петербургском техническом университете предложена простая и универсальная модель реактивной турбины в виде Сегнерова колеса (рис. ниже).

7. Основные закономерности преобразования энергии волн.

Устройства для преобразования энергии волн

Обилие схем преобразователей энергии волн породило несколько вариантов классификации, в основе которых лежат различные принципы. Можно, выделить два класса преобразователей— активные и пассивные. К первому относятся все устройства, имеющие перемещающиеся под действием колебаний водных масс элементы, ко второму — устройства, направляющие движение вод с целью концентрации энергии волн. В основу классификации иногда кладут наиболее характерные особенности природы волновых явлений и тогда выделяют три характерных признака:

- подъем волновой поверхности и изменение ее наклона;

- подповерхностное движение частиц жидкости и изменение давления;

- преобразование волн при подходе к естественным или искусственным препятствиям.

При такой классификации под первый признак попадают различные типы активных устройств — буев, колеблющихся тел, преобразователей волнового движения в изменение воздушного давления и т. п. Под второй признак попадают также активные устройства, например поглощающие волновую энергию оболочки и устройства с колеблющимися и вращающимися элементами. Под третью — различные концентраторы энергии пассивного типа. Такая классификация не позволяет выявить всего многообразия принципов и мало отличается от первой.

Наиболее удачным кажется метод классификации, идущий от природы волновых явлений, но дающий им большую детализацию. В соответствии с этой классификацией конструкции волновых преобразователей делятся на использующие следующие физические факторы:

Принцип работы электростанции на энергии волн

- разность фаз колебаний в пространственно разнесенных точках;

- изменение уровня моря относительно стационарно размещенного тела;

- разность фаз колебаний уровня давления воды в пространственно разнесенных точках;

- периодичность колебаний суммарного давления относительно стабилизированного уровня;

- периодическое изменение наклона волновой поверхности;

- концентрацию волновой энергии по фронту или по глубине;

- скоростной напор жидкости;

- комбинацию эффектов.

Классификация позволяет анализировать возможность использования тех или иных устройств применительно к конкретным условиям. Например, относительно преобразователей второй группы можно сказать, что если они используют жесткое закрепление на грунте, то в зоне действия приливов неприемлемы. В то же время такое ограничение не распространяется на аналогичные устройства, в которых перемещение поплавка происходит относительно инерционной платформы или динамического якоря. Конструкции, использующие разность фаз колебаний уровня (первая группа), вряд ли могут иметь значительные единичные мощности из-за прочностных характеристик передаточных пространственных механизмов. Устройства третьей группы имеют ограничение по глубинам установки. То же можно сказать о преобразователях предпоследней группы. На них, как и вообще на устройства, размещаемые под поверхностью водоема и на дне, действует еще одно ограничение: быстрое затухание волнового возмущения с глубиной. Для скорости движения частиц жидкости такое затухание, например, происходит по экспоненциальному закону. Кроме того, любые устанавливаемые на дне устройства находятся в какой-то мере под угрозой заноса осадочными материалами.

Большие единичные мощности — необходимое условие крупномасштабной энергетики — позволяют получить либо устройства, концентрирующие волновую энергию по фронту и по глубине, либо объединенные в сети преобразователи, работающие на общую нагрузку. При таком объединении размещают отдельные блоки или вдоль фронта волн (терминаторы), или поперек фронта (аттенюаторные устройства). В роли и аттенюаторов, и терминаторов могут выступать устройства различных групп.

В настоящее время разрабатываются варианты преобразователей практически всех групп. Многие из них реализованы и испытаны в лабораторных условиях волновых бассейнов, ряд испытан в условиях моря. Но до сего дня нельзя выделить какое-то одно или даже несколько устройств, которые были бы приемлемы для всех случаев, удовлетворяли бы всем противоречивым требованиям, предъявляемым потребителями.

⇐ Предыдущая 12