СОВРЕМЕННАЯ ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА: ГеоЭС С ТУРБИНАМИ НА ГЕОТЕРМАЛЬНОМ ПАРЕ

摘要

В первой части обзора представлены сведения о масштабах и особенностях развития геотермальной энергетики в различных странах мира. Предложена классификация технологических схем геотермальных электростанций (ГеоЭС) по фазовому состоянию первичного источника тепла (геотермального теплоносителя), термодинамическому циклу и применяемым турбинам. Рассмотрены особенности геотермальных электростанций с использованием сепарата и пара вторичного вскипания в технологическом контуре, а также технологическая схема и термодинамический процесс преобразования тепловой энергии геотермального флюида в электроэнергию на ГеоЭС наиболее распространенного сегодня типа double-flash - с двумя давлениями сепарации. Показано, что удельная мощность на единицу расхода геотермального теплоносителя энергоблоков с комбинированным циклом на 20 - 25% превышает этот показатель на традиционных одноконтурных ГеоЭС. Дана информация об основных химических компонентах и диапазонах их концентрации в геотермальном флюиде различных месторождений мира. Определены три исторических этапа совершенствования геотермальных энерготехнологий, характеризующихся освоением геотермальных высокотемпературных ресурсов сухого (перегретого) пара, использованием двухфазного влажно-парового геотермального теплоносителя в энергоблоках ГеоЭС с одним или двумя давлениями расширения и развитием ГеоЭС с установками бинарного цикла. Отмечается современная тенденция более активного применения бинарных энергоустановок в технологических схемах геотермальных электростанций. Рассмотрены конструктивные особенности паротурбинных установок и сепарационных устройств ГеоЭС, которые обусловлены использованием низкопотенциального геотермального насыщенного пара в качестве рабочей среды, отличающейся коррозионной агрессивностью и склонностью к образованию отложений. Определены наиболее перспективные российские геотермальные энергетические проекты. Сформулирован перечень современных передовых технологий повышения эффективности геотермальных турбоустановок. На примере конструкции паровой турбины, изготовленной ОАО "Калужский турбинный завод" мощностью 25 МВт, показаны преимущества применения внутриканальной сепарации влаги с использованием специальной турбинной ступени-сепаратора.