Аналіз роботи геотермальної турбіни потужністю 8 МВт
Автор: Тарнавський Юрій Олегович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплові електричні станції
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Тарнавський Ю.О., Кузик М.П. (керівник). Аналіз роботи геотермальної турбіни потужністю 8 МВт. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Для комерціалізації ГеоТЕС на низькокиплячих робочих тілах (РТ) вимагається значно понизити вартість устаткування, чого можна досягти лише збільшенням серійності, що у свою чергу обумовлює необхідність уніфікації устаткування. Перший великий крок в цьому напрямі був зроблений фірмою Ормат, що розробила серійний енергомодуль номінальною потужністю 1,2 МВт з уніфікованою турбіною і системою автоматики. При зміні температури термальної води найбільше вироблення електроенергії досягаєтся підбором робочого тіла і застосуванням каскадних теплових схем із ступінчастим спрацюванням теплового потенціалу. Недоліками такого підходу є відсутність оптимальних робочих тіл на кожен інтервал температур (по 15-20 °С) термальних вод та неминуче погіршення к.к.д. турбіни, необхідність заміни генератора і зміни конструкції теплообмінного устаткування при заміні робочого тіла і зміні температури термальної води. Проте, сьогодні тільки модульні установки застосовуються в промисловому масштабі. Разом з високотемпературними парогідротермами в областях сучасного вулканізму, запаси яких вже в значній мірі освоєні як в технологічному відношенні (стандартні методи буріння, парові турбіни з тиском 5 - 7 атм), так і по обємах промислового використання (до 50 - 70 % розвіданих запасів в розвинених країнах), існують великі запаси середньотемпературних (100 – 200 °С) термальних вод, освоєння яких ще тільки починається. Якщо добування термальних вод, як правило, не пов’язана з технічними труднощами, то ефективне перетворення теплової енергії в електричну вимагає створення спеціального тепломеханічного устаткування. Традиційні енергоустановки на водяній парі не придатні при таких температурах джерела тепла із-за малої щільності пари і, відповідно, неприйнятно великих габаритах турбіни. Крім того, практично уся турбіна і конденсатор повинні працювати у вакуумній області, що обумовлює значну корозію устаткування із-за присмоктів повітря. Об’єкт дослідження – геотермальна турбіна потужністю 8 МВт. Предмет дослідження – проект та принцип роботи геотермальної турбіни потужністю 8 МВт. Мета і задачі досліджень. Метою роботи є аналіз роботи геотермальної турбіни потужністю 8 МВт. Для досягнення поставленої мети необхідно було виконати такі завдання: - проаналізувати можливість комерціалізації ГеоТЕС на низькокиплячих РТ; - обгрунтовати вибір робочого тіла і теплової схеми геотермальної турбіни; - зробити розрахунок теплової схеми геотермальної турбіни; - розробити проект геотермальної турбіни. В даній магістерській кваліфікаційній роботі проведено аналіз роботи геотермальної турбіни потужністю 8 МВт. Обгрунтовано вибір робочого тіла, теплової схеми і зроблений розрахунок теплової схеми, розроблена геотермальна турбіна, працююча на низькокиплячому сумішевому робочому тілі - водоаміачній суміші, потужністю 8 МВт, що використовує термальні води в широкому інтервалі температур 100 – 200 °С. В розділі економіка показано, що завдяки внесеним змінам збільшилося ККД з 0,8 до 0,84, що привело до зменшення собівартості 1000 кВт виробленої енергії у розмірі 6 грн. і річний економічний ефект склав 322912 грн. Наводиться опис контрольно-вимірювальних приладів турбоагрегату, їх призначення та автоматичного захисту турбіни, які запобігають розвитку аварій у разі виникнення на турбоагрегаті аварійної ситуації. Команди автоматичного захисту мають пріоритет по відношенню до усіх інших команд автоматичного або ручного управління. Ключові слова: геотермальна турбіна, контрольно-вимірювальні прилади, робоче тіла, теплова схема, низькокипляче сумішеве робоче тіло.