ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ

Общий анализ системы и стоимость выработки электроэнергии с использованием сухого пара

Характеристики системы, работающей на сухом паре, относи­тельно хорошо изучены на основе опыта, приобретенного во время эксплуатации электростанции "Большие Гейзеры". В Калифорнии неизвестны другие месторождения сухого пара. В Долине Больших Гейзеров использованы обычные методы бурения, применяемые при разведке нефтяных месторождений. В зонах выхода пара, однако, вместо бурового раствора используется сжатый воздух. После про­хождения через фильтры, служащие для удаления твердых частиц из потока пара, последний направляется по теплоизолированным паро­проводам на электростанцию. Производительность скважин обычно различна, но производительность последних наиболее глубоких сква­жин обеспечивает в среднем выработку 8 МВт электрической мощно­сти на скважину, а по сообщениям одна из последних скважин обес­печивает выработку 20 МВт электрической мощности.

Фирма "Пэсифик гэз энд электрик" покупает пар у производите­лей на электростанции. Для привода электрогенераторов используют­ся обычные конденсационные паровые турбины. Конструкции этих турбин приспособлены для работы с геотермальным паром относи­тельно низкой температуры и давления. Например, в блоке N? 5 на электростанции "Бояылке Гейзеры" используется пар с давлением

0,69 МПа и температурой 180°С. Можно сравнить эти цифры с пока­зателями, характерными для обычной тепловой электростанции "Мосс Лэндинг", принадлежащей той же фирме, на которой использу­ется пар с давлением 25,3 МПа и температурой 538°С. С понижением температуры и давления пара падает к. п.д. станции, так что геотер­мальные установки потребляют пара в 2 — 3 раза больше, че м обыч­ные паросиловые установки.

После расширения в турбине пар конденсируется в смешивающем конденсаторе. Здесь охлаждающая вода смешивается с паром, вызы­вая конденсацию последнего. Рабочая жидкость, охлади­тель и конденсат затем, откачиваются из конденсатора, работающего в разреженных условиях (^0,013 МПа), в вентиляторную градирню.

Большая часть сконденсированной из пара воды испаряется в градирне. Однако часть ее, составляющая в среднем 20% (точное ко­личество зависит от погоды), не испаряется и составляет сброс гра­дирни. Эта вода содержит следы бора и аммиака и не годится для слива в местные водоемы. Поэтому она возвращается производите­лям пара, которые закачивают ее в скважины.

Установленные на геотермальной станции "Большие Гейзеры" генераторы приобретены у японской фирмы "Тошиба", которая по­ставляла также оборудование для установки в Серро-Прието. Мощ­ность каждого из этих генераторов составляет 55 МВт. Размеры их ограничены как трудностями транспортировки на место установки, так и экономически оправданной длиной паропроводов между скважи­нами и электростанцией. Силовые блоки электростанции "Большие Гейзеры" размещены по всей продуктивной площади.

Много интересной и полезной информации, касающейся финансо­вых аспектов и режимов работы электростанции "Большие Гейзеры" содержится в заявлении фирмы "Пэсифик гэз энд электрик" от нояб­ря 1970 г. "Об общественной пользе и необходимости строительства блоков № 9 и 10 на геотермальной электростанции" комиссии, ведаю­щей общественными предприятиями шт. Калифорния. Например, пока­зано, что для этого геотермального поля в условиях, когда накоплен некоторый опыт эксплуатации с момента одобрения проекта и приоб­ретения оборудования до промышленного использования, требуется всего лишь 28 месяцев. Приведенные ниже данные о расходах иллю­стрируют некоторые важные моменты строительства геотермальной электростанции.

Расходы, тыс. долл.

TOC o "1-3" h z Земля и права на землю -

Здания и сооружения и их усовершен - 1 997 ствования

Оборудование бойлерной установки 1) 456

Турбогенераторный блок 6 191

Вспомогательное электрическое обо - 1 ООО рудование

Разнообразное энергетическое оборудо - 130 вание

Аппаратура связи 6

Техническое обеспечение, управление 716

Строительная площадка, складские 81 помещения

Накладные расходы на строительство 1 771

Всегч> 12 347

В эту таблицу не включены затраты на строительство подстанций, линий передачи, а также стоимость производства и транспортировки пара. Таким образом, стоимость 1 кВт мощности, составляющая 100 долл., относится только к самой электростанции.

В указанном выше документе фирмы "Пэсифик гэз энд электрик" оценивается полная стоимость выработанной электроэнергии. Посто­янные затраты включают прибыль на инвестированный капитал и амортизационные отчисления, налоги и эксплуатационные расходы и достигают 2025 тыс, долл. в год для двух блоков.

При коэффициенте использования мощности 80%, являющемся вполне допустимым значением, если учесть опыт работы геотермаль­ной станции "Большие Гейзеры", и стоимости пара 2,1 цент./кВт>ч (плюс 0,5 цент, за сброс конденсата) полная стоимость 1 кВт -ч вы­работанной электроэнергии составляет 5,33 цент. В работе [1] от­мечается, что в 1968 г. средняя стоимость 1 кВт • ч электроэнергии, произведенной на геотермальной станции в Калифорнии, составляла ~ 7 цент.

Таким образом, капиталовложения на 1 МВт мощности на ГеоТЭС "Большие Гейзеры" существенно меньше, чем для современной теп­ловой электростанции (затраты на которую возрастают частично вследствие установки оборудования для контроля за загрязнением окружающей среды), а эксплуатационные расходы и стоимость топ­лива (пара) составляют ~85% от соответствующих значений для

^Приведенная цифра относится к парораспределительному оборудова­нию, стоимость бойлера сюда нв включена.

Современной тепловой станции. Таким образом, судя по этой умерен­ной оценке можно сказать, что электроэнергия, выработанная на ГеоТЭС "Большие Гейзеры у оказывается несколько дешевле электрот энергии, выработанной на тепловых электростанциях, и производство электроэнергии осуществляется без существенного ущерба для окру­жающей среды, за исключением, возможно, местности, на которой расположена станция.

При строительстве новых атомных станций затраты на 1 кВт установленной мощности превышают 300 долл., стоимость производ­ства 1 кВт • ч, при использовании ядерного топливного цикла, состав­ляет более 2 цент/кВт • ч. Таким образом, для условий Долины Больших Гей­зеров затраты на 1 кВт мощности, вырабатываемый на ГеоТЭС, оказываются также меньшими, чем при производстве энергии на атомной электростанции.