Tsim thiab Txhim Kho Turbine rau Geothermal Fais Fab
Cov chaw tsim hluav taws xob geothermal yog lub hauv paus tseem ceeb ntawm kev hloov pauv hluav taws xob vim tias lawv tuaj yeem muab hluav taws xob ruaj khov (lub hauv paus) nrog cov pa phem tsawg. Tom qab qhov kev ntseeg siab ntawm cov chaw tsim hluav taws xob geothermal muaj ib qho tseem ceeb uas txiav txim siab tias lub zog geothermal tuaj yeem hloov pauv mus ua hluav taws xob tau zoo npaum li cas: lub turbine. Tsis zoo li cov turbine chav hauv cov chaw tsim hluav taws xob thermal ib txwm muaj, cov turbine geothermal ntsib cov kua ua haujlwm tshwj xeeb: nws feem ntau muaj cov pa thiab dej sib xyaw, muaj cov pa roj uas tsis sib xyaw, thiab nqa cov tshuaj yaj uas tuaj yeem ua rau xeb, yaig, thiab tso tawm (scaling). Yog li ntawd, kev tsim thiab kev txhim kho ntawm cov turbine geothermal xav tau ntau txoj hauv kev uas koom ua ke thermodynamics, fluid dynamics, cov ntaub ntawv, kev tsim khoom, thiab cov tswv yim ua haujlwm.
Cov yam ntxwv ntawm Geothermal Resources thiab Lawv qhov cuam tshuam rau Turbines
Cov peev txheej geothermal sib txawv ntawm qhov kub thiab txias thiab cov xwm txheej ntawm lub pas dej. Cov pas dej kub siab (> 200 ° C) feem ntau tsim cov pa qhuav lossis cov kua dej ua pa tom qab sib cais, thaum qhov kub nruab nrab (150–200 ° C) feem ntau tsim cov khoom sib xyaw ob theem (pa-dej). Qhov muaj cov dej ua kua, cov tee dej, thiab cov khoom khov ua rau muaj kev pheej hmoo ntawm kev yaig ntawm cov hniav turbine. Ntxiv mus, cov kua dej geothermal tuaj yeem muaj H₂S, CO₂, chloride, silica, thiab boron, uas tuaj yeem ua rau muaj kev xeb thiab kev loj hlob ntawm cov khoom turbine thiab lawv cov kab ke txhawb nqa.
Kev hloov pauv ntawm cov kua dej thiab cov xwm txheej kuj cuam tshuam rau kev xaiv cov qauv ntawm lub Hoobkas: cov pa qhuav, cov pa ceev ceev (ib zaug / ob zaug), lossis lub voj voog binary (ORC / Kalina). Txhua qhov kev teeb tsa xav tau hom turbine sib txawv thiab cov tswv yim tsim tshwj xeeb rau lub siab nkag, qhov zoo ntawm cov pa, qhov nrawm ntawm cov dej ntws, thiab cov hom phiaj ua haujlwm tau zoo.
Cov Hom Turbine Hauv Cov Chaw Tsim Hluav Taws Xob Geothermal
1. Lub tshuab cua sov rau cov pa qhuav
Siv thaum lub qhov dej tsim cov pa dej qhuav. Nws cov txiaj ntsig suav nrog ib txoj kev yooj yim thiab feem ntau ua haujlwm tau zoo. Cov teeb meem tseem ceeb yog kev tswj xeb (piv txwv li, vim yog H₂S) thiab kev tswj cov pa roj uas tsis tuaj yeem ua kom sib xyaw.
2. Lub tshuab cua sov rau lub zog ua pa ceev ceev
Feem ntau pom muaj nyob rau hauv cov teb geothermal. Cov kua geothermal raug sib cais hauv lub separator; cov pa dej tsav lub turbine. Hauv ob lub flash, cov pa dej los ntawm ob qho tib si siab thiab qis siab tuaj yeem siv los ua kom cov zis tawm ntau ntxiv. Cov teeb meem tsim qauv nce ntxiv vim yog qhov sib txawv ntawm qhov hnyav, qhov tsis zoo ntawm cov pa dej, thiab qhov muaj peev xwm rau cov dej ntws los ntawm lub separator.
3. Turbine ntawm lub voj voog binary (ORC / Kalina)
Rau qhov kub nruab nrab lossis thaum tsis tuaj yeem ua kom cov dej ntsev qhuav ncaj qha. Lub turbine ua haujlwm nrog cov kua organic (piv txwv li, isobutane, pentane) lossis cov khoom sib xyaw ammonia-dej. Tus qauv tsim zoo ib yam li lub turbine Rankine voj voog organic, tab sis tseem yuav tsum tau saib xyuas kev nyab xeeb, kev sib khi, thiab kev sib xws ntawm cov khoom siv.
Cov Ntsiab Cai Tsim Qauv Aerodynamic thiab Cov Theem Turbine
Kev tsim lub turbine pib nrog kev xaiv ntawm ib txoj kev npaj: impulse, reaction, lossis combined. Geothermal turbines feem ntau siv ntau theem configuration los maj mam rho tawm lub zog los ntawm cov pa siab mus rau lub condenser siab. Cov kev ntsuas tseem ceeb uas tau xav txog suav nrog:
- Qhov piv ntawm lub siab thiab qhov poob ntawm enthalpy: txiav txim siab tus naj npawb ntawm cov theem thiab qhov loj ntawm cov hniav.
- Qhov ceev tshwj xeeb: coj kev xaiv ntawm hom turbine (axial vs radial) thiab geometry theem.
- Qhov zoo ntawm cov pa thiab qhov ntub dej: qhov ntub dej ntawm cov pa thaum kawg, qhov muaj feem yuav lwj thiab txo qis kev ua haujlwm vim yog kev poob.
Kev txhim kho niaj hnub nim no vam khom CFD (Computational Fluid Dynamics) kev simulations los txhim kho cov qauv ntawm cov hniav, cov ces kaum nkag/tawm, thiab txo qhov poob vim yog kev sib cais ntawm cov dej ntws thiab kev ntxhov siab. Ntxiv mus, kev tshuaj xyuas 3D tso cai rau cov neeg tsim qauv kom txo qhov poob dej ntws thib ob ntawm cov lus qhia ntawm cov hniav thiab thaj chaw hub, uas feem ntau tseem ceeb rau cov turbines loj.
Cov Kev Cov nyom tshwj xeeb: Kev yaig, Kev xeb, thiab kev loj hlob
Cov turbines geothermal ntsib peb lub "yeeb ncuab" tseem ceeb uas sib txuas lus:
1. Kev yaig vim yog cov tee dej thiab cov khoom me me
Thaum lub zog qis, cov pa dej feem ntau yuav ua rau cov dej ntws. Cov dej ntws ceev ceev tuaj yeem ua rau ntug ntawm cov hniav lwj. Kev tsim qauv txo qis suav nrog kev siv cov qhov dej ntws, kev tswj qhov kub ntawm lub condenser, thiab kev xaiv cov ntaub ntawv thiab cov txheej txheem tiv thaiv kev lwj.
2. Kev xeb tshuaj lom neeg
H₂S, CO₂, thiab chloride tuaj yeem ua rau muaj kev xeb pitting thiab kev ntxhov siab xeb tawg. Yog li ntawd, kev xaiv cov khoom siv (piv txwv li, qee cov hlau sib xyaw, cov hlau tsis xeb, lossis cov ntaub ntawv uas muaj kev tiv thaiv saum npoo) yog qhov tseem ceeb heev. Tus qauv tsim kuj yuav tsum xav txog cov chaw tsis muaj zog xws li cov hauv paus hniav disc, bolts, thiab kev sib khi.
3. Kev ua kom cov av nplaum lo/cov av nplaum lo
Cov silica thiab lwm yam minerals tuaj yeem tso rau ntawm cov nozzles, blades, lossis txoj kev ntws, hloov pauv geometry thiab txo qhov ua haujlwm tau zoo. Cov tswv yim tswj feem ntau suav nrog kev kho cov dej ntsev, kev tswj tshuaj lom neeg, kev tsim cov khoom sib cais kom zoo, thiab cov txheej txheem ntxuav tsis tu ncua.
Cov Khoom Siv, Kev Tsim Khoom, thiab Kev Siv Tshuab Txheej
Kev xaiv cov khoom siv turbine geothermal tsis yog tsuas yog tsom mus rau lub zog kho tshuab xwb tab sis kuj tseem tsom mus rau kev tiv thaiv tshuaj lom neeg. Rau cov rotors thiab cov hniav, kev sib xyaw ua ke ntawm kev tawv, kev tiv thaiv kev qaug zog, thiab kev tiv thaiv corrosion yog qhov tseem ceeb heev. Hauv kev xyaum, cov chaw tsim khoom tuaj yeem siv:
- Cov hlau tsis xeb lossis cov hlau sib xyaw uas muaj kev kho tshwj xeeb rau cov khoom uas kov ncaj qha rau cov pa.
- Txheej tiv thaiv kev yaig / xeb ntawm theem kawg ntawm cov hniav.
- Kev ua kom tawv ntawm qhov chaw hauv cov cheeb tsam uas muaj cov dej ntws los sib tsoo.
Los ntawm kev pom ntawm kev tsim khoom, qhov tseeb ntawm cov hniav txiav txim siab qhov ua tau zoo. 5-axis CNC machining, CMM kev tshuaj xyuas, thiab kev sib npaug ntawm lub rotor ceev yog tus qauv. Hauv qee qhov kev txhim kho, kev tsim khoom ntxiv rau cov khoom nyuaj, txawm hais tias nws daim ntawv thov rau cov khoom tseem ceeb tseem xav tau kev lees paub zoo.
Kev Sib Koom Ua Ke: Condenser, NCG, thiab Kev Tswj Xyuas Kev Ua Haujlwm
Cov turbines tsis yog cov khoom sib xyaw ua ke. Kev ua haujlwm ntawm turbine yog cuam tshuam los ntawm lub zog tso pa tawm uas lub condenser tso tawm. Hauv cov chaw tsim hluav taws xob geothermal, cov pa roj uas tsis sib xyaw (NCGs) xws li CO₂ tuaj yeem ua rau lub zog condenser nce ntxiv yog tias lub kaw lus rho tawm roj tsis txaus - qhov cuam tshuam ncaj qha uas txo lub zog turbine. Yog li ntawd, kev tsim turbine yuav tsum tau koom ua ke nrog:
- Lub kaw lus condenser (kev sib cuag ncaj qha lossis lub condenser nto)
- Lub tshuab nqus tsev thiab roj tshem tawm (lub tshuab rho pa, lub twj nqus tsev ua kua, lossis kev sib xyaw ua ke)
- Kev tswj hwm lub valve tseem ceeb thiab tus tswv xeev rau kev ruaj khov zaus thiab kev tswj hwm kev thauj khoom
- Kev tiv thaiv tiv thaiv dej kom cov kua tsis nkag mus rau hauv lub turbine thaum lub sijhawm hloov pauv
Cov kev tsim kho tshiab tsis ntev los no kuj tseem hais txog cov cuab yeej siv digital los saib xyuas kev co, qhov kub ntawm lub bearing, qhov siab, thiab kev ua haujlwm zoo. Nrog cov ntaub ntawv keeb kwm, cov neeg ua haujlwm tuaj yeem siv kev saib xyuas ua ntej kom txo lub sijhawm tsis ua haujlwm.
Kev Tsim Qauv Kev Ntseeg Tau: Kev Co, Bearings, thiab Sealing
Cov turbines ua haujlwm ntawm qhov ceev ceev thiab muaj kev kub ntxhov thiab kev thauj khoom cyclic. Kev tshuaj xyuas Rotordynamic yog qhov yuav tsum tau ua kom ntseeg tau tias cov resonances tsis tshwm sim hauv qhov ntau ntawm kev ua haujlwm. Bearings (journal thiab thrust bearings) yuav tsum muaj peev xwm tswj tau cov axial loads vim qhov sib txawv ntawm lub siab thaum tswj hwm rotor stability.
Kev kaw kuj tseem ceeb heev vim tias cov pa dej xau ua rau txo qhov ua haujlwm tau zoo thiab tuaj yeem ua rau muaj cov kuab paug. Cov foob pob zeb hauv qhov chaw sib xyaw ua ke siv dav dav, tab sis lawv cov qauv tsim yuav tsum tau hloov kho kom ntseeg tau tias lawv tiv taus cov av thiab tiv taus kev hnav.
Kev Taw Qhia Txog Kev Txhim Kho Geothermal Turbine
Cov kev tsim kho tshiab ntawm lub zog cua sov hauv av (geothermal turbine) tab tom txav mus raws ntau txoj kab tseem ceeb. Ua ntej, kev txhim kho kev ua haujlwm zoo los ntawm kev ua kom zoo dua qub los ntawm 3D aerodynamic, kev txhim kho thaum kawg, thiab kev txo qhov poob sab hauv. Qhov thib ob, kev txhim kho kev ruaj khov los ntawm cov ntaub ntawv tshiab, cov txheej txheej muaj zog dua, thiab cov qauv tsim uas tiv taus cov pa dej ntub. Qhov thib peb, kev siv digital los ntawm cov sensors tiag tiag, kev tshuaj xyuas kev ua tau zoo, thiab cov txheej txheem tswj hwm uas hloov kho rau ntau yam xwm txheej ntawm qhov dej.
Ntxiv mus, qhov sib txawv ntawm kev siv cov peev txheej kub nruab nrab yog tsav tsheb txoj kev loj hlob ntawm cov turbines ORC me me thiab ua haujlwm tau zoo dua. Ntawm qhov tod tes, cov tswv yim geothermal hybrid - piv txwv li, kev koom ua ke nrog cov cua sov pov tseg hauv kev lag luam lossis cov tshuab cia khoom thermal - tab tom qhib qhov xav tau rau cov turbines uas yoog tau rau kev hloov pauv ntawm cov khoom thauj.
Kev kaw
Kev tsim thiab kev txhim kho cov turbines rau cov chaw tsim hluav taws xob geothermal yog ib qho txheej txheem nyuaj, sib npaug ntawm kev siv hluav taws xob zoo, kev tiv taus cov dej khib nyiab thiab cov dej khib nyiab, thiab kev ua haujlwm ntev. Kev vam meej ntawm lub turbine geothermal tsis yog txiav txim siab los ntawm cov duab ntawm cov hniav lossis tus lej ntawm cov theem xwb, tab sis kuj los ntawm kev koom ua ke ntawm lub kaw lus cais, condenser, NCG tswj, cov tswv yim khoom siv, thiab kev tswj hwm kev ua haujlwm. Nrog kev nce qib hauv CFD, cov cuab yeej siv khoom siv, thiab kev saib xyuas digital, cov turbines geothermal txuas ntxiv hloov zuj zus kom ua haujlwm tau zoo dua, ruaj khov, thiab pheej yig dua - txhawb nqa lub luag haujlwm ntawm geothermal ua lub hauv paus hluav taws xob txhim khu kev qha, huv si yav tom ntej.
