Lilo Imọ-ẹrọ Turbine ninu Agbara Geothermal
Agbara ilẹ jẹ́ orísun agbára tí a lè sọ di tuntun pẹ̀lú agbára pàtàkì, pàápàá jùlọ ní àwọn orílẹ̀-èdè tí ó wà ní ẹ̀bá Oruka Ina, bíi Indonesia. Láìdàbí agbára oorun àti afẹ́fẹ́, tí ó sinmi lórí ipò ojú ọjọ́, agbára ilẹ̀ a lè lò déédéé jálẹ̀ ọdún. Lẹ́yìn agbára àwọn ilé iṣẹ́ agbára ilẹ̀ afẹ́fẹ́ (PLTP) láti ṣe iná mànàmáná ní ìgbẹ́kẹ̀lé ni ohun pàtàkì kan wà tí ó ń pinnu ìṣeéṣe àti ìgbẹ́kẹ̀lé ètò náà: turbine. Àwọn turbines ń yí agbára ooru láti omi geothermal padà sí agbára ẹ̀rọ, èyí tí a óò wá yí padà nípasẹ̀ generator sí agbára iná mànàmáná. Àpilẹ̀kọ yìí ń jíròrò lílo ìmọ̀ ẹ̀rọ turbine nínú agbára geothermal, pẹ̀lú àwọn irú rẹ̀, bí ó ṣe ń ṣiṣẹ́, àti àwọn ìpèníjà àti àwọn àtúnṣe tí ó wà nínú rẹ̀.
Àwọn Ìlànà Pàtàkì ti Ìṣẹ̀dá Agbára Igbóná
Agbára ooru ilẹ̀ ayé wá láti inú ooru inú ilẹ̀, èyí tí ó ń mú kí omi gbóná tàbí omi nínú àwọn ibi ìtọ́jú omi lábẹ́ ilẹ̀. Omi yìí lè jẹ́ èéfín, omi gbígbóná tí ó ní ìfúnpọ̀ gíga, tàbí àpapọ̀ méjèèjì. Nípa lílo àwọn kànga ìṣẹ̀dá, a máa ń mú omi náà wá sí ojú ilẹ̀ fún lílò. Ní ìpele yìí, turbine kan di ohun èlò pàtàkì fún gbígba agbára láti inú èéfín tàbí omi tí a fi ìfúnpọ̀ ṣe.
Ni gbogbogbo, iṣẹ-ṣiṣe ile-iṣẹ agbara geothermal ni: iṣelọpọ omi lati inu kanga, iyapa steam ati omi (ti o ba jẹ dandan), sisan steam/omi si turbine, iyipada agbara si ina, ati lẹhinna isunmi omi ati atunlo sinu apọn. Atunlo ṣe pataki fun mimu iduroṣinṣin apọn ati idinku awọn itujade.
Ipa ti awọn turbines ninu iyipada agbara
Àwọn turbines ń ṣiṣẹ́ lórí ìlànà yíyí agbára ooru àti ìfúnpọ̀ padà sí agbára kinetic àti lẹ́yìn náà agbára mechanical. Ooru tàbí omi onípele gíga ni a darí sí àwọn abẹ́ turbine. Bí omi náà ṣe ń ṣàn tí ó sì ń fẹ̀ sí i, ó ń tì àwọn abẹ́ náà, ó sì ń yí rotor náà padà. Lẹ́yìn náà, a máa ń yí i padà sí ẹ̀rọ amúṣẹ́dá, tí yóò sì mú iná mànàmáná jáde.
Àwọn ohun èlò bíi steam (títẹ̀, ìgbóná, àti ọ̀rinrin), abẹ́, ètò ìṣàkóso, àti dídára ohun èlò ló ń darí iṣẹ́ turbine. Nítorí pé àwọn ohun èlò bíi geothermal sábà máa ń ní àwọn gáàsì tí ó ti yọ́ (bíi CO₂ àti H₂S) àti àwọn ohun alumọ́ni (silica, chloride), àwọn turbines geothermal nílò àwọn àwòrán tí ó lè kojú ìbàjẹ́ àti ìbàjẹ́ ju àwọn turbines steam ìbílẹ̀ lọ.
Àwọn Irú Àwọn Turbine Nínú Àwọn Ilé Iṣẹ́ Agbára Groundthermal
A maa n pin lilo imo ero turbine ninu geothermal si orisirisi eto ero isise, ọkọọkan pelu turbine ti o baamu.
1. Turbine Steam Gbẹ
Àwọn ètò ìgbóná gbígbẹ máa ń lo àwọn ibi ìtọ́jú omi tí ó máa ń mú kí ìgbóná gbẹ́ tí omi kò sì pọ̀ tó. Ìgbóná láti inú kànga náà máa ń ṣàn tààrà sí turbine láìsí àwọn ìlànà ìyàsọ́tọ̀ tó díjú. Àwọn turbine gbígbẹ máa ń rọrùn ní ti ìlànà, ṣùgbọ́n wọ́n dára fún àwọn pápá geothermal níbi tí ìgbóná gbígbẹ kò pọ̀ tó.
Àǹfààní pàtàkì rẹ̀ ni pé ó máa ń ṣiṣẹ́ dáadáa nítorí pé ooru ò dínkù. Síbẹ̀síbẹ̀, a gbọ́dọ̀ máa tọ́jú dídára èéfín kí ó má baà rọ̀ jù, nítorí pé omi lè fa ìfọ́ lórí àwọn abẹ́ turbine.
2. Turbine Steam Flash (Flash Kan/Meji)
Ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ pápá ìgbóná ilẹ̀, omi tó ń jáde láti inú kànga náà jẹ́ omi gbígbóná tó ní ìfúnpọ̀ gíga. Nígbà tí a bá dín ìfúnpọ̀ náà kù nínú ohun èlò ìyapa, a máa ń “fọ́n” díẹ̀ nínú omi náà sí “èéfín”. A máa ń lo ìfúnpọ̀ yìí láti yí turbine padà. A máa ń pe ètò yìí ní ìfúnpọ̀ flash.
– Flash kan ṣoṣo: nlo ipele ipinya/filasi kan lati ṣe agbejade steam.
– Ìfọ́ná méjì: ṣíṣe ìfọ́ná kejì pẹ̀lú ìfúnpá díẹ̀ láti mú kí ìṣẹ̀dá steam àti agbára pọ̀ sí i.
Àwọn turbines oníná mànàmáná wọ́pọ̀ gan-an nítorí wọ́n yẹ fún àwọn ibi ìpamọ́ ooru àárín sí òtútù gíga. Àwọn ìpèníjà náà pẹ̀lú ìṣàkóso ìwọ̀n (ìpamọ́ ohun alumọ́ọ́nì) lórí àwọn páìpù, ìpínyà, àti turbine, àti ṣíṣàkóso àwọn gáàsì tí kò ṣeé gbára, èyí tí ó lè dín agbára condenser kù.
3. Turbine ninu Eto Yiyi Alakomeji (ORC/Kalina)
Fún àwọn ibi ìpamọ́ tí ó ní iwọ̀n otútù díẹ̀, ètò ìyípo onípele méjì ló gbéṣẹ́ jù. Omi onípele ilẹ̀ kì í darí turbine náà ní tààrà, dípò bẹ́ẹ̀ ó ń gbóná omi oníṣẹ́ kejì (fún àpẹẹrẹ, isobutane, isopentane, tàbí àdàpọ̀ omi ammonia) nípasẹ̀ ohun èlò ìyípadà ooru. Omi onípele kejì ní ibi tí ó ń hó díẹ̀, èyí tí ó ń jẹ́ kí turbine náà gbẹ kí ó sì máa wakọ̀.
Iru turbine ti a lo ni igbagbogbo jẹ turbine imugboroosi fun awọn omi Organic (ninu Organic Rankine Cycle/ORC) tabi turbine ti a ṣe adani fun iyipo Kalina. Anfani ti iyipo alakomeji ni awọn itujade kekere pupọ nitori omi geothermal n kaakiri ni iyipo pipade ati pe a ko tu silẹ sinu afẹfẹ. Pẹlupẹlu, imọ-ẹrọ yii ṣii awọn aye fun lilo awọn aaye geothermal alabọde-iwọn otutu ti ko ni eto-ọrọ tẹlẹ.
Apẹrẹ Turbine Geothermal ati Imọ-ẹrọ Ohun elo
Àwọn turbines ilẹ̀ ayé gbọ́dọ̀ kojú àwọn ipò ìṣiṣẹ́ tó le koko. H₂S àti CO₂ lè fa ìbàjẹ́, nígbà tí chlorides àti àwọn èròjà líle lè mú kí ìfọ́ omi yára. Nítorí náà, àwọn abẹ́ turbine àti casings sábà máa ń lo àwọn irin alloy pàtàkì, àwọn ìbòrí tí kò ní jẹ́ kí ó jóná, àti àwọn àpẹẹrẹ tí ó dín àwọn agbègbè ìfọ́ omi kù níbi tí àwọn ohun tí a fi ń tọ́jú nǹkan sí i rọrùn láti ṣẹ̀dá.
Apẹrẹ igbalode tun gba:
– Eto lilẹ ti o dara si lati dena jijo eemi ati mu ṣiṣe pọ si.
- Iṣakoso oni-nọmba ati awọn sensọ ipo (gbigbọn, iwọn otutu, titẹ) fun itọju asọtẹlẹ.
– Ṣíṣe àtúnṣe aerodynamics abẹfẹlẹ kí ó lè ṣiṣẹ́ ní ìdúróṣinṣin ní ìyàtọ̀ nínú ẹrù àti dídára ìgbóná.
Pẹlu ọna yii, igbẹkẹle turbine pọ si ati pe awọn akoko atunṣe le fa siwaju, eyiti o yorisi awọn idiyele iṣiṣẹ ti o munadoko diẹ sii.
Àwọn Ìpèníjà Ìṣiṣẹ́: Ọrinrin, Fífẹ̀, àti Àwọn Gáàsì Tí Kò Lè Dínkù
Ọ̀kan lára àwọn ìṣòro pàtàkì pẹ̀lú àwọn turbines geothermal ni steam tutu. Tí omi bá pọ̀ jù, àwọn ìṣàn omi kékeré lè kọlu àwọn abẹ́ ní iyàrá gíga, èyí tí yóò fa ìfọ́. Nítorí náà, ètò ìyàsọ́tọ̀ omi àti omi gbígbóná ṣe pàtàkì láti mú kí gbígbẹ ìpín náà sunwọ̀n síi kí steam náà tó wọ inú turbine náà.
Iṣoro miiran ni wiwọn iwọn, paapaa fifi silica ati carbonate silẹ. Awọn idogo wọnyi le di awọn nozzles, dinku agbegbe iyipo sisan, ati dinku ṣiṣe turbine. Lati yanju eyi, awọn oniṣẹ nlo awọn iṣakoso kemikali (fun apẹẹrẹ, atunṣe pH), apẹrẹ pipe pipe, ati mimọ deede.
Àwọn gáàsì tí kì í ṣe condensable (NCGs) bíi CO₂ tún lè ba iṣẹ́ condenser jẹ́ nípa dídínà ìgbéjáde ooru. Nítorí náà, àwọn ilé iṣẹ́ agbára geothermal sábà máa ń ní ètò ejector tàbí vacuum pump láti yọ NCGs kúrò nínú condenser, láti tọ́jú vacuum, àti láti mú kí turbine jáde pọ̀ sí i.
Ìtọ́sọ́nà Ìṣẹ̀dá-ẹ̀dá àti Ìdàgbàsókè
Àwọn ìdàgbàsókè lọ́wọ́lọ́wọ́ nínú ìmọ̀ ẹ̀rọ turbine geothermal ń yọrí sí ìṣiṣẹ́ àti ìyípadà tó pọ̀ sí i. Ìṣẹ̀dá tuntun pàtàkì kan ni ìmúṣẹ àwọn turbine modular fún àwọn iṣẹ́ kékeré sí àárín, tó yẹ fún àwọn agbègbè tó jìnnà. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, ìṣọ̀kan ti binary cycle gẹ́gẹ́ bí bottoming cycle nínú àwọn ilé iṣẹ́ agbára geothermal flash steam ni a ń ṣe, nípa lílo ooru tó kù (brine) láti ṣe iná mànàmáná afikún.
Àwọn ètò ìṣàkóso tí ó dá lórí AI àti àgbéyẹ̀wò dátà ni a tún ń lò láti sọ àsọtẹ́lẹ̀ ìbàjẹ́ àwọn ẹ̀yà ara, láti mú kí iṣẹ́ wọn sunwọ̀n síi, àti láti dín àkókò ìjákulẹ̀ kù. Àwòrán nọ́mbà ń jẹ́ kí àwọn olùṣiṣẹ́ ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ọgbọ́n ìṣiṣẹ́ tí ó ń ṣe àtúnṣe iṣẹ́ iná mànàmáná àti ìdúróṣinṣin ibi ìpamọ́.
Ipari
Àwọn turbines ni ọkàn àwọn ilé iṣẹ́ agbára geothermal, wọ́n ń kó ipa tààrà nínú yíyí agbára geothermal padà sí iná mànàmáná. Oríṣiríṣi turbines—ìgbóná gbígbẹ, ìgbóná flash, àti binary cycle—ni a yàn ní ìbámu pẹ̀lú àwọn ànímọ́ ibi ìpamọ́ àti ìwọ̀n otútù omi. Lílo ìmọ̀ ẹ̀rọ turbine nínú agbára geothermal nílò àwọn ohun èlò àti àwọn àpẹẹrẹ tí ó le ko ipata, ìfọ́, àti àwọn ohun alumọ́ọ́nì. Àwọn ìpèníjà bíi steam tutu, scaling, àti àwọn gaasi tí kò lè rọ̀pọ̀ gbọ́dọ̀ jẹ́ èyí tí a gbọ́dọ̀ ṣàkóso nípasẹ̀ àpẹẹrẹ ètò tí ó yẹ, àwọn ìṣàkóso iṣẹ́, àti ìtọ́jú. Pẹ̀lú àwọn àtúnṣe nínú àwòrán turbine, ṣíṣe àwọn ìṣàkóso ní ẹ̀rọ-ìrísí, àti ìṣọ̀kan àwọn iyipo afikún láti lo ooru tí ó kù, agbára geothermal lè jẹ́ òpó pàtàkì nínú ìyípadà sí ètò agbára mímọ́, tí ó ṣeé gbẹ́kẹ̀lé, àti tí ó dúró pẹ́.
