地热发电中泵的选择

newmaker    来源：世界泵业

欢迎访问e展厅 展厅 2 真空设备/泵展厅 水泵, 罗茨泵, 螺杆泵, 齿轮泵, 离心泵, ... 肯尼亚政府近日作出重大决定：到2017年，其国内地热发电量将由目前的202MW提高至404MW。该计划将为泵解决安装行业创造历史性的美好机遇。因此，我们将在本文中详尽介绍已在地热发电厂内安装完毕的部分泵解决方案。 这项由肯尼亚政府提出的计划，主要围绕如何发展不耗费大量成本的发电技术、减少温室气体的排放以及将环境污染危害降到最低三个方面。 经过多年的表面勘探和钻探后，目前已有两个地热发电厂在距离肯尼亚首都内罗毕120公里的Greater Geothermal Olkaria区域投产运行。由于众多研究发现， Olkaria地区和周边地区可能蕴藏有7,000 MW 至 10,000 MW的潜在电能，因此，越来越多的地热发电厂在这里投入建设，目前该区域正呈现一片热闹的景象。 在Olkaria地区，两个冷凝闪蒸汽电厂（Olkaria I期和Olkaria II期）正处于不同建设阶段，泵解决方案已在其中得到应用，这项解决方案可以提高回灌井和冷凝水的泵送效率。 这两个位于 Olkaria地区的发电厂拥有肯尼亚最大的电力发电机，由肯尼亚发电公司（KenGen）承建。肯尼亚全国80%的发电量来自该公司。尽管电厂在不断建设和运行，但每个电厂的建设阶段都互有不同。两个电厂的发电总量可达到150MW。 在短期内，肯尼亚政府希望将发电量由目前的202MW增加至580MW。发电扩张意味着需要兴建一批新的发电厂，这就给泵解决方案带来了新的机会。 Olkaria I期已有25年的历史（在此期间，厂内发电设备在不断更新），在1981年和1985年间有三个15MW的发电机组陆续投入运行。KenGen说，电站在钻探了33个地热井后，已将其中的31个与电站连接，同时，其中1个用于热注入。涡轮机在5巴进口蒸汽压力和152℃温度条件下，分四个步骤直接冷凝放汽。 KenGen还表示，Olkaria II期电站是非洲最大的地热发电站，发电量达到105 MW。该发电站1期发电机组的能力为70 MW，其它两个发电机组一共35 MW，均为2010年投入使用。 Olkaria II期项目经理Sinclar Knight Mert（SKM）介绍时说，该项目曾经做过数个重要技术变更，比如涡轮机的内腔结构由混凝土变更为钢材、使用现代建筑材料等。 “电厂变更包括在气压密封坑处使用现代封闭泵、冷却塔类型变更等，使用这种变更后的设备类型，使我们的客户明显降低了成本，”SKM补充道。 针对泵设计的变更， SKM说主要是为了“允许蒸汽在比原始设计预期更大的体积范围内被抽取”。 SKM最后表示：“尽管单个原件的成本比原先计划的更高，但总体投资成本还是可以接受的，所供设备的质量也适中。 Olkaria II期项目中用于帮助完成高效率的设备（例如其中的垂直油池泵，由一家世界领先的泵解决方案供应商Flowserve公司提供），包括由Sundyne HMD Kontro生产的再循环泵和运输泵以及由Flowserve公司提供的冷凝水再压注泵。 Sundyne HMD Kontro是一家由HMD 无密封泵有限公司和Kontro公司合并成立的企业，他们的联合提高了再循环泵和运输泵的高效和优势，而该企业产品中就有一台安装于Olkaria II期电站。 “HMD无密封泵有限公司独特的磁传动设计提供了有效的经营效益，让它们成为替代传统密封泵的绝佳产品，”Sundyne同时还说，“泄露等风险会对产量、员工和环境造成伤害，但这些密封泵目前完全没有泄露的风险。此外，整个HMD线不需要替代密封，用到的组件都是精简组件，备用零件库可保持在最小库存水平，帮助客户降低运营预算。” KenGen已在Olkaria II期电站中安装了一台型号为GSA 1.5 x 1 x 5 的Kontro无密封泵，最大功率为2.5马力，流速为2900 rpm。流量为52.8gpm，叶轮直径为4.134英寸。 Sundyne制造的冷凝水再压注泵解决方案是另外一种类型，已安装于Olkaria II期中，2HPX13A模型能力为57m3每小时，转速为2950，叶轮直径为273 mm。 对于冷凝水再压注泵，KenGen选择了一个316不锈钢作为泵套管、叶轮、轴和轴套。之所以优先选用316不锈钢，是因为其耐腐蚀性强，易于成型和焊接，而且其部件也容易与其它配件相匹配。 全球性地热发电研发商Ormat技术公司肯尼亚分公司、Orpower 4公司掌握了Olkaria地区三分之一的地热发电厂，Olkaria III期的发电能力达到55 MW。 Olkaria III期项目中，废汽（蒸汽凝结水）和地热卤水被重新注入地热井，Ormat预计，本项目已完成95%的回注计划，总流量预计约为400-500吨/时，其中包括流量为160吨/时—200吨/时的蒸汽以及240-300吨/时的卤水，总流量含有4%—5%重量分数的不凝性气体。 这些地热发电站已经前所未有地拓展了泵解决方案的使用，提高了地热能的发电能力，并且通过将浓盐水重新高效地注入到地热蓄水池中，来对环境保护做出贡献。 KenGen需要高效能泵的真正原因源于经肯尼亚政府批准的发电机地热推广计划。除了预计额外产生585MW的电力（相当于截至2017年时的全国装机容量的20%）外，发电机还会在新的地方进行钻探，因此它对环境和地表也有不同的要求。 计划中的发电厂包括：将于2014年投产的25MW Eburru，280MW的Olkaria IV期的机组3、4和5（2014年）、70MW的Olkaria I期的机组6、110MW的Olkaria V期，以及140MW的Olkaria II期的机组4和机组5。 其它在地表开发阶段确定的场地包括Longonot、Suswa、Menengai、Korosi、Paka、Silali和Chepchuk。 由于资金的缺乏以及开采此类能源的高风险，导致私有企业不太愿意参与地热发电，开发和评估阶段的钻探进展十分缓慢。然而KenGen在探索发电蒸汽的过程中，正通过使用新技术在不断取得进步，甚至可以钻到更深的深井。 KenGen说：“现代技术使深孔钻井可垂直钻至3千米以上，这可以提高注入蒸汽的效率。” 新的深度要求泵的工艺技术能够提高地热流体通过量，使实现最佳的蒸汽回收和发电成为可能。 然而，深孔钻井也同时带来一些挑战。调查表明，地下水的温度可达280摄氏度至340摄氏度。 在改善高度腐蚀条件方面，Olkaria拥有完美的地理环境，地热发电厂也已公布了采用哪种泵解决方案的决定。 KenGen公司总经理Eddy Njorog曾说过：Olkaria III期在选择泵的解决方案时必须要考虑所使用的流体腐蚀性。 他还表示说：“由于泵送流体具有腐蚀性，所以泵应具备坚固的结构，且在高度腐蚀的环境中也能够运行。泵出现故障或长时间停用都会对发电站及其使用环境产生消极影响”。 KenGen发电站的工程师Henry Wesula说：“除了建设新的发电站之外，KenGen正努力使Olkaria I期运行更长时间，这是发电厂的工程难题，公司希望可以对其进行改造而不是废除。 “Olkaria I期发电站已运行了25年多，由于运营时间过长，该厂已成为一项工程管理难题，大部分的可用备件都不可再进行生产，并且当前的法律框架文件并不适用于当时建设的发电站。” 他建议，将地下储罐封闭纹孔替换成热井泵，因为热井泵更加安全和高效。 Wesula说：“密封泵维修困难，因为它要求关闭整个发电站，并且还有可能给现场工作人员带来有毒气体硫化氢的危险。此外，真空汞的存在减少了钻井时气压真空管的使用，从而会导致凝汽器真空度降低以及发电站陷入瘫痪。” 在几家国际银团（贷款人）与KenGen公司签署完融资协议后，肯尼亚地热能源项目的设备和机器的资金来源有了重大的突破。 地热发电推广计划的投资者包括非洲发展银行、世界银行、德国KFW发展银行、法国发展银行（ADB）和欧洲投资银行。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (11/22/2013)