1. Верхне-Мутновская ГеоТэс

Верхне-Мутновская ГеоТЭС мощностью 12 МВт (3х4 МВт) явля­ется опытно-промышленной очередью Мутновской ГеоТЭС проектной мощностью 200 МВт, создаваемой для электроснабжения Петропав- ловск-Камчатского промышленного района. В настоящее время на пло­щадке имеются три эксплуатационные скважины, суммарный дебит па­ра из которых превышает потребность трех устанавливаемых энергомо­дулей по 4 МВт с паровыми турбинами. Кроме того, эти энергомодули не полностью используют тепло отсепарированной термальной воды, закачиваемой в пласт с температурой 150 °C. В проекте последующих очередей Мутновской ГеоТЭС также не предусматривается использова­ние тепла термальной воды, поэтому с применением только паровых турбин общая мощность ГеоТЭС на Мутновском месторождении не превысит 200 МВт.

Предлагается в течение трех лет разработать и испытать на Верх- не-Мутновской ГеоТЭС пилотный двухконтурный аммиачный энерго­модуль мощностью 6 МВт, работающий на избыточном паре из сущест­вующих скважин и тепле сбросной геотермальной воды, которая будет дополнительно охлаждаться до 100 °C.

Создание и испытания пилотного образца аммиачного энергомо­дуля позволит (наряду с наращиванием мощности Верхне-Мутновской станции до 18 МВт) на 40.50 % увеличить мощность Мутновской ГеоТЭС при тех же объемах бурения путем совместного применения паровых и аммиачных энергоустановок. При этом себестоимость элек­троэнергии снижается на 20.30 % за счет более эффективного исполь­зования геотермального тепла.

Комбинированные ГеоТЭС - будущее геотермальной энергетики Камчатки. Два крупнейших месторождения парогидротерм Камчатки - разрабатываемое Мутновское и перспективное Нижне-Кошелевское, способны на многие десятилетия полностью обеспечить энергетические потребности региона. Они расположены в горных местностях с небла­гоприятным климатом. Среднегодовая температура отрицательная, глу­бина снега до 10 м. Это существенно затрудняет и удорожает строи­тельство и эксплуатацию геотермальных электростанций.

Как известно, поступающая из геотермальных скважин пароводя­ная смесь имеет сложный химсостав. Содержание солей в водяной фазе до 2 г/л, в том числе много кремнекислоты, в паре значительное количе­ство неконденсирующихся газов, включая сероводород. Это ограничи­вает возможность глубокого использования теплового потенциала гео­термального теплоносителя в традиционном цикле ГеоТЭС с конденса­ционными паровыми турбинами, не позволяя получать дополнительный пар расширением воды и глубокий вакуум в конденсаторе. Сильный ве­тер, мороз, обильные снегопады в сочетании с высокой влажностью создают угрозу образования льда в обычно применяемых на ГеоТЭС влажных градирнях, что может привести к останову энергоблоков и да­же к разрушению градирен.

На предлагаемых ГеоТЭС комбинированного цикла эти проблемы в значительной степени решаются. Если применить паровые турбины с близким к атмосферному противодавлением и направить отработанный пар в конденсатор, являющийся одновременно парогенератором нижне­го контура станции с турбинами на низкокипящем незамерзающем ра­бочем теле, то суммарную выработку электроэнергии можно значитель­но повысить за счет снижения температуры отвода тепла из цикла. Кон­денсация пара низкокипящего рабочего тела осуществляется в воздуш­ном конденсаторе, поэтому полезная мощность станции зимой значи­тельно возрастает вместе с ростом потребности в электроэнергии. Кро­ме того, нет затрат пара на эжекторы для удаления неконденсирующих- ся газов, можно также частично использовать тепло геотермальной во­ды для перегрева пара низкокипящего рабочего тела. Облегчается зим­няя эксплуатация станции, так как нет открытого контакта воды с воз­духом (станция «сухая»), а температура воды в теплообменных аппара­тах и трубопроводах не опускается ниже 60 °С. Комбинированные Гео- ТЭС уже работают за рубежом, но в районах с тропическим климатом, где их эффективность не может проявиться в полную силу из-за высо­ких температур воздуха. Для северных районов вышеуказанные пре­имущества таких станций обеспечивают большие перспективы их при­менения. В проходящем сейчас международном тендере на строитель­ство первой очереди Мутновской ГеоТЭС станция комбинированного цикла рассматривается в качестве одного из возможных вариантов.