Производство электроэнергии на геотермальных источниках началось еще на заре XX века. Мощность первой ГеоТЭС в Лардерелло (Италия) соста­вила 200 кВт. К настоящему времени суммарная установленная мощность этой ГеоТЭС превышает 1000 МВт. ГеоТЭС распространены в самых разных странах мира. Сейчас действуют 233 ГеоТЭС суммарной мощностью более 8000 МВт. Строятся еще более 120 станций, мощность которых превышает 3000 МВт. Лидером в строительстве этих станций являются США, где экс­плуатируются ГеоТЭС с мощностью 2917 МВт [87], далее следует Италия — более 1000 МВт [88]. Динамично развивается геотермальная энергетика в Японии, в котрой станция мощностью 22 МВт построена в 1996 г., в 2000 г.

страна имела мощности порядка!00 МВт и планирует их увеличение в 3,5 раза к 2010 году. Крупные станции, использующие глубинное тепло Земли, имеются на Филиппинах (1780 МВт), в Мексике (753 МВт), Новой Зеландии (420 МВт), Индонезии (528 МВт) и других странах [89,90].

Американские фирмы в последнее время ввели в строй действующих Гео - рЭС на Филиппинах и в Индонезии мощностью около 300 МВт.

В России на Камчатке Паужетская Гео ТЭС (Р = 5 МВт) запушена в 1967 г., а в 1982 г. ее мощность доведена до 11 МВт. Строительство Мугновской Гео - ТЭС мощностью 200 МВт под г. Петропавловском-Камчатским затянулось на многие годы. Частично — 50 МВт — станция введена в действие.

Большинство действующих ГеоТЭС работают по одноконтурной схеме (рис. 4.5) [91]. Поступающая из скважины 1 пароводяная смесь направляется в центробежный сепаратор 4, после которого пар имеет степень сухости 0,995. Кстати, российский институ т ЭНИН разработал и опробовал в промышленных условиях гравитационный сепаратор, дающий возможность снизить содержа­ние влаги в паре на один порядок, т. е. до 0,05%. Тем самым уменьшается на порядок минерализация пара.

Затем пар поступает в турбину 9, связанную с электрогенератором 14 Отработав в турбине, пар конденсируется в конденсаторе 10. Часть конденсата подается в градирню 11, где охлаждается и возвращается в конденсатор тур, бины и в конденсатор 7 эжектора 6 насосом 8.

Несконденсировавшиеся газы из эжектора и конденсатора турбины уда, ляются. На добычной скважине устанавливаются шумоглушитель 2 и грязеот - делитель 3. Отходы из этих устройств подаются в скважину захоронения 13.

В усовершенствованной одноконтурной схеме сероводород и другие га­зы из расширителя 5, конденсатора турбины 10 и конденсатора 7 эжектора направляются в установку каталитической очистки, где из сероводорода в присутствии катализатора получается сера, используемая в промышленных целях.

Известно, что геотермальные источники часто очень сильно минерализи­рованы и содержат много опасных элементов, выброс которых в атмосферу недопустим. Поэтому на практике применяют двухконтурные схемы: в первом контуре циркулирует природный теплоноситель и нагревает теплоноситель второго контура. После охлаждения первый теплоноситель снова закачивается в скважину захоронения. В зависимости от температурных условий термаль­ного источника в качестве теплоносителя второго контура может использо­ваться питательная вода, очищенная обычными химическими методами, или низкокипящий теплоноситель типа изобутана (при высокотемпературной гео­термальной воде — 180° С и выше) или хладона R 13В1 для вод с более низ­кой температурой (100 -120° С и выше) [92,93].

Принципиальная тепловая схема двухконтурной экологически чистой геотермальной электростанции на фреоне R-142 российского АО «Кировский завод» изображена на рис. 4.6.

Геотермальный пар из первого контура скважины 1 подается в пароге­нератор 3, проходит в экономайзер 2 и закачивается насосом 8 в скважину захоронения 9. Теплоноситель второго контура (фреон) подогревается в эко­номайзере 2, превращается в пар в парогенераторе 3, поступает в турбину 4, вращающую генератор 5, и после расширения конденсируется в воздуш ном конденсаторе б, который ранее в ГеоТЭС не применялся. Циркуляция фреона во втором контуре обеспечивается конденсатно-питательным насо­сом 7.

Использование двухконтурной схемы позволяет снизить требования к системе подготовки пара. Снимаются проблемы, связанные с коррозией и эро­зией проточной части турбины, воздушного конденсатора под воздействием аїрессивной геотермальной среды.

По двухконтурной схеме с изобутаном в качестве второго теплоносителя парообразование рабочего тела проводится в теплообменнике, который уста­навливается в нагнетательной скважине (скважине захоронения). Через этот теплообменник прокачивается геотермальный пар.

В России в 90-е годы разработана серия блочных геотермальных электро­станций заводской готовности мощностью 0,6; 1,7; 2,5; 6; 12,23 МВт. Такие блоки легко и быстро монтируются на скважине, из них можно создать Гео - ТЭС различной мощности.

Там же в институте ЭНИН им. Кржижановского создается оригинальная модульная установка на рабочем теле, состоящем из водоаммиачной смеси. Вариация концентрации аммнака в растворе дает возможность приспособить такое рабочее тело к любой температуре термальной воды или пароводяной смеси в широком диапазоне от 90 до 220°С.