Visión general
Proceso híbrido en centrales geotérmicas
Proveedor de soluciones completas para procesos geotérmicos
Las centrales geotérmicas híbridas combinan dos procesos en una sola planta para aumentar el aprovechamiento de la energía: se trata de un proceso de vapor flash y del proceso binario u ORC. La salmuera geotérmica caliente (170 - 260 °C) no llega a hervir debido a la presión existente en el fondo del pozo. La salmuera se bombea a la superficie mediante bombas de pozo multietapa: la caída de presión hace que la salmuera caliente se convierta en vapor. Para separar el vapor de la salmuera condensada se utiliza un separador. El vapor separado (5 - 10 bar, 150 - 220 °C) se lava, se seca y se utiliza para propulsar una turbina de vapor. En las plantas híbridas, la energía restante del vapor que sale de la turbina se utiliza en un ORC (ciclo orgánico de Rankine) para evaporar el fluido de trabajo (normalmente pentano). La mezcla de salmuera y vapor condensado se reinyecta en el campo geotérmico mediante bombas de alta presión. El ciclo Rankine orgánico es un ciclo cerrado que utiliza un fluido de trabajo orgánico (iso-pentano o iso-butano), que tiene una temperatura de ebullición inferior a la del agua. El lazo se mantiene aislado de la salmuera gracias al diseño del intercambiador de calor del pre-calentador y el evaporador. El fluido de trabajo se precalienta primero y luego se evapora; el gas (aprox. 20 bares, a 150 °C) impulsa la turbina, generando electricidad. El gas utilizado (aprox. 4 bar 75 °C) se devuelve, como líquido de nuevo, en el condensador. La bomba de alimentación cierra el lazo y vuelve a iniciar el ciclo.
El vapor geotérmico contiene NCGs y está cerca de la saturación o incluso húmedo. Su medición fiable y precisa es un reto. KROHNE ofrece soluciones de medición de caudal específicas diseñadas para las condiciones de vapor específicas basadas en tubos OPTIBAR Venturi calibrados en fábrica con cámaras anulares y secciones de cuello y cono de entrada de acero inoxidable de alta calidad, junto con los transmisores de presión diferencial OPTIBAR DB 7060 C y otros componentes como solución completa de medición de caudal. Utilizando el sistema de gas húmedo de KROHNE,ya probado en la industria y basado en el método de relación de pérdida de carga , es posible controlar en línea los cambios del proceso, por ejemplo, los cambios repentinos de la humedad del vapor y el arrastre de líquido a la turbina de vapor. Esta herramienta constituye en sí un potente sistema para la supervisión de la integridad de la planta, mejora la seguridad del proceso y aumenta la vida útil de las turbinas.
La salmuera geotérmica está caliente y es corrosiva: contiene H2S, sílice y otras sustancias no deseadas. Puede producirse un vacío en las líneas, junto con temperaturas elevadas. KROHNE dispone de la tecnología de medición más adecuada para cada punto de medición, basada en caudalímetros electromagnéticos OPTIFLEX específicos con revestimientos especiales que ofrecen una baja resistencia a la difusión y al vacío. El pentano, el butano y otros fluidos de bajo punto de ebullición se utilizan como fluidos ORC en plantas binarias e híbridas. Los caudales y niveles en el ciclo orgánico de Rankine deben medirse para un control eficiente y seguro del proceso. Los caudalímetros másicos OPTIMASS Coriolis y los caudalímetros ultrasónicos OPTISONIC 3400 son ideales para estas aplicaciones del ciclo Rankine. Estos medidores también proporcionan información adicional sobre la densidad del fluido para el diagnóstico del proceso. Los niveles de líquido pueden medirse directamente utilizando medidores de nivel de radar guiado OPTIFLEX 2200 o mediante medidores en by pass tipo BM 26 que pueden incorporar una variedad de tecnologías de sensores de medición diferentes, que también pueden instalarse en configuraciones redundantes.