Геотермальная установка с бинарным циклом использует глубокую скважину с горячим, соленым и химически агрессивным рассолом для испарения вторичной рабочей жидкости, такой как изобутан или пентан. Теплообменник, отвечающий за охлаждение рассола перед повторной закачкой, должен работать непрерывно в условиях сильного химического воздействия и воздействия отложений. АОболочка-и-трубчатый теплообменник из ПТФЭхорошо подходит для этой сложной задачи, обеспечивая долгосрочную-стойкость к коррозии, загрязнению и термическому разложению.
Функция теплообменника из ПТФЭ при охлаждении геотермального рассола
ВТефлоновый теплообменник, геотермальное бинарное охлаждение соляным растворомПри применении геотермальная жидкость обычно имеет температуру 100–150 градусов и подается через трубчатую сторону теплообменника. Этот рассол часто содержит высокие концентрации хлоридов, растворенных газов, кремнезема и микроэлементов, что создает одну из самых агрессивных сред промышленной теплопередачи.
Трубки из ПТФЭ обеспечивают химически инертный барьер, который предотвращает прямое взаимодействие рассола с любой металлической поверхностью. Это устраняет основные механизмы разрушения, наблюдаемые в обычных сплавах, в том числе:
Питтинговая коррозия, вызванная хлоридом-
Коррозионное растрескивание под напряжением нержавеющих сталей
Разрушение материала,-вызванное кислотой
В геотермальных средах, где соленость может в десять раз превышать соленость морской воды, эти виды отказов особенно серьезны и часто приводят к преждевременной замене теплообменника.
Сопротивление масштабированию и стабильность теплопередачи
Отложения кремнезема являются одной из наиболее постоянных проблем эксплуатации геотермальных систем. По мере охлаждения рассола растворенный кремнезем выпадает в осадок и образует изолирующий слой на поверхностях теплопередачи. В металлических теплообменниках это приводит к быстрому снижению производительности и частым циклам химической или механической очистки.
ПТФЭ предлагает значительные эксплуатационные преимущества благодаря своим:
Чрезвычайно низкая поверхностная энергия
Гладкая, не-внутренняя поверхность трубки без прилипания.
Уменьшение мест зародышеобразования для отложения минералов
Результатом является заметное снижение прилипания накипи и снижение скорости загрязнения. Даже при отложении слабая связь с поверхностью ПТФЭ повышает эффективность периодической промывки.
На геотермальных электростанциях охладитель из ПТФЭ представляет собой надежную,-нержавеющую рабочую лошадку, непрерывно извлекающую тепловую энергию из собственного солевого резервуара Земли и одновременно противодействующую загрязнению, которое могло бы вывести из строя обычные металлические системы.
Аспекты термических и механических характеристик
Хотя ПТФЭ имеет более низкую теплопроводность, чем металлы, длительный срок службы и стабильное состояние поверхности часто компенсируют это ограничение при использовании в геотермальных целях. Теплопередача остается более стабильной с течением времени, поскольку слои загрязнения сведены к минимуму.
Кроме того, трубки из ПТФЭ обеспечивают механическую гибкость, что позволяет частично разместить:
Тепловое расширение при циклическом использовании 100–150 градусов.
Колебания давления от насосов обратного впрыска
Незначительная вибрация из-за двух-фазного потока.
Такая гибкость снижает концентрацию напряжений в соединениях труб-с-трубной решеткой и повышает долгосрочную-надежность при циклической геотермальной работе.
Примечание разработчика: требования к предварительной обработке
Геотермальный рассол не только химически агрессивен, но и физически абразивен. В зависимости от характеристик скважины могут присутствовать песок, обломки горных пород и взвешенные вещества.
Для надежной работы теплообменника из ПТФЭ обычно требуется подготовка на входе:
Предварительная-фильтрация для удаления крупных частиц
Отстойники для отделения тяжелых твердых частиц
Стабилизация потока для уменьшения ударной эрозии труб.
Без такой предварительной обработки может произойти физическое засорение или механическое повреждение, независимо от химической стойкости ПТФЭ.
Надежность системы при работе в двоичном цикле
Геотермальные установки с бинарным циклом зависят от эффективности непрерывной рекуперации тепла. Любое снижение теплопередачи напрямую снижает выходную мощность. Тефлоновые теплообменники рассчитаны на длительную эксплуатацию с минимальным вмешательством в очистку, что повышает общую эксплуатационную готовность установки.
Ключевые преимущества включают в себя:
Устойчивость к хлоридной-коррозии
Снижение отложений кремнезема и скорости загрязнения.
Стабильные характеристики теплопередачи в течение длительного времени.
Увеличенные интервалы обслуживания по сравнению с металлическими теплообменниками.
Заключение
Теплообменник из ПТФЭ играет решающую роль в геотермальных системах с бинарным циклом, обеспечивая долговечную и не требующую-обслуживания теплопередачу в одной из самых химически агрессивных жидкостей, встречающихся в производстве электроэнергии. Кислый рассол с высоким содержанием-хлоридов эффективно устраняется без образования язв, образования накипи-вызванных сбоями или быстрой потери эффективности.
Системы охлаждения рассола геотермального бинарного цикла с теплообменником из ПТФЭ демонстрируют, как химически инертные материалы могут превратить геотермальный рассол из коррозионного источника в стабильный и эффективный энергоноситель.
Самые глубокие и горячие воды Земли все чаще используются для производства электроэнергии за счет использования материалов, созданных не для реагирования, а для выдерживания.
