Bomba de produção para plantas geotérmicas

Removendo o calor da terra para dentro de seu ciclo

As características geológicas exigem bombas inteligentes que ofereçam flexibilidade na construção para se adequar ao seu local de ação. Em poços rasos com menos de -650 m de nível de água, a configuração da bomba vertical do eixo de linha é preferencialmente utilizada. As principais vantagens são a capacidade de adaptação e a manutenção simplificada.

A solução Sulzer atende aos seguintes processos,

  • o recurso hidrotérmico de entalpia média no Rankine orgânico da planta geotérmica de ciclo binário ou ciclo Kalina,   
  • o recurso hidrotérmico de alta entalpia no ciclo binário/intermitente e intermitente a vapor,   

usando a bomba vertical SJT (Geo) apresentada abaixo:

SJT Geo
Vazões
Até 680 m3/h / 3.000 USgpm
Alturas manométricas Até 700 m / 2.300 pés
Pressões
Até 100 bar / 1.450 psi
Temperaturas Até 220°C / 428°F

Processos e aplicações

Planta Geotérmica de Ciclo Binário, Ciclo Orgânico Rankine ou Ciclo Kalina

Planta geotérmica de ciclo binário, ciclo orgânico rankine ou ciclo kalina

Os processos de ciclo binário são bastante frequentes hoje em dia para utilização dos recursos de média entalpia hidrotermal disponíveis no subsolo. Um fluido ativo secundário com um ponto de inflamação a uma temperatura muito mais baixa é aquecido pelo recurso hidrotermal e, então, expandido em uma turbina térmica para acionar um gerador elétrico.

Uma planta de ciclo binário transfere calor do fluido geotérmico quente (105°C< T < 185°C) através de um trocador de calor para vaporizar um fluido ativo secundário como o pentano, isobutano no ciclo orgânico Rankine ou amônia no ciclo Kalina. O fluido ativo é então expandido em uma turbina, condensado e reaquecido em um ciclo fechado. A salmoura é eliminada por reinjeção no solo. A Sulzer dá suporte a esses processos com bombas de Produção (PP), bombas de Reinjeção de Salmoura (BRIP), bombas de Alimentação de Hidrocarbonetos (HFP), bombas de Água de Refrigeração (CWP) e bombas auxiliares.

Sistema Geotérmico Melhorado (EGS) por Rocha Seca

Sistema geotérmico melhorado (EGS) por rocha seca

Os sistemas geotérmicos melhorados por rocha seca estão sendo pesquisados a fundo atualmente. Nesses casos, os recursos hidrotermais não estão disponíveis no subsolo, mas são gerados artificialmente pela estimulação da base rochosa quente fraturada através da injeção de água. Os efeitos dessa tecnologia são normalmente recursos hidrotermais de entalpia muito alta.

Os sistemas geotérmicos melhorados (EGS) por rocha seca têm um poço de injeção (mais profundo que os lençóis freáticos) perfurado dentro da base rochosa quente, que possui conteúdo fluido e permeabilidade limitada. A água é injetada a uma pressão muito alta, normalmente por bombas de êmbolo, para garantir o fraturamento e a reabertura de fraturas existentes a uma certa distância do poço de injeção. O poço de produção, que faz interseção com a rede de fraturas estimuladas, tem circulação de água para extrair o calor da rocha quente. A temperatura de extração da água pode ser maior do que nos campos geotérmicos naturais, resultando em maiores pressões de vaporização e eficiências termodinâmicas mais elevadas. Dependendo da temperatura da água quente em produção (T < 280 ºC), os campos EGS podem ser tipicamente combinados com usinas termoelétricas de ciclo binário ou de vapor de expansão. A Sulzer dá suporte a esses processos com bombas de alta pressão para Reinjeção de Salmoura (BRIP), bombas de Reinjeção de Condensado (CRIP), bombas de Alimentação de Hidrocarbonetos (HFP), bombas de Água de Refrigeração (CWP) e bombas auxiliares.
Planta Geotérmica de Vapor Seco

Planta geotérmica de vapor seco

Os recursos geotérmicos de vapor seco são usados para gerar eletricidade desde o início do século XX. Nesse processo, a fonte de vapor disponível no solo flui naturalmente para alimentar uma turbina térmica, acionando um gerador elétrico.

Uma planta de vapor seco tem poços de produção perfurados até o reservatório geotérmico. O vapor superaquecido pressurizado (180°C < T < 280°C) é trazido à superfície a altas velocidades, percorrendo uma turbina a vapor para gerar eletricidade. O vapor passa através de um condensador e é convertido em água. O condensado é então reinjetado no solo através de poços. A Sulzer dá suporte a esses processos com bombas de Reinjeção de Condensado (CRIP), bombas de Água de Refrigeração (CWP) e bombas auxiliares.
Planta geotérmica de ciclo binário/expansão

Planta geotérmica de ciclo binário/expansão

As plantas de energia geotérmica binária/expansão são também descritas como plantas de ciclo combinado. O objetivo é otimizar a eficiência do ciclo térmico, combinando a alta entalpia dos recursos hidrotermais disponíveis no subsolo através da sua expansão para vapor, enquanto o resíduo de salmoura quente é usado para inflamar um hidrocarboneto ou amônia em um ciclo binário.

Uma planta de ciclo binário/de expansão usa uma combinação de tecnologia binária e de expansão. A porção do fluido geotérmico (185 ºC < T < 220 ºC) que "expande" para vapor sob pressão reduzida é primeiramente convertida em eletricidade com uma turbina a vapor de contrapressão. O vapor de baixa pressão expelido pela turbina de contrapressão é condensado em um sistema binário. A Sulzer dá suporte a esses processos com bombas de Produção (PP), bombas de Reinjeção de Salmoura (BRIP), bombas de Alimentação de Hidrocarbonetos (HFP), bombas de Água de Refrigeração (CWP) e bombas auxiliares.
Planta Geotérmica de Vapor de Expansão

Planta geotérmica de vapor de expansão

As plantas de vapor de expansão usam recursos hidrotermais de alta entalpia disponíveis no subsolo, que são expandidos para vapor em um cilindro à baixa pressão. O vapor expandido alimenta uma turbina térmica, acionando um gerador elétrico.

Em uma planta de vapor de expansão, a água quente e à alta pressão (185°C < T < 220°C) é convertida em vapor pela expansão do líquido extraído através da redução da pressão. O líquido é separado em vapor e salmoura. Essa salmoura é bombeada de volta ao reservatório e o vapor é enviado para a turbina, que aciona um gerador. Depois de passar pela turbina, o vapor entra em um condensador e é resfriado até o estado líquido e depois bombeado de volta para o reservatório. A Sulzer dá suporte a esses processos com bombas de Produção (PP), bombas de Reinjeção de Salmoura (BRIP), bombas de Reinjeção de Condensado (CRIP), bombas de Água de Refrigeração (CWP) e bombas auxiliares.

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