Transcript jeotermal enerji kullanımındaki pompalar

This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
İLLER BANKASI personeli için hazırlanan eğitim kursu
JEOTERMAL ENERJİ KULLANIMINDAKİ
POMPALAR
Umran Serpen
FWC BENEFICIARIES 2009 - LOT 4 Enerji ve Nükleer Güvenlik EuropeAid/127054/C/SER/multi
“Doğrudan Jeotermal Enerji Kullanımına İlişkin İller Bankası’nın Kurumsal Kapasitesinin
Güçlendirilmesi için Teknik Yardım”
Proje EXERGIA S.A. tarafından yürütülmektedir (
Member of
Consortium
Konsorsiyum üyesi )
Özet
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
•
•
•
•
Pompalara giriş
Jeotermal Kullanımdaki Pompalar
Jeoterma Kuyularda Pompalama
Jeotermal Kuyularda Pompa Tasarımı
Member of
Consortium
Pompa Çeşitleri
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Çalışma sistemi:
• Santrifüjlü Pompalar
• Pozitif Deplasmanlı Pompalar
Pozisyon:
• Yatay Pompalar
• Dikey Pompalar
Member of
Consortium
Santrifüjlü Pompalar
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
• Bir santrifüjlü pompa sıvıya enerji ilavesi
yaparak akış yaratmak için bir pervane
kullanan rotodinamik bir pompadır.
Santrifüjlü pompalar boru hattı üzerinden
sıvıları taşımak için yaygın olarak kullanılırlar.
Akışkan, dönen eksen boyunca yada dönen
eksen yakınında pompa pervanesine girer ve
aşağı akış borusunun içine doğru olduğu
yerde olan pervane tarafından hızlandırılır,bir
difüzör yada mahfaza (casing) içine radyal
olarak dışa akarak. Santrifüjlü pompalar,
küçük başları sebebiyle büyük tahliyeler için
kullanılırlar.
Member of
Consortium
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Santrifüjlü Pompalar
Member of
Consortium
Pozitif Deplasmanlı Pompa
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Pozitif deplasmanlı bir pompa, sabit bir miktar
akışkanın yakalanma hareketine sebep
olur,daha sonra bu hapsedilmiş hacmi deşarj
borusuna zorlar(yerleştirir).
Pozitif deplasmanlı bir pompa şu şekilde
sınıflandırılır:
Pozitif deplasmanlı döner tip:
Pozitif deplasmanlı pistonlu tip: piston yada
diyafram pumps.
Pozitif deplasmanlı doğrusal tip: Halat
pompaları yada zincir pompaları
Member of
Consortium
Pozitif Deplasmanlı Pompalar
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Member of
Consortium
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Yatay ve Dikey pompalar
Member of
Consortium
Kuyuların Pompalanması
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
• Milli Pompalar
• Elektrikli Dalgıç Tipi Pompa
Member of
Consortium
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Milli Pompalar
Member of
Consortium
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Elektrikli Dalgıç Tipi
pompalar
Member of
Consortium
Elektrikli Dalgıç Tipi Pompalar
Member of
Consortium
Elektrikli Dalgıç Tipi Pompalar
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Member of
Consortium
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Member of
Consortium
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Pompa Kurulum Derinliğini
Etkileyen Parametreler
•
•
•
•
Kavitasyon
Kuyu içine akış performansı
Ayrışma basınç etkileri
Gövde ve pompa girişlerinde
basınç kayıpları
• Rezervuar basıncındaki değişim
Member of
Consortium
Kavitasyon
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
•Kavitasyon, pompalarda gürültüye, titreşime,
ve kısa periyotlu zamanlarda zarar veren akış
debisi ve basınç azalımına sebep olur.
• Kavitasyonu önlemek için pompa girişindeki
gerekli minimum basınç, gerekli net pozitif
emme yüksekliği olarak bilinir-GNPEY(RNPSH).
• Bu,pompa akış debisine, akışkan sıcaklığına,
pompa hızına( dakika başına devir) ve pervane
tasarımına bağlı olarak değişir.
• GNPEY, pompa hızı ve akış debisi arttıkça
artar.
Member of
Consortium
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Kuyu içine akış
performansı
•Kuyu dibinde akış basıncı pwf ve üretim oranı
q arasında izotermal tek fazlı(sıvı) akış koşulları
için pwf = f(q) formunda, bir ilişki bulma
konusudur.
• Bu koşullar altında faaliyet gösteren jeotermal
üretim kuyuları için içeri akış performans
ilişkisini (IPRs) elde etmek için çoklu-oran akış
testleri kullanılır.
Member of
Consortium
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Aşamalı çoklu-oran akış testi
Member of
Consortium
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Balçova kuyularında IPR eğrileri
Member of
Consortium
Ayrışma Basınç Etkileri
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
• Jeotermal rezervuar akışkanı her zaman sıvı
su (kaynama durumunun olmaması) olarak
düşünülür.
• Akışkan kuyuda yükselirken, basıncı düşer ve
çözünmüş gaz kabarcıkları oluşmaya başlar.
•Bu olay gaz ayrışması olarak bilinir ve
kabarcıkların oluşmaya başladığı derinlik
ayrışma noktası olarak isimlendirilir
Member of
Consortium
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Su –CO2 sisteminde kaynama noktası derinliğinin sıcaklıkla
değişimi
Member of
Consortium
Rezervuar basıncı değişimi
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
• Stabilize olmuş kuyu dibi basıncı,
rezervuardan çıkartılan net akışkana(üretim eksi
reenjeksiyon),doğal yeni doluma, kuyunun
lokasyonuna bağlı olacaktır.
• Rezervuar basıncındaki düşüş, pompa giriş
basıncında düşüşe sebep olacaktır ve eğer bu
gaz eksolüsyon basıncının altındaysa, ayrışma
oluşacaktır.
• gaz kabarcıklarının oluşması pompa
çalışmasının durmasına sebep olan kavitasyona
neden olacaktır.
Member of
Consortium
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
BD4 kuyusu için, içeri akış performans ilişkisi (IPR) eğrileri.
Member of
Consortium
Sonuçlar
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
• Bir jeotermal sahada kuyu içi pompasının çalışması için optimal
derinlik, gerekli olan net pozitif emme yüksekliğinden(RNPSH), kuyu
muhafaza borusu ve pompa girişindeki sürtünme kayıplarından,
akışkan ayrışma basıncından, IPR’dan ve rezervuar basıncı
değişikliklerinden etkilenir.
• Kuyu dibi basıncı, akışkan ayrışma basıncı ve IPR pompa kurulum
derinliğini belirleyen en önemli parametrelerdir. Diğerleri ikinci derece
önemliliğe sahiptir.
• Kuyu içi pompası, jeotermal akışkanın ayrışmasının önlendiği hatta
maksimum akış debisinin elde edildiği yeterli derinlikte olmalıdır.
•Kuyu içi pompasının derinliği ile pompalama maliyetleri arttığı için,
teknik değerlendirmelerin yanında ekonomik faktörleri de düşünerek
optimum pompa kurulum derinliği belirlenmelidir.
Member of
Consortium
Test Süresince Ölçüm Tablosu
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Akış
debisi
Boru
seviyesi
Anülüs
basıncı
Çıkış
Basıncı
Su
sıcaklığı
Pm
Pann
Pout
WHT
P
(m3/
h)
(bar)
(bar)
(bar)
°C
(kW)
0
11.34
3.00
61.2
10.20
3.00
Q
115.2
165.6
208.8
9.19
8.25
7.45
3.00
3.00
3.00
2.55
2.75
2.74
2.76
130
130
130
130
Member of
Güç
Frekans
ölçümü
Hz
22.11
35.68
55.94
81.59
45
52
59
66
Consortium
Su seviyesi
Pompa
yüksekliği
Sistem
basıncı
etkinlik
Lwh
Lw
g
Hm
H
sistem
h
(m)
(m)
(m)
(m)
(%)
-25.0
58.
06
-37.6
70.
64
65.7
33.6
81.
74
79.0
92.
10
89.3
10
0.9
8
98.3
-48.7
-59.0
-67.9
45.84
37.4
64.30
40.8
66.60
45.9
63.43
Sistem Karakteristiği
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Sistem Karakteristiği
200
1.00
190
0.95
180
0.90
1900
170
0.85
160
0.80
150
0.75
1700
140
0.64
0.68
0.67
130
120
0.62
1500
110
0.52
0.54
0.66
0.70
0.65
0.60
0.56 0.55
0.55
100
0.50
90
1300
Sistem karakteristiği
80
70
0.30
0.32
50
0.40
0.35
0.34
60
0.45
0.25
40
0.20
30
0.15
20
0.10
10
0.05
0
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
Member of
0.00
100.0 110.0 120.0 130.0 140.0 150.0 160.0 170.0 180.0 190.0 200.0 210.0 220.0
Consortium
Özgül enerji hesabı.
This project is co-financed by
the European Union and the Republic of Turkey
Özgül Enerji kullanarak optimizasyon
Q
(m3/h)
P
(kW)
Özgül
Enerji
kWh/m3
61.2
22.11
0.361
1.17
45
115.2
35.68
0.310
1.00
52
165.6
55.94
0.338
1.09
59
208.8
81.59
0.391
1.26
66
Member of
P/Q
Consortium
Özgül
enerjideki
değişim(%)
Frekans
(Hz)