Pyrzyce

Instalacja geotermalna w Pyrzycach
- aspekty techniczne
Bogusław Zieliński
Geotermia Pyrzyce Sp. z o.o.
ul. Ciepłownicza 27, 74-200 Pyrzyce
[email protected]
Warszawa, 06 marzec 2017
Ogólna charakterystyka instalacji geotermalnej
Układ geotermalny
Zgodnie z projektem w Geotermii Pyrzyce woda termalna ujmowana miała być
dwoma otworami wydobywczymi Pyrzyce GT-1 i Pyrzyce GT-3. Następnie gorąca
woda termalna przetłaczana jest rurociągiem do hali ciepłowni geotermalnej gdzie
następuje jej schłodzenie za pomocą wymienników ciepła. Z kolei schłodzona woda
przetłaczana jest do otworów chłonnych Pyrzyce GT-2 i Pyrzyce GT-4 celem jej
ponownego zatłoczenia do górotworu.
Otwory geotermalne
Każdym otworem zgodnie z projektem prac geologicznych nawiercono górne
warstwy retyku. Średnia głębokość otworów wynosi około 1630 m.
Instalacja geotermalna
Odległości pomiędzy poszczególnymi otworami geotermalnymi ustalone zostały
na podstawie komputerowego modelu złoża wykonanego przez Akademię
Górniczo-Hutniczą w Krakowie przy założeniu maksymalnego schłodzenia złoża
o 1ºC przy eksploatacji przez 25 lat z wydajnością 200 m3/h. Przy powyższych
założeniach odległości pomiędzy otworami wydobywczymi a chłonnymi wynoszą
średnio 1600 m.
Proces technologiczny
W budynku ciepłowni woda termalna po
przepompowaniu jej przez zespół filtrów
workowych
trafia
na
dwa
niskotemperaturowe wymienniki ciepła
oddając swoją energię uzdatnionej wodzie
sieciowej krążącej w zamkniętym systemie
centralnego ogrzewania. Ze względu na
wysoką mineralizację solanki wynoszącą 120
g/dm3, wydobyta woda termalna po oddaniu
energii cieplnej musi zostać ponownie
zatłoczona do górotworu. Do tego celu w
ciepłowni geotermalnej w Pyrzycach służą
dwa otwory zatłaczające Pyrzyce GT-2 i
Pyrzyce GT-4. Podstawową zasadą działania
dubletu geotermalnego jest zapewnienie
ciągłości przepływu pomiędzy otworem
eksploatacyjnym a otworem zatłaczającym,
wynikające z konieczności wtłaczania w tym
samym czasie wydobytej wody ze złoża.
Proces technologiczny
Jeden z niskotemperaturowych wymienników geotermalnych o mocy 7,2 MW służy do bezpośredniej wymiany
ciepła wody termalnej z wodą sieciową systemu centralnego ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej.
Drugi wymiennik ciepła o mocy 5,6 MW współpracuje z dwoma absorpcyjnymi pompami ciepła, każda z nich może
osiągnąć 10 MW mocy cieplnej. Pompa ciepła jest właściwie jedynym urządzeniem, umożliwiającym wykorzystanie
niskotemperaturowych źródeł energii. Jej podstawowa rola polega na pobieraniu ciepła ze źródła o niższej
temperaturze (ciepło pochodzące ze środowiska naturalnego) i przekazywaniu go do źródła o temperaturze wyższej
(ciepło grzewcze). Aby proces ten był możliwy konieczne jest dostarczenie energii z zewnątrz. Na użyteczną energię
cieplną (ciepło grzewcze) tych urządzeń składa się więc ilość ciepła pobrana ze środowiska naturalnego i ilość ciepła
odpowiadająca energii doprowadzonej do ich napędu. Absorpcyjne pompy ciepła nie mają części ruchomych (z
wyjątkiem pomp cieczy), co pozytywnie wpływa na ich dużą niezawodność. W pyrzyckim systemie ciepłowniczym
zastosowane są bromolitowe pompy ciepła wyprodukowane przez firmę SANYO, światowego lidera w produkcji
absorpcyjnych urządzeń grzewczych dużej mocy.
Proces technologiczny
Pompy ciepła w ciepłowni geotermalnej w Pyrzycach pracują jesienią, zimą i wiosną, czyli
wtedy, gdy jest większe zapotrzebowanie na wyższą temperaturę wody sieciowej
miejskiej. Absorpcyjne pompy ciepła napędzane są gorącą wodą o temperaturze 160C
wytwarzaną w dwóch wysokotemperaturowych kotłach gazowych, a moc każdego z nich
wynosi 8 MW. Każdy z kotłów wysokotemperaturowych wyposażony jest w 1 MW
ekonomizer, odzyskujący ciepło pochodzące od spalin.
Proces technologiczny
Dwa niskotemperaturowe kotły gazowe stanowią szczytowe źródło ciepła o łącznej mocy
20 MW. Szczytowe źródło ciepła uruchamiane jest wyłącznie zimą podczas wyjątkowo
dużych mrozów.
Całkowita moc zainstalowana w Ciepłowni Geotermalnej w Pyrzycach
wynosi 48 MW w tym moc cieplna instalacji geotermalnej wynosi 12,8 MW. Ciepłownia
geotermalna w Pyrzycach pracuje według przedstawionego schematu.
Sieć miejska
Miejska sieć ciepłownicza o
długości około 15 km
wykonana jest w całości
z rur preizolowanych, co
zapewnia dużą efektywność
przesyłania energii cieplnej
do odbiorców. Temperatury
zasilania wody sieciowej
wahają się od 60oC - latem
do i 95oC zimą, natomiast
temperatury
wody
powracającej
z
sieci
miejskiej latem wynoszą
około 45oC - zimą 55oC.
Sterowanie i automatyka
Z technicznego punktu widzenia ciepłownia geotermalna jest dużo bardziej
skomplikowanym systemem niż zwykła kotłownia gazowa lub olejowa. Wymaga to zastosowania
pewnego i bardziej wyrafinowanego systemu sterowania zapewniającego optymalną
energooszczędną produkcję ciepła dostosowaną do zmieniającego się zapotrzebowania.
Automatyka zastosowana w Pyrzycach opiera się na zaprogramowanym sterowaniu
przy użyciu komputera PC. Wszystkie główne urządzenia technologiczne posiadają własne
programowalne sterowniki logiczne (PLC) mogące pracować jako samodzielne jednostki.
Ponadto każdy sterownik wyposażony jest w indywidualny panel sterowania za pomocą którego
odpowiednia część systemu podlega nadzorowi. Wszystkie parametry technologiczne
monitorowane są przez Centralny System Sterowania (CSS) zlokalizowany w budynku ciepłowni.
W obiegu wody termalnej, każdy z czterech otworów wyposażony jest również w
sterownik logiczny, który przesyła informację do CSS za pomocą sieci światłowodów.
Zastosowanie światłowodów miało na celu szybkie i skuteczne przesyłanie danych, a co za tym
idzie szybką reakcję całego systemu w przypadku wystąpienia stanów awaryjnych.
Węzły cieplne o mocy powyżej 100 kW połączone są z ciepłownią siecią sterowniczosygnalizacyjną umożliwiającą ciągłe monitorowanie parametrów z poszczególnych węzłów
(ciśnienie różnicowe, temperatura, przepływ, zapotrzebowanie i zużycie ciepła). Wszystkie
informacje od odbiorców przesyłane są do CSS, który optymalizuje pracę ciepłowni.
Sterowanie i automatyka
Geotermia Pyrzyce sp. z o.o. od wielu lat współpracuje z jednostkami badawczymi i
naukowymi, tworząc wspólny front badań nad teraźniejszością i perspektywami rozwoju i
energetycznego wykorzystania źródeł geotermalnych do produkcji ciepła w Polsce i innych
krajach.
Od lat ściśle współpracujemy z Polskim Stowarzyszeniem Geotermalnym, w celu
promowania geotermii, jako źródła czystej energii. Cennym efektem współpracy jest wymiana
doświadczeń polskich i międzynarodowych, na bazie osiągnięć naukowych członków PSG, ale
również z współpraca z przedsiębiorstwami ciepłowniczymi, zrzeszonymi w PSG.
Pyrzycka Geotermia jest firmą o 20-letnim doświadczeniu w eksploatacji wód
geotermalnych na terenie województwa zachodniopomorskiego, jednocześnie stanowi
doskonały przykład skutecznego rozwiązywania występujących problemów, stosując
innowacyjne metody na skalę światową – jak chociażby super miękkie kwasowanie, które
zapobiega zjawisku kolmatacji i zyskało międzynarodowe uznanie oraz nagrodę specjalną
Komisji Europejskiej w roku 2015.
Współpraca z kadrą naukową Polskiego Stowarzyszenia Geotermalnego oraz polskimi zakładami
geotermalnymi, ma fundamentalne znaczenie dla przyszłości i efektywnego wykorzystania
źródeł geotermalnych w Polsce.
Sterowanie i automatyka
Dziękuję za uwagę
Bogusław Zieliński
Geotermia Pyrzyce Sp. z o.o.
ul. Ciepłownicza 27, 74-200 Pyrzyce
[email protected]