RU122470U1

RU122470U1 - SYSTEM OF HEAT-ELECTRIC SUPPLY OF CONSUMERS WITH A GEOTHERMAL POWER INSTALLATION WITH A TWO-CIRCUIT REGULATION DIAGRAM

Info

Publication number: RU122470U1
Application number: RU2012130504/28U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Блинов; Игорь Владимирович Ковынев
Original assignee: Александр Николаевич Блинов; Игорь Владимирович Ковынев
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2012-11-27

Abstract

Полезная модель относится к области энергетики, в частности, к установкам электро- и теплоснабжения на базе термальных подземных вод. Технический результат, на достижение которого направлена настоящая полезная модель, заключается в повышении экономичности системы тепло- электроснабжения потребителей, включающей бинарную энергетическую установку (БЭУ), например геотермальную ТЭЦ, и пиковые энергетические установки (ПЭУ), например дизельные генераторы, за счет максимального использования геотермального тепла, добываемого из недр для производства электроэнергии и тепла. Указанный технический результат достигается за счет того, что в системе тепло-электроснабжения потребителей с геотермальной энергоустановкой со схемой двухконтурного регулирования, содержащей ПЭУ и БЭУ, состоящую из добычной скважины 1, соединенной трубопроводом 2 с сепаратором 3 геотермальной среды, сепаратор 3 соединен с трубопроводами для подвода отсепарированной воды к теплообменнику предварительного нагрева 8 теплоносителя БЭУ и к теплообменнику системы теплоснабжения 10, а также паропроводом для подвода отсепарированного пара к испарителю 9 БЭУ, при этом БЭУ, генерирующая электрическую энергию, состоит из паровой турбины 11 с генератором 12, рекуператора 13, конденсатора 5, циркуляционного насоса 7, теплообменника 8 предварительного нагрева теплоносителя и испарителя 9, на трубопроводе для подвода отсепарированной воды к теплообменнику 8 системы теплоснабжения установлен трехходовой клапан 4 для регулирования подачи геотермальной воды в контур теплообменника и теплосеть путем обеспечения возможности разделения отсепарированной воды на два регулируемых потока. Трехходовой клапан 4 соединен одним трубопроводом с теплообменником 8 предварительного нагрева БЭУ, а вторым трубопроводом - с дополнительно установленным на трубопроводе для подвода отсепарированной воды к теплообменнику 8 системы теплоснабжения узлом смешения 6, соединенным трубопроводом с теплообменником 8 предварительного нагрева БЭУ. Геотермальная установка снабжена системой регулирования, включающей два независимых контура: контур регулирования отпуска тепла включает регулятор температуры 15, вырабатывающий управляющий сигнал на трехходовой клапан 4 и соединенный с датчиком температуры t₁, установленным после узла смешения 6 и с датчиком температуры наружного воздуха t_н.в., Контур регулирования отпуска электрической энергии состоит из регулятора электрической мощности системы 16 (центральный регулятор), а также регулятора электрической мощности БЭУ 18 и регулятора электрической мощности ПЭУ 17, при этом на центральный регулятор поступают сигналы по текущей электрической мощности всех генерирующих установок (БЭУ и ПЭУ), а также фактическое задание на электрическую нагрузку, и, в зависимости от изменения фактической нагрузки потребителей, центральный регулятор формирует соответствующий управляющий сигнал на регулятор электрической мощности ПЭУ (до исчерпания их диапазона регулирования), при этом сохраняя прежнее задание на электрическую мощность БЭУ, которая зависит от тепловой нагрузки БЭУ, или снижая электрическую мощность БЭУ в случае снижения нагрузки потребителей и исчерпания диапазона регулирования ПЭУ. Использование предложенной геотермальной установки энергоснабжения потребителей с системой двухконтурного регулирования позволит обеспечить повышение экономичности энергоснабжения потребителей за счет максимального использования геотермального тепла, добываемого из недр, для производства электроэнергии и тепла. The utility model relates to the field of energy, in particular, to installations of electric and heat supply based on thermal groundwater. The technical result, which is aimed at achieving this utility model, is to increase the efficiency of the heat and power supply system of consumers, including a binary power plant (BEC), such as a geothermal power plant, and peak power plants (PEC), such as diesel generators, due to the maximum use of geothermal heat extracted from the subsoil for the production of electricity and heat. The specified technical result is achieved due to the fact that in the heat and power supply system of consumers with a geothermal power plant with a double-circuit control circuit containing PES and BEM, consisting of a production well 1, connected by a pipe 2 to a separator 3 of a geothermal medium, a separator 3 is connected to pipelines for supply the separated water to the pre-heating heat exchanger 8 of the BEU coolant and to the heat exchanger of the heat supply system 10, as well as a steam line for supplying the separated steam to the BEU evaporator 9, while the electric energy generating BEU consists of a steam turbine 11 with a generator 12, a recuperator 13, a condenser 5, a circulation pump 7, a heat exchanger 8 for preheating the heat carrier and the evaporator 9, on a pipeline for supplying the separated water to the system heat exchanger 8 A three-way valve 4 is installed for heat supply to regulate the supply of geothermal water to the heat exchanger circuit and the heating system by allowing separation of the separated water into two controlled flows. The three-way valve 4 is connected by one pipeline to the BEU pre-heating heat exchanger 8, and the second pipeline is additionally installed on the pipeline for supplying the separated water to the heat exchanger 8 of the heat supply system by the mixing unit 6, which is connected by the pipeline to the BEU pre-heating heat exchanger 8. The geothermal installation is equipped with a control system that includes two independent circuits: the heat supply control circuit includes a temperature controller 15 that generates a control signal to a three-way valve 4 and connected to a temperature sensor t ₁ installed after the mixing unit 6 and with an outdoor temperature sensor t _{н.в .} The electric energy supply control loop consists of an electric power regulator of system 16 (a central regulator), as well as an electric power regulator BEU 18 and an electric power regulator PES 17, while the central regulator receives signals for the current electric power of all generating units (BEU and PES ), as well as the actual task for the electric load, and, depending on the change in the actual load of consumers, the central controller generates the corresponding control signal and the controller electric power PES (until exhaustion of their regulating range) while maintaining the former job to the ECU electrical output that depends on the heat load, the ECU or reducing the electric power ECU in the case of reducing the consumers load and exhaustion ranging PES. Using the proposed geothermal installation of energy supply to consumers with a dual-circuit regulation system will allow to increase the efficiency of energy supply to consumers through the maximum use of geothermal heat extracted from the bowels of the earth for the production of electricity and heat.

Description

Полезная модель относится к области энергетики, в частности, к системам теплоснабжения с установками электро- и теплоснабжения на базе термальных подземных вод.The utility model relates to the field of energy, in particular, to heat supply systems with electrical and heat supply units based on thermal groundwater.

Известна геотермальная установка энергоснабжения потребителей, содержащая дизельные генераторы и геотермальную бинарную ТЭЦ, состоящую из добычной скважины, соединенной трубопроводом с сепаратором геотермальной среды, при этом сепаратор соединен с трубопроводами для подвода отсепарированной воды к теплообменнику предварительного нагрева теплоносителя бинарной энергетической установки (БЭУ) и к теплообменнику системы теплоснабжения, а также паропроводом для подвода отсепарированного пара к испарителю БЭУ, при этом БЭУ, генерирующая электрическую энергию, состоит из паровой турбины с генератором, рекуператора, конденсатора, циркуляционного насоса, теплообменника предварительного нагрева теплоносителя и испарителя, при этом на трубопроводе для подвода отсепарированной воды к теплообменнику системы теплоснабжения установлен трехходовой клапан для регулирования подачи геотермальной воды в теплообменник предварительного нагрева и теплообменник теплосети путем обеспечения возможности разделения отсепарированной воды на два регулируемых потока, при этом трехходовой клапан соединен одним трубопроводом с теплообменником предварительного нагрева БЭУ, а вторым трубопроводом - с дополнительно установленным на трубопроводе для подвода отсепарированной воды к теплообменнику системы теплоснабжения узлом смешения, соединенным трубопроводом с теплообменником предварительного нагрева БЭУ (полезная модель RU №112749, кл. F24J 3/08, дата подачи заявки 19.08.2011 г., дата публикации 20.01.2012 г).Known geothermal installation of energy supply to consumers, containing diesel generators and a geothermal binary thermal power plant, consisting of a production well, connected by a pipeline to a separator of a geothermal medium, while the separator is connected to pipelines for supplying the separated water to the heat exchanger pre-heating the coolant of the binary power plant (BEM) and to the heat exchanger heating systems, as well as a steam line for supplying the separated steam to the BEU evaporator, while the BEU, generating electric energy, consists of a steam turbine with a generator, a recuperator, a condenser, a circulation pump, a heat exchanger preheating the heat carrier and the evaporator, while a three-way valve is installed on the pipeline for supplying the separated water to the heat exchanger of the heat supply system to control the flow of geothermal water to the preheating heat exchanger and heat network heat exchanger by providing the possibility of separation of the separated water into two controlled flows, with three odovoy valve is connected to one pipe with a heat exchanger preheating the ECU, and second conduit - with further mounted on the conduit for supplying the separated water to the heat exchanger mixing unit heating systems connected with the preheating pipe BEU exchanger (useful model RU №112749, Cl. F24J 3/08, filing date 08/19/2011, publication date 01/20/2012 g).

Недостатком известной геотермальной установки энергоснабжения потребителей является неполное использование потенциала геотермальной воды в большом диапазоне времени в году из-за отсутствия автоматического регулирования температуры воды, направляемой в систему теплоснабжения, в зависимости от температуры наружного воздуха, что приводит к большой потере тепла в течение отопительного и особенно летнего периода, когда геотермальная вода сливается из теплообменника первого контура системы теплоснабжения с высокой температурой. Таким образом, утилизируется тепло, которое в случае автоматического регулирования могло бы быть направлено на выработку электроэнергии. Кроме того, недостатком известной геотермальной установки являются высокие нагрузки пиковых энергетических установок (ПЭУ), например дизельгенераторов, и большой расход топлива ПЭУ, например дизельного топлива.A disadvantage of the well-known geothermal installation of energy supply to consumers is the incomplete use of the potential of geothermal water in a large time range in a year due to the lack of automatic control of the temperature of the water sent to the heat supply system, depending on the outdoor temperature, which leads to a large heat loss during heating and especially summer period, when geothermal water is drained from the heat exchanger of the first circuit of the heat supply system with high temperature. Thus, heat is utilized, which in the case of automatic regulation could be directed to the generation of electricity. In addition, the disadvantage of the known geothermal installation is the high loads of peak power plants (PES), for example diesel generators, and the high fuel consumption of PES, for example diesel fuel.

Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является повышение тепловой экономичности системы тепло- электроснабжения с геотермальной энергоустановкой и интегрального эффекта всей генерации за счет максимально возможного использования геотермального тепла, добываемого из недр, для производства электрической энергии и тепла, а при снижении тепловой нагрузки - для дополнительного объема производства электроэнергии. Кроме того, технический результат направлен на снижение нагрузки ПЭУ и экономии топлива ПЭУ, например дорогого привозного дизельного топлива.The technical result, which the utility model aims to achieve, is to increase the thermal efficiency of the heat and power supply system with a geothermal power installation and the integrated effect of the entire generation due to the maximum possible use of geothermal heat extracted from the bowels for the production of electric energy and heat, and with a decrease in heat load - for additional electricity production. In addition, the technical result is aimed at reducing the load of PES and fuel economy of PES, for example, expensive imported diesel fuel.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в системе тепло-электроснабжения потребителей с геотермальной энергоустановкой со схемой двухконтурного регулирования, содержащей пиковые энергоустановки (ПЭУ), например дизельные генераторы, и геотермальную бинарную энергоустановку (БЭУ), например геотермальную бинарную ТЭЦ, состоящую из добычной скважины, соединенной трубопроводом с сепаратором геотермальной среды, при этом сепаратор соединен с трубопроводами для подвода отсепарированной воды к теплообменнику предварительного нагрева теплоносителя БЭУ и к теплообменнику системы теплоснабжения, а также паропроводом для подвода отсепарированного пара к испарителю БЭУ, при этом БЭУ, генерирующая электрическую энергию, состоит из паровой турбины с генератором, рекуператора, конденсатора, циркуляционного насоса, теплообменника предварительного нагрева теплоносителя и испарителя, при этом на трубопроводе для подвода отсепарированной воды к теплообменнику системы теплоснабжения установлен трехходовой клапан для регулирования подачи геотермальной воды в контур теплообменника и теплосеть, путем обеспечения возможности разделения отсепарированной воды на два регулируемых потока, при этом трехходовой клапан соединен одним трубопроводом с теплообменником предварительного нагрева БЭУ, а вторым трубопроводом - с дополнительно установленным на трубопроводе для подвода отсепарированной воды к теплообменнику системы теплоснабжения узлом смешения, соединенным трубопроводом с теплообменником предварительного нагрева БЭУ, согласно полезной модели, система энергоснабжения потребителей снабжена системой двухконтурного регулирования, включающей два независимых контура: контур регулирования отпуска тепла и контур регулирования отпуска электрической энергии, при этом контур регулирования отпуска тепла включает регулятор температуры, вырабатывающий управляющий сигнал на трехходовой клапан и соединенный с датчиком температуры, установленным после узла смешения и с датчиком температуры наружного воздуха, а контур регулирования отпуска электрической энергии состоит из регулятора электрической мощности системы (центрального регулятора), регуляторов электрической мощности БЭУ и регулятора электрической мощности ПЭУ, при этом на центральный регулятор поступают сигналы по текущей электрической мощности всех генерирующих установок (БЭУ и ПЭУ), а также фактическое задание на электрическую нагрузку, и, в зависимости от изменения фактической нагрузки потребителей, центральный регулятор формирует соответствующий управляющий сигнал на регулятор электрической мощности ПЭУ (до исчерпания их диапазона регулирования), при этом сохраняя прежнее задание на электрическую мощность БЭУ, которая зависит от тепловой нагрузки, или снижая электрическую мощность БЭУ в случае снижения нагрузки потребителей и исчерпания диапазона регулирования ПЭУ.The specified technical result is achieved due to the fact that in the heat and power supply system of consumers with a geothermal power plant with a dual-circuit control circuit containing peak power plants (PES), for example diesel generators, and a geothermal binary power plant (BEC), for example, a geothermal binary thermal power plant, consisting of mining a well connected by a pipeline to a separator of a geothermal medium, while the separator is connected to pipelines for supplying the separated water to the heat exchanger heating the BEU coolant and to the heat exchanger of the heat supply system, as well as the steam line for supplying the separated steam to the BEU evaporator, while the BEU that generates electric energy consists of a steam turbine with a generator, a recuperator, a condenser, a circulation pump, a heat exchanger pre-heating the heat carrier and the evaporator, at the same time, a three-way valve is installed on the pipeline for supplying the separated water to the heat exchanger of the heat supply system to control the flow of geothermal water into the heat exchanger circuit and heating system, by allowing separation of the separated water into two controlled flows, the three-way valve being connected by one pipe to the BEU pre-heating heat exchanger, and the second pipe with an additional mixing unit installed on the pipe for supplying the separated water to the heat exchanger of the heat supply system connected by a pipeline to a pre-heating BEU heat exchanger, according to a utility model, a consumer power supply system equipped with a dual-circuit control system, which includes two independent circuits: a heat supply control circuit and an electric energy supply control circuit, while the heat supply control circuit includes a temperature controller that generates a control signal to a three-way valve and connected to a temperature sensor installed after the mixing unit and with a sensor outdoor temperature, and the circuit for regulating the supply of electric energy consists of a regulator of the electric power of the system (cent controllers), electric power regulators BEU and electric power regulator PES, while the central regulator receives signals for the current electric power of all generating units (BEM and PES), as well as the actual task for the electrical load, and, depending on the change in actual load consumers, the central regulator generates the corresponding control signal to the electric power regulator of the PES (until their regulation range is exhausted), while maintaining the same electrical task the electric power of the BEU, which depends on the heat load, or reducing the electric power of the BEU in the event of a decrease in the load of consumers and the exhaustion of the regulation range of the EMP.

На чертеже показана технологическая схема предлагаемой системы тепло-электроснабжения потребителей с геотермальной энергоустановкой, включающая схему двухконтурного регулирования тепловой и электрической нагрузки.The drawing shows a flow chart of the proposed system of heat and power supply to consumers with a geothermal power plant, including a dual-circuit regulation of heat and electric load.

Рассматривается обеспечение потребителей какого-нибудь района теплом и электрической энергией. В качестве основного энергоисточника, вырабатывающего тепло в виде горячей воды и электроэнергию, выступает БЭУ (геотермальная ТЭЦ). В качестве ПЭУ (пиковых источников электричества) выступают дизельгенераторы или другие электрогенерирующие установки на жидком топливе.We are considering the provision of consumers of a region with heat and electric energy. The main energy source that generates heat in the form of hot water and electricity is BEU (geothermal CHP). As PES (peak sources of electricity), diesel generators or other liquid fuel generating sets are used.

Система энергоснабжения потребителей содержит БЭУ, включающую добычную скважину 1, трубопроводы 2, сепаратор 3, трехходовой клапан 4, воздушный конденсатор 5, узел смешения 6, циркуляционный насос 7 (БЭУ), теплообменник предварительного нагрева 8 (БЭУ), испаритель 9 (БЭУ), теплообменник системы теплоснабжения 10, паровую турбину 11 (БЭУ), генератор 12 (БЭУ), рекуператор 13 (БЭУ), и пиковые электрогенерирующие установки (ПЭУ), например, дизельгенераторы 14.The power supply system for consumers contains a BEU, including a production well 1, pipelines 2, a separator 3, a three-way valve 4, an air condenser 5, a mixing unit 6, a circulation pump 7 (BEU), a preheating heat exchanger 8 (BEU), an evaporator 9 (BEU), a heat exchanger of the heat supply system 10, a steam turbine 11 (BEU), a generator 12 (BEU), a recuperator 13 (BEU), and peak power generating units (PES), for example, diesel generators 14.

БЭУ снабжена системой регулирования, включающей два независимых контура: контур регулирования отпуска тепла включает регулятор температуры 15, вырабатывающий управляющий сигнал на трехходовой клапан 4 и соединенный с датчиком температуры t₁, установленным после узла смешения 6 и с датчиком температуры наружного воздуха t_н.в, контур регулирования отпуска электрической энергии состоит из регулятора электрической мощности системы (центрального регулятора) 16, на который поступают сигналы по текущей мощности всех генерирующих установок (БЭУ 11 и ПЭУ 14), регуляторов электрической мощности 17 ПЭУ и регулятора электрической мощности 18 БЭУ.The BEU is equipped with a control system that includes two independent circuits: the heat supply control circuit includes a temperature controller 15 that generates a control signal to a three-way valve 4 and connected to a temperature sensor t ₁ installed after the mixing unit 6 and with an outdoor temperature sensor t _н.в , the circuit for regulating the supply of electric energy consists of a system power regulator (central regulator) 16, to which signals are received for the current power of all generating units (B ЭУ 11 and ПУУ 14), electric power regulators 17 ПЭУ and electric power regulator 18 БЭУ.

Из добычной скважины 1 внутрипластовая геотермальная смесь пара и воды направляется по трубопроводу 2 к сепаратору 3. В сепараторе 3 геотермальная смесь разделяется на пар и воду, пар направляется в испаритель 9 БЭУ, а отсепарированная вода поступает по трубопроводу к трехходовому регулирующему клапану 4, где разделяется на два потока: один поток идет в теплообменник предварительного нагрева 8 теплоносителя БЭУ, а второй поток отсепарированной воды поступает по трубопроводу к узлу смешения 6, где смешивается с отдавшим свое тепло в теплообменнике 8 первым потоком отсепарированной воды. Изменяя соотношения расходов отсепарированной воды по потокам, можно получить необходимую температуру смеси воды после узла смешения. Поток воды после смешения направляется по трубопроводам в теплообменник системы теплоснабжения 10, где нагревается обратная сетевая вода контура системы теплоснабжения, а отдавшая свое тепло геотермальная вода закачивается в инжекционную скважину или сливается в систему канализации.From the production well 1, the in-situ geothermal mixture of steam and water is sent via pipeline 2 to the separator 3. In the separator 3, the geothermal mixture is separated into steam and water, the steam is sent to the evaporator 9 of the electric control unit, and the separated water flows through the pipeline to the three-way control valve 4, where it is separated into two streams: one stream goes to the pre-heating heat exchanger 8 of the BEU coolant, and the second stream of separated water flows through the pipeline to the mixing unit 6, where it is mixed with the heat transferred to the heat exchange 8 CENI first flow of separated water. By changing the flow ratios of the separated water by flows, it is possible to obtain the required temperature of the water mixture after the mixing unit. The water flow after mixing is directed through pipelines to the heat exchanger of the heat supply system 10, where the return network water of the heat supply system circuit is heated, and the geothermal water that has given up its heat is pumped into the injection well or discharged into the sewage system.

БЭУ представляет собой замкнутый контур, в котором циркулирует низкокипящий теплоноситель, например пентан, бутан и т.д. Бинарная энергетическая установка состоит из паровой турбины 11 с генератором 12, рекуператора 13, конденсатора 5, циркуляционного насоса 7, теплообменника 8 и испарителя 9. Жидкий низкокипящий теплоноситель циркуляционным насосом 7 прокачивается через рекуператор 13, который выполняет функцию конденсатора паровой турбины 11. Нагретый в рекуператоре теплоноситель поступает далее последовательно в теплообменник 8 и испаритель 9, где он нагревается, испаряется, перегревается и затем поступает через регулирующий клапан на вход паровой турбины 11. Вырабатываемая БЭУ электроэнергия направляется по линии электропередачи (ЛЭП) к потребителям электрической энергии.BEU is a closed loop in which a low-boiling coolant, such as pentane, butane, etc., circulates. The binary power plant consists of a steam turbine 11 with a generator 12, a recuperator 13, a condenser 5, a circulation pump 7, a heat exchanger 8 and an evaporator 9. The low-boiling liquid coolant is circulated by a circulation pump 7 through a recuperator 13, which acts as a condenser of a steam turbine 11. Heated in the recuperator the coolant then flows sequentially into the heat exchanger 8 and the evaporator 9, where it heats up, evaporates, overheats and then enters through the control valve to the input of the steam turbine 11. Electricity generated by the BEC is sent through the power line (transmission line) to consumers of electric energy.

За счет регулирования температуры геотермальной воды после узла смешения 6, которое достигается изменением положения трехходового регулирующего клапана 4, достигается максимально возможное полезное использование потенциала исходной геотермальной воды, при этом обеспечивается необходимая температура греющего теплоносителя в теплообменнике 8, а остальной потенциал геотермальной смеси используется для выработки электроэнергии.By adjusting the temperature of the geothermal water after mixing unit 6, which is achieved by changing the position of the three-way control valve 4, the maximum possible beneficial use of the potential of the source geothermal water is achieved, while the necessary temperature of the heating fluid in the heat exchanger 8 is provided, and the remaining potential of the geothermal mixture is used to generate electricity .

В зависимости от сезона (отопительный или летний) осуществляется регулирование температуры t₁=f(tн.в.), где t₁ - температура смеси геотермальной воды, а tн.в.- температура наружного воздуха, и в канализацию сбрасывается геотермальная вода с минимальной температурой.Depending on the season (heating or summer), the temperature is regulated t ₁ = f (tn.v.), where t ₁ is the temperature of the mixture of geothermal water, and tn.v. is the outdoor temperature, and geothermal water is discharged into the sewer with a minimum temperature.

В результате использования полного потенциала геотермальной воды обеспечивается не только регулирование температуры t₁ в зависимости от tн.в., но и достигается максимально возможная выработка электроэнергии. Величина увеличения мощности БЭУ за счет дополнительного использования тепла геотермальной воды может увеличиваться от 0 до 50% в отопительный период и до 50% в летний период. В результате этого на соответствующую величину разгружаются пиковые источники электрогенерации.As a result of using the full potential of geothermal water, not only temperature control t ₁ is provided depending on tn.v., but the maximum possible power generation is also achieved. The magnitude of the increase in BEU power due to the additional use of the heat of geothermal water can increase from 0 to 50% in the heating period and up to 50% in the summer period. As a result, peak power sources are unloaded by an appropriate amount.

Система регулирования геотермальной установки энергоснабжения потребителей имеет два независимых контура: контур регулирования отпуска тепла для покрытия нагрузки тепловых потребителей (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение) и контур регулирования отпуска электрической энергии для покрытия электрических нагрузок потребителей.The regulation system of the geothermal installation of power supply to consumers has two independent circuits: a control circuit for heat supply to cover the load of thermal consumers (heating, ventilation, hot water supply) and a control circuit for supply of electric energy to cover the electrical loads of consumers.

Контур регулирования отпуска тепла от БЭУ включает в себя трехходовой регулирующий клапан 4 и регулятор температуры 15. Регулирование отпуска тепла происходит следующим образом: поскольку используется качественное регулирования тепла (расход теплоносителя остается постоянным), то регулирование отпуска тепла сводится к регулированию температуры геотермальной воды, поступающей в теплообменник 10, то есть t₁. Регулятор температуры 15, получив сигналы от датчика температуры геотермальной воды t₁ после узла смешения 6 и температуры наружного воздуха tн.в., вырабатывает управляющий сигнал на регулирующий клапан 4, который изменяет соотношение потока воды, поступающего в теплообменник 8, и потока воды, проходящего транзитом к узлу смешения 6. Изменение расходов будет происходить до тех пор, пока не установится температура воды после смешения t_1i=t_зад.i, соответствующая t_н.в.i. При низких температурах наружного воздуха, когда нужна повышенная температура t_1i, большая часть расхода отсепарированной воды проходит транзитом до точки смешения, а меньшая часть поступает в теплообменник 8. При повышении температуры наружного воздуха требуется соответственно снижать температуру t_1i, что достигается соответствующим снижением расхода воды прямотока и увеличением расхода воды в теплообменник 8.The heat supply control loop from the BEU includes a three-way control valve 4 and a temperature controller 15. Heat control is carried out as follows: since high-quality heat control is used (the flow rate of the coolant remains constant), the heat supply control is reduced to control the temperature of the geothermal water entering heat exchanger 10, i.e. t ₁ . The temperature controller 15, having received signals from the temperature sensor of geothermal water t ₁ after the mixing unit 6 and the outdoor temperature t.v., generates a control signal to the control valve 4, which changes the ratio of the flow of water entering the heat exchanger 8 and the flow of water passing in transit to the mixing unit 6. The flow rate will change until the water temperature after mixing t _1i = t _ass.i corresponding to t _{n.i.i is established} . At low outdoor temperatures, when an elevated temperature t _{1i is} needed, a large part of the separated water flow passes through to the mixing point, and a smaller part enters the heat exchanger 8. When the outdoor temperature rises, it is necessary to lower the temperature t _1i , which is achieved by a corresponding reduction in water flow forward flow and increased water flow into the heat exchanger 8.

Контур регулирования электрической мощности предназначен для регулирования электрической мощности геотермальной установки энергоснабжения в соответствии с фактической нагрузкой потребителей (N_Э.Ф.) и состоит из регулятора электрической мощности системы 16 (центральный регулятор), а также регулятора электрической мощности БЭУ 18 и регулятора электрической мощности ПЭУ 17.The electric power control loop is designed to regulate the electric power of a geothermal power supply installation in accordance with the actual load of consumers (N _EF ) and consists of an electric power regulator of system 16 (central regulator), as well as an electric power regulator BEU 18 and an electric power regulator PES 17.

На центральный регулятор 16 поступают сигналы по текущей электрической мощности всех генерирующих установок (БЭУ 11 и ПЭУ 14).The central controller 16 receives signals for the current electrical power of all generating units (BEU 11 and PES 14).

В зависимости от изменения фактической электрической нагрузки потребителей в момент времени i формируется задание на изменение электрической мощности генераторов электроэнергии ΔN_зд.i, которое поступает на центральный регулятор 16. В зависимости от величины ΔN_зд.i, центральный регулятор 16 формирует соответствующие управляющие сигналы на регуляторы электрической мощности ПЭУ 17 (до исчерпания их диапазона регулирования), при этом, при превышении электрической мощности БЭУ над нагрузкой потребителей, величина электрической мощности БЭУ определяется величиной тепловой нагрузки, т.е. определяется регулятором температуры 15 и не управляется регулятором нагрузки энергосистемы. Центральный регулятор воздействует на БЭУ только в аварийных ситуациях в энергосистеме или при превышении электрической мощности БЭУ нагрузки потребителей (при полностью остановленных дизельгенераторах).Depending on the change in the actual electrical load of consumers at time i, a task is generated to change the electric power of the electric power generators ΔN _{building i} , which is fed to the central controller 16. Depending on the value ΔN _{building i} , the central controller 16 generates the corresponding control signals to the controllers electric power of PEU 17 (until the exhaustion of their regulation range), in this case, if the electric power of the BEU exceeds the load of consumers, the electric power of the BEU determined by the value of the heat load, i.e. it is determined by the temperature controller 15 and is not controlled by the power system load controller. The central regulator acts on the BEU only in emergency situations in the power system or when the electric power of the BEU exceeds the load of consumers (with completely stopped diesel generators).

Таким образом, использование геотермальной установки энергоснабжения потребителей с системой регулирования позволит повысить тепловую экономичность БЭУ и интегрального эффекта всей генерации за счет максимально возможного использования геотермального тепла, добываемого из недр для производства электроэнергии и тепла, а также снизить нагрузки ПЭУ и уменьшить расход топлива. Использование предложенной геотермальной установки энергоснабжения потребителей позволит обеспечить повышение экономичности энергоснабжения потребителей за счет максимального использования геотермального тепла, добываемого из недр, для производства электроэнергии и тепла.Thus, the use of a geothermal installation of energy supply to consumers with a control system will increase the thermal efficiency of the electric energy storage unit and the integrated effect of the entire generation due to the maximum possible use of geothermal heat extracted from the subsoil for the production of electricity and heat, as well as reduce PES loads and reduce fuel consumption. Using the proposed geothermal installation of energy supply to consumers will allow to increase the efficiency of energy supply to consumers by maximizing the use of geothermal heat extracted from the subsoil for the production of electricity and heat.

Claims

A heat and power supply system for consumers with a geothermal power plant with a double-loop control circuit containing peak power plants (PES), for example diesel generators, and a geothermal binary power plant (BEC), for example, a geothermal binary thermal power plant, consisting of a production well connected by a pipeline to a geothermal medium separator, this separator is connected to pipelines for supplying the separated water to the heat exchanger pre-heating the coolant BEU and to the heat exchanger system heat supply, as well as a steam line for supplying the separated steam to the BEU evaporator, while the BEU, generating electric energy, consists of a steam turbine with a generator, a recuperator, a condenser, a circulation pump, a heat exchanger pre-heating the coolant and the evaporator, while on the pipeline for supplying the separated water a three-way valve is installed to the heat exchanger of the heat supply system to control the supply of geothermal water to the heat exchanger circuit and the heating system, by ensuring the possibility of separating the separated water into two adjustable flows, the three-way valve being connected by one pipe to the BEU pre-heating heat exchanger, and the second pipe - with an additional unit installed on the pipeline for supplying the separated water to the heat exchanger of the heat supply system, a mixing unit connected to the pipe with the BEU pre-heating heat exchanger, characterized in that the power supply system of consumers is equipped with a dual-circuit regulation system, including two not dependent circuit: heat supply control circuit and electric energy supply control circuit, while the heat supply control circuit includes a temperature controller that generates a control signal to a three-way valve and connected to a temperature sensor installed after the mixing unit and with an outdoor temperature sensor, and a control circuit supply of electric energy consists of a system electric power regulator (central regulator), electric power regulators BEU and regulators PES electric power, and the central controller receives signals for the current electric power of all generating units (BECs and PES), as well as the actual task for the electrical load, and, depending on the change in the actual load of consumers, the central controller generates the corresponding control signal for PES electric power regulator (until their regulation range is exhausted), while maintaining the previous task for the electric power of the BEU, which depends on the heat load, or nizhaya ECU electric power by decreasing the load of consumers and exhaustion ranging PES.