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Geothermiepumpen im Cerro Pabellón, Chile mit Foras HPMA150.6/4 – Horizontale mehrstufige Pumpen für Hochtemperatur-Soleanwendungen

Standort: Chile

Jahr: 2019

Anwendung: Geothermiekraftwerk


Bei Foras sind wir auf fortschrittliche Pumptechnologien spezialisiert, die auf anspruchsvollste Geothermieanwendungen zugeschnitten sind. Einer unserer wegweisenden Beiträge unterstützt das Geothermiekraftwerk Cerro Pabellón – die erste Geothermieanlage Südamerikas und die höchstgelegene der Welt, gelegen auf der Pampa-Apacheta-Hochebene in Chile auf 4.500 Metern über dem Meeresspiegel. Dieses Kraftwerk, das Geotérmica del Norte (einem Joint Venture von Enel Green Power Chile und ENAP) gehört, spielt eine entscheidende Rolle bei der Nutzung nachhaltiger Energie aus hochenthalpischen Geothermiequellen.



Die Herausforderung

Das Kraftwerk Cerro Pabellón, das unter den extremen Bedingungen der Atacama-Wüste betrieben wird, benötigte ein Pumpensystem, das gesättigte geothermische Sole bei 165 °C fördern kann. Die Flüssigkeit stellte mehrere betriebliche Herausforderungen dar:

  • Hoher Chloridgehalt (12.300 ppm)

  • Vorhandensein von Quarzsand und Schwebstoffen (>10 g/m³)

  • Große Höhe (4500 m ü. NN)

  • Extreme Umgebungstemperaturen von -35°C bis +35°C

  • Anforderungen an eine niedrige Netto-Saughöhe (NPSH) (1,2 m)

Ziel war die zuverlässige Förderung geothermischer Flüssigkeit aus tiefen Bohrungen (1.800 m) in Wärmetauscher zur Energieumwandlung in einem binären Kreislaufsystem.


Im Diagramm ist der komplette Produktionsprozess des Kraftwerks Cerro Pabellon synthetisch dargestellt.

1. Im Sektor 1 des Diagramms befinden sich die mehrstufigen horizontalen Kreiselpumpen von Pentax, um die Soleflüssigkeit aus dem Erdbrunnen in den „Vorwärmer“-Wärmetauscher zu befördern. 2. Im Sektor 2 des Diagramms befinden sich die vertikalen Turbinen-Kreiselpumpen von Pentax, um die Kondensatflüssigkeit wieder in den Erdbrunnen zu pumpen und die Flüssigkeit in das ursprüngliche Reservoir zurückzuführen.


Das GDN-Kraftwerk liegt in der Atacama-Wüste auf der Hochebene Pampa Apacheta, etwa 100 km nordöstlich der Stadt Calama auf 4.500 m Höhe, nahe der Grenze zu Bolivien.

Das Kraftwerk Cerro Pabellon wird dank der derzeit laufenden dreiphasigen Kraftwerkserweiterung über eine Kapazität von etwa 81 MW verfügen, was insgesamt 600 GWh pro Jahr entspricht.

Pentax hat in dieser Anlage bereits die vertikalen Turbinenpumpen für die Kondensatdampf-Rückinjektionsphase bereitgestellt.




Im Jahr 2020 lieferte Pentax 14 Einheiten mehrstufiger horizontaler Pumpen als Druckerhöhungspumpen, um den Bodendampf wieder in den Wärmetauscher des binären Systems einzuleiten und so die Produktionsturbine zu versorgen.

In diesem Fall waren die technischen Ziele der Pumpe sehr anspruchsvoll, da die wichtigsten Betriebsdaten wie folgt waren:


  • Flüssigkeitstemperatur 165°C

  • Betriebspunkt der Pumpe: 300 m3/h bei 40 m

  • Erforderlicher NPSH: 1,2 m

  • Flüssige Natur: unter Druck stehendes geothermisches Wasser

  • Wasserkorrosionselement: 12.300 ppm Chloride

  • Wasserfeststoffe (Quarzsand) > 10 g/m3

  • Standorthöhe: 4500 m ü. NN

  • Umgebungstemperatur der Pumpe -35°C / + 35°C


Unsere Lösung: Foras HPMA150.6/4 – Horizontale mehrstufige Kreiselpumpe


Um diese strengen Anforderungen zu erfüllen, lieferte Foras 14 Einheiten der horizontalen mehrstufigen Kreiselpumpe HPMA150.6/4 , die vollständig aus Edelstahl AISI 316 gefertigt und für den Betrieb mit hoher Saugleistung und hohen Temperaturen optimiert ist.





Wichtige technische Merkmale:

  • Durchflussrate: 300 m³/h

  • Fallhöhe: 40 m

  • Flüssigkeitstemperatur: 165 °C

  • NPSH erforderlich: 1,1 m

  • Effizienz: 76,6 %

  • Betriebsdrehzahl: 950 U/min

  • Dichtungssystem: Doppelte mechanische Patronendichtung (Plan 53B)

  • Materialien:

    • PEEK ST530 auf Verschleißringen, Buchsen und Trommelhülsen

    • Stellite 706/712 auf Saugbuchsenlagern

    • FFKM O-Ringe

    • SIC/SIC/FFKM-Gleitringdichtungen

  • Spezielles Motordesign für den VFD-Betrieb in großen Höhen

  • Sensoren: PT100 an Pumpen- und Motorlagern

  • Schmierung: Ölgeschmierte Lager

  • Dichtungskühlflüssigkeit: 50 % Glykolmischung, ausgelegt für -40 °C




Diese Pumpen wurden für die direkte Versorgung des binären Wärmetauschers konzipiert, um Erdwärmeenergie auf Antriebsturbinen zu übertragen und dabei aggressiven chemischen und mechanischen Bedingungen standzuhalten.




Ergebnisse

Die Installation der Foras HPMA-Pumpen hat die Betriebssicherheit und Energieeffizienz des Kraftwerks Cerro Pabellón deutlich verbessert. Ihre robuste Konstruktion gewährleistet eine stabile Leistung trotz hoher Temperaturen, korrosiver Flüssigkeiten und wechselnder Umgebungsbedingungen. Diese Lösung unterstützt die jährliche Leistung des Kraftwerks von rund 600 GWh und versorgt Tausende chilenischer Haushalte mit sauberer Energie.


Wir bei Foras sind spezialisiert auf intelligente, hocheffiziente Pumpenlösungen für den Einsatz in anspruchsvollsten Industrieumgebungen. Von Geothermieanlagen bis hin zur Hochtemperatur-Flüssigkeitsförderung unterstützen unsere Experten Ihr Projekt bei jedem Schritt.


Nehmen Sie Kontakt mit uns auf , um herauszufinden, wie Foras-Pumpen Ihren Betrieb mit Leistung, Zuverlässigkeit und Innovation voranbringen können.








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