Orkuver fjögur er raforkuver með sjö Ormat Ísopentan-hverfla sem nota
umframgufu, lágþrýstigufu, frá hinum orkuverunum. Hver samstæða framleiðir 1,2
megavött. þrír hverflar með gír, eins þrepa, eru með vatnskælda eimsvala
(gangsett 1989) og fjóra asincron hverfla án gírs, tveggja þrepa, með loftkælda
eimsvala (gangsett 1993). Heildar framleiðslugeta orkuvers fjögur er 8,5 MW í
rafafli og um 30 MW í varmaafli til hitaveitu. Gufuhverflarnir í orkuveri eitt
og þrjú nota einungis hluta af orkunni í háþrýstigufunni. Eftir að hafa knúið
gufuhverflana er gufan, um 103°C heit síðan bæði notuð til að hita upp vatn í
varmaskiptarásum, orkuvera 1 og 2 og til að hita upp ísopentan í sjóðurum Ormat
véla í Orkuveri 4.
Nafnið Ormat er dregið af framleiðanda vélanna, Ormat Turbines í Yavne í Ísrael.
Ormat hverflarnir byggja á svokallaðri “Organic Rankine” hringrás eða
varmaferli, skammstafað ORC. “Rankine” ferlið er venjulega í orkuverum með
kyndingu (kol, gas, olía, mór, sorp, kjarnorka) og gufuhverflum, þ.e.
hringrásarefnið er vatn. Í ORC er venjulega notað eitthvert kolvetnasamband í
hringrásina.
Í Svartsengi er notað ísópentan en það er hringtengt C5H12
og ber einnig efnaheitið 2Methyl Butan. Ísópentan er eldfimt en ekki eitrað,
suðumarkið er 27,85°C við andrúmsloftsþrýsting og eðlisþyngd við 20°C er 620
kg/m3. Magn ísópentans á hverri vél er 3000 lítrar á þeim vatnskældu
en 6500 lítrar á þeim loftkældu. Áfyllingarkerfi er samtengt lagna- og dælukerfi
við ísópentan safngeyma.
Ormat vélasamstæðan samanstendur í aðalatriðum af sjóðara, skilju, hverfli,
eimsvala og fæðidælu. Stöðvarhúsið er álklætt stálgrindarhús. Þakið er
einangrað, en veggirnir eru óeinangraðir vegna hins mikla hitaálags sem er inni
í húsinu, þá eru stjórnherbergi með sér loftræstingu til varnar rofa og
tölvubúnaði fyrir H2S mengun.
Varmaferli
Bakþrýstigufa, svokölluð strompgufa, frá orkuverum eitt og þrjú er leidd í
röravarmaskipti (5,8 kg/s), sem kallaður er sjóðari. Í honum er gufan í
varmaskiptarörunum innanverðum, en ísópentanið að utanverðu. Þar er isopentanið
hitað upp í u.þ.b. 95°C og er þá isopentanið orðið að gasi við 5,5 bar (g)
þrýsting. Gufan þéttist hins vegar í rörum varmaskiptisins og er leidd burt sem
þéttivatn, til niðurdælingar í jarðhitakerfið.
Ísópentan gasið fer því næst í gegnum dropaskilju og síðan inn á hverfil sem
knýr 1,2 MW rafala. Frá hverflinum streymir gasið í eimsvala, sem er
röravarmaskiptir. Þar þéttist það við u.þ.b. andrúmsloftsþrýsting. Frá
eimsvalanum streymir isopentanvökvinn svo að fæðidælu, sem dælir honum í
sjóðarann og lokast þar með hringrásin.
Til kælingar í eimsvölum fyrstu þriggja Ormat vélanna er notað vatn sem síðar er
hitað áfram upp í orkuverinu (hitaveituvatnið). Fyrsta þrep í upphitun á
hitaveituvatninu er því í Ormat eimsvölunum og hitnar það frá 5°C í um 28°C.
Kælivatnsþörfin fyrir hverja vél er um 140 l/s.
Seinni Ormat vélarnar fjórar nota hins vegar loftkælda eimsvala. Þessir
loftkældu eimsvalar eru mikið mannvirki og ofan á þeim eru 36 viftur, sem hver
er 4 metrar í þvermál. Hver Ormat vél þarf um 12 MW af varma til að framleiða
1,2 MW í rafafli og þarf því að fjarlægja um 10,5 MW í eimsvölunum. Af þessu
leiðir að varmanýtnin er rúm 10%.
Ormat vélarnar eru hver fyrir sig með sjálfvirkt stýrikerfi og sjálfvirkri
samfösun. Stýrikerfið byggir á iðntölvum, en við þær tengist PC tölva í
stjórnstöð orkuveranna. Þar getur vakthafandi vélstjóri fylgst með ástandi
vélanna. Á skjáinn koma viðvaranir ef eitthvað bregður út af eðlilegum rekstri.
Rekstur og viðhald
Tilkoma Ormatvirkjunar árið 1989 féll afar vel inn í varmaferlið sem fyrir var í
Svartsengi, þá sem forhitun á hitaveituvatni, sem nemur aukningu á
framleiðslugetu um 30 MW. Það leiddi af sér sparnað á jarðsjó og þar með minnkun
á niðurdrætti í jarðhitageyminum.
Ávinningur með Ormatvirkjun
- Ormat hverflarnir juku rafafl orkuversins í Svartsengi um 8,4 MW
- Framleiðslugeta orkuversins til upphitunar á vatni jókst um 30 MW
- Sparnaður á jarðhitageyminum vegna tilkomu forhitunar 5°C í um 28°C
- Jarðhitanýtni orkuversins hefur aukist verulega
- Góður nýtingatími véla
- Tiltækt aukið magn þéttivatns sem nýtist til uppblöndunar í sjó fyrir
niðurdælingu
- Hávaði og mengun (súrt regn) stórminnkaði á svæðinu vegna minna
gufuútstreymis