Геотермальная энергетика. Практическое использование геотермальных вод. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Геотермальные воды и парогидротермы являются специфическими, отличными от традиционных теплоносителей, что необходимо учитывать при разработке систем геотермального теплоснабжения и выработки электроэнергии на ГеоТЭС. Попытки рассматривать термальную воду и парогидротермы в качестве обычного теплоносителя, как свидетельствует практика, заканчивались либо неудачей, либо приводили к нежелательным решениям. Широкое использование геотермального теплоносителя невозможно без анализа и учета его специфических особенностей.

Специфика геотермальных вод заключается в следующем:

• одноразовость использования в системе теплоноснабжения;
• постоянная температура в течение отопительного сезона;
• агрессивность, в связи с чем, необходимо предусматривать защиту от коррозии и образования осадков в металлических трубопроводах и нагревательных приборах;
• сравнительно низкая температура;
• необходимость сброса.

Использование парогидротерм для ГеоТЭС в отличие от традиционного пара, используемого на электростанциях, требует применения дополнительного оборудования - сепараторов для очистки от мелких частиц горных пород, а также антикоррозийной защиты трубопроводов и паропроводов.

Технические требования, предъявляемые к геотермальным ресурсам, могут быть различными в зависимости от сферы их использования - выработка электроэнергии, теплоснабжение (отопление и горячее водоснабжение), техническое водоснабжение, извлечение химических элементов и т. д. В свою очередь, области применения и эффективность использования геотермальных вод, того, или иного месторождения зависят, от их энергетического потенциала, общего запаса и дебита скважин, химического состава, минерализации и агрессивности вод, наличия потребителя и его удаленности, температурного и гидравлического режима скважин, глубины залегания водоносных горизонтов и их характеристики и некоторых других факторов.

Как показывает опыт, в большинстве случаев наиболее эффективной областью применения геотермальных вод является отопление, горячее и техническое водоснабжение промышленных, гражданских, коммунальных и сельскохозяйственных объектов.

Анализ вышеизложенных факторов помогает уже на начальной стадии проектирования принимать решение о целесообразности геотермального теплоснабжения, а также классифицировать геотермальные месторождения по температуре, степени водоотдачи водоносных горизонтов, химическому составу, газовой насыщенности, степени минерализации и характеру применения теплоносителя.

По степени водоотдачи геотермальные скважины разделяются на высокодебитные (1700 м /сут и более), среднедебитные (400 - 1700 м3/сут) и малодебитные (менее 400 м3/сут).

По степени минерализации подразделяются на пресные (до 1 г/дм3), слабосолоноватые (1 - 3 г/дм3), солоноватые (3 - 5 г/дм3), сильносолоноватые (5 - 10 г/дм3), слабосоленые (10 - 20 г/дм3), соленые (20 - 35 г/дм3), сильносоленые (35 - 50 г/дм3), слабые рассолы (50 - 75 г/дм3), рассолы (75 - 100 г/дм3), крепкие рассолы (более 100 г/дм3).

По химическому признаку выделяется четыре типа вод: гидрокарбонатные натриевые, сульфатные натриевые, хлормагниевые и хлоркальциевые, хлорнатриевые.

По газовому составу подразделяются на агрессивные (углекислые и сероводородные) или нейтральные (азотные и метановые).

По тепловому потенциалу - на перегретые (более 100°C), высоко термальные (60 - 100°C), термальные (40 - 60°C), слаботермальные (до 40°C).

Все вышеперечисленные показатели должны учитываться при выборе схемы или системы теплоснабжения. На начальной стадии проектирования желательно решить:

• можно ли термальные воды данного химического и газового состава и минерализации непосредственно подавать в системы отопления, горячего и технического водоснабжения;
• можно ли данные геотермальные воды подвергать догреву;
• какие устройства могут быть использованы для преобразования энергетического потенциала геотермальных вод;
• какова необходимость методов водоподготовки.

Улучшение технико-экономических показателей теплоэнергетического использования геотермальных вод требует применения различных технических приспособлений и агрегатов, использующих органическое топливо, электроэнергию, химические вещества, как в сфере получения этих вод, так и в сфере использования и утилизации. К таким агрегатам относятся, например, пиковые котельные, теплообменники, артезианские, сетевые насосы, тепловые насосы и т. д. Поэтому чтобы оценить получаемую и используемую энергию геотермальных вод, целесообразно воспользоваться общим термодинамическим методом анализа - электрическим методом, позволяющим оценить работоспособность энергии в соответствии со вторым началом термодинамики.

Экономичность применения геотермальных вод в решающей степени зависит от степени использования их теплового потенциала и равномерности расходования расчетного дебита скважин. В традиционных системах теплоснабжения неиспользованная вода возвращается в котельную (ТЭЦ) для восстановления первоначальных параметров. При этом требуется меньше топлива. В геотермальных системах теплоснабжения тепловой потенциал, не использованный потребителем, теряется безвозвратно. При одном и том же дебите (при одинаковых затратах на бурение и эксплуатацию скважин) можно обеспечить теплом различное количество потребителей в зависимости от конечной температуры направляемой на сброс термальной воды.

Максимальный энергетический эффект (экономия топлива) достигается созданием специальных систем отопления с повышенным перепадом температур, использованием пикового догрева (вспомогательной - пиковой котельной) или тепловых насосов, разработкой комплексных схем геотермального теплоснабжения с набором последовательных потребителей (в том числе сезонных).

В зависимости от минерализации и химического состава возможны три способа использования термальных вод в системах теплоснабжения:

•  с предварительной подготовкой воды;
•  с применением промежуточных теплообменников;
•  с непосредственной подачей термальной воды в систему теплоснабжения.

Наиболее прост и экономичен последний способ. Однако он далеко не всегда осуществим, но, тем не менее, используется на большинстве месторождений.

При разработке геотермальных систем теплоснабжения необходимо обеспечивать максимальное значение коэффициентов эффективности использования термоводозабора при одновременном минимальном удельном расходе термальной воды на единицу расчетной тепловой энергии. Его значение колеблется в следующих пределах: отопление 0,05 - 0,34; вентиляция 0,15 - 0,45; горячее водоснабжение 0,70 - 0,92. Из этого следует, что наиболее эффективно использование термальных вод для горячего водоснабжения.

Богатство России может быть приумножено за счет огромный ресурсов тепла Земли, которое находится на глубине от 300 до 2500 м в зоне внутренних разломов земного шара.

В общем плане на электрических геотермальных станциях сегодня в России можно получить около 2 процентов (до 4000 МВт) от общей установленной электрической мощности страны.

Автор: Магомедов А.М.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Двойная система антител летучих мышей против опасных вирусов 17.09.2026

Летучие мыши давно занимают особое место в исследованиях инфекционных заболеваний. Эти животные способны быть естественными носителями вирусов, представляющих серьезную опасность для человека, однако сами зачастую избегают тяжелых последствий заражения. Такая необычная способность особенно интересна ученым, поскольку позволяет изучать механизмы, с помощью которых организм может одновременно сосуществовать с потенциально опасными патогенами и контролировать их воздействие. Исследователи из Тюлейнского университета, Стэнфорда и Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) приблизились к объяснению этого феномена. По их данным, важную роль может играть необычная организация иммунной системы рукокрылых. У представителей семейства лиликовых (Vespertilionidae), насчитывающего более 500 видов и распространенного на всех континентах, кроме Антарктиды, специалисты обнаружили сразу две независимые генетические системы, участвующие в создании тяжелых цепей антител. Антитела пред ...>>

Экологичный ноутбук Acer Vero 16 с модульным корпусом 17.09.2026

Современный ноутбук постепенно перестает быть устройством, которое после нескольких лет эксплуатации проще заменить новым. Производители все чаще пытаются увеличить срок службы техники за счет переработанных материалов, ремонтопригодной конструкции и возможности модернизации отдельных компонентов. Новый Acer Vero 16 (V16-I71 / V16-I71T) стал одним из примеров такого подхода: при высокой производительности модель ориентирована не только на современные вычислительные задачи, но и на снижение экологической нагрузки на протяжении всего жизненного цикла устройства. В основе концепции Acer лежит расширенный принцип 4R, включающий Reduce - уменьшение использования ресурсов, Reuse - повторное применение, Recycle - переработку и Repairability - ремонтопригодность. Разработчики постарались реализовать эти четыре направления непосредственно в конструкции ноутбука. В частности, верхняя крышка и рабочая панель изготовлены из сплава, в котором сочетаются 50% переработанного и 50% низкоуглеродисто ...>>

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Случайная новость из Архива Новое доказательство теории струн 23.09.2020 Американским математикам удалось найти еще одно доказательство, подтверждающее теорию струн. Для этого ученые из института штата Юта исследовали двумерные К3-поверхности, результаты работы дали улучшенное представление о том, как могут взаимодействовать струны в пространстве-времени. Теорию струн обычно называют универсальной, поскольку она способна объединить в себе квантовую механику и ОТО Эйнштейна. Согласно данной теории существует некие вибрирующие волокна, пронизывающие Вселенную. Они регулярно взаимодействуют друг с другом, объясняют природу фундаментальных процессов, но кроме косвенных доказательств их существования у ученых ничего нет. Новые доказательства аналогичным образом относятся к разряду косвенных. Ученые исследовали расслоение и разнонаправленность компактных К3-поверхностей, чтобы улучшить понимание того, как струны взаимодействуют друг с другом в пространстве-времени. Математики считают, что теорию струн можно использовать в расчетах для углубленного понимания физических процессов во Вселенной.

Другие интересные новости:

▪ Электроавтобусы с быстрой подзарядкой

▪ SHARP DV-HRW30 - VHS видеомагнитофон, DVD и HDD рекордер

▪ В погодных катаклизмах виноваты огромные атмосферные волны

▪ Орбитальная лаборатория Space Rider

▪ Сахар вреден для памяти детей

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители низкой частоты. Подборка статей

▪ статья Черный ящик. Крылатое выражение

▪ статья Что такое теория Дарвина? Подробный ответ

▪ статья Отчетность по охране труда

▪ статья Электронный секундомер на двух транзисторах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Прыгающие карты. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026