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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Микропластик способен проникать в мозг 03.06.2023 Крошечные пластиковые частицы попадают в организм с пищей, водой и воздухом, накапливаясь в тканях и клетках. Это уже не новость, и воспринимать это как данность. Ученые даже название вывели для этого явления - "пластикоз". Но считалось, что центральная нервная система достаточно защищена от проникновения постороннего материала гематоэнцефалическим барьером. Однако ученые выяснили, что пластик способен преодолевать его. И уже через пару часов после еды микропластик способен проникать даже в мозг. Миллионы тон пластика, попадающие в природу каждый год, не лежат мертвым грузом. Медленно разлагаясь, они распространяются в почве, воде и воздухе, попадая в живые организмы. Крошечные пластиковые частицы накапливаются в растениях и животных. И впоследствии способны вызвать самые серьезные проблемы со здоровьем. Как пластик находит дорогу в наши ткани? С едой он оказывается в кишечнике, откуда кровью и другими жидкостями разносятся по всему телу. Проникает в ткани, поражает даже клетки. До сих пор считалось, что пока остается один орган, надежно защищенный от пластикового загрязнения - это мозг. Но новая работа ученых из Медицинского университета Вены показала, что ЦНС беззащитна перед пластиком. Эксперименты на мышах, получавших несколько частиц полистирола вместе с едой, продемонстрировали, что уже через два часа после еды мельчайшие оказывались в головном мозге животных. Гематоэнцефалический барьер центральной нервной системы образован несколькими слоями особенно плотно уложенных клеток. Они контролируют движение веществ между ЦНС и другими частями организма. И защищают ее от микробов, токсинов и даже "наружных" иммунных клеток, способных нанести большой вред чувствительной нервной ткани. Как показали опыты Кеннера и его коллег, преодолеть эту границу способны только мелкие пластиковые частицы, размеры которых не превышают 0,001 миллиметра. Ученые выяснили, что ключевую роль в способности микропластика проникать через гематоэнцефалический барьер играет его биомолекулярная корона. Только крошечный фрагмент пластика появляется в организме, его поверхность "облепляют" различные биологические вещества, включая холестерин. Именно наличие такой оболочки позволяет крошечным частицам преодолевать последний уровень защиты организма и оказываться в его святая святых - человеческом мозге. Пока ученые затрудняются четко сказать, к каким нарушениям приведет накопление микропластика в теле. Но доподлинно известно, что пластикоз является, по меньшей мере, свидетельством загрязнения организма.

Другие интересные новости:

▪ Саундбар Sonos Arc Ultra

▪ Искусственные метеоритные дожди

▪ Муравьи умеют предсказывать землетрясения

▪ Высокоточные программируемые усилители

▪ Зимы будут холодными

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Альтернативные источники энергии. Подборка статей

▪ статья Мотоцикл. История изобретения и производства

▪ статья Кто придумал оперу? Подробный ответ

▪ статья Сассафрас лекарственный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Химические источники тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Звуковой ВЧ пробник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026