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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива 75,6 ТБ данных на куске кварца 30.09.2020 Количество цифровых данных, генерируемое человеком, растет чрезвычайно высокими темпами. Между тем физические носители информации развиваются далеко не так быстро. Это значит, что для создания облачных хранилищ нужно закупать все больше дорогостоящих жестких дисков. Выходом из сложившегося положения может быть новая технология Microsoft, позволяющая записать десятки терабайт данных на кусок кварца. Microsoft Project Silica построен на технологии записи данных на сверхпрочное кварцевое стекло с помощью лазера путем деформации его структуры. В ходе экспериментов исследователям удалось "упаковать" 75,6 ТБ данных на кусок плавленого кварца размером с 2,5-дюймовый диск. Если проводить аналогии, то самый емкий 3,5-дюймовый жесткий диск имеет объем 20 ТБ. Главная проблема, с которой столкнулась команда Project Silica, состоит в том, что кварцевый носитель не может быть перезаписан. Следовательно, информация на нем предназначена только для чтения. Это вызовет сложности с резервным копированием, оно займет значительно больше времени, чем в случае с обычными дисками. Как оказалось, не только Microsoft, но и другие компании работают над подобной технологией. Так, собственные разработки уже есть у Seagate. Аналитики утверждают, что к 2025 году объем данных в мире превысит 175 зеттабайт (1 ЗБ = миллиард ТБ). Это в шесть раз больше, чем было в 2018 году. Мало того, развитие сетей 5G, спрос на видео в высоком разрешении и рынок интернета вещей может привести к тому, что к концу десятилетия общее количество информации достигнет 1 триллиона терабайт - 1000 зеттабайт.

Другие интересные новости:

▪ Умный нанокостюм

▪ Dell Inspiron Zino HD

▪ Электромобили из пластиковых бутылок и льна

▪ Полностью оптический коммутатор

▪ Беспилотник против истребителя

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Узлы радиолюбительской техники. Подборка статей

▪ статья Государственная политика в области предупреждения и ликвидации ЧС, защиты населения и территорий. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Какому учреждению завещал доходы от авторских прав на Питера Пэна его автор? Подробный ответ

▪ статья Вулкан Фудзияма. Чудо природы

▪ статья КВ регенератор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Защита аппаратуры от повышенного сетевого напряжения при помощи интегрального таймера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025