1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Длн 187 кмз, охлажнраеьвих на 200оС, ЬН = 7,1 ° 10~в дж. близко к поверхности Земли, а количество содержащейся в них энергии велико. При значениях параметров, указанных в подписи к фиг. 1.2, при охлаждении 167 кмз породы на 209'С высвободится энергия, соответствующая потребности в ней США в 1979 г. В своем первоначальном виде эта энергия, конечно, не может быть использована для плавления руды или сообщения снлы тяги самолету. Тем не менее ее можно использовать для многих практических целей, экономя при этом энергию высокотемпературных источников. И хотя объем пород в 167 кмз значителен, эта цифра представляется бесконечно малой ,величиной по сравнению с объемом Земли или даже по сравнению с , той относительно небольшой частью этого объема, которая заключена в пределах, доступных для обычного бурения.
В настоящее время методы извлечения и использования влажного и сухого пара для производства электроэнергии достатонно хорошо разработаны и продолжают совершенствоваться. Интенсивно развиваются методы исполвзования низкотемпературных термальных вод и концентрированных растворов. Начата разработкаспособов извлечения энергии из широко распространенных сухих геотермальных месторождений. 4Е Глава 1 ГВВТВ1аыи4ьиыа сасхцсы как ладшактия4ыя истс444ик аиа4агии 17 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ С экономической точки зрения наиболее перспективны геотер- мальные месторождения с преобладанием пара, которые дают сухой, т.е.
перегретый, пар с некоторым количеством различных газов и во- ды, причем последнюю они могут и не содержать. Помимо механи- ческого удаления частиц пыли и осколков породы на выходе из сква- жин, другой обработки пара обычно не требуется, и пар непосредствен- но подводится к турбине для выработки электроэнергии. В настоящее время в промышленной эксплуатации находятся месторождения сухо- го пара в Лардерелло (Италия), Долине Больших Гейзеров (США) и Мацукаве (Япония).
В Монте-Амиата (Италия) эксплуатируются два небольших, но все же экономически выгодных месторождения сухого пара. Месторож- дения такого же типа осваиваются под руководством ООН в некото- рых районах Африки, а также Центральной и Южной Америки. После разведки месторождений сухого пара промышленные организации и правительства стремятся ускорить их освоение и приступить к их использованию, Значительно более распространенными, чем месторолщения су- хого пара, являются месторождения с преобладанием жидкости или перегретой воды„ дающие влажный пар.
В таких месторождениях тем- пература на глубине превышает обычную температуру кипения на по- верхности, но вода или раствор в бассейне находятся под давлением, превышающим атмосферное, и поэтому не кипят. При выходе жидкос- ти на поверхность ее давление падает, и она вскипает, так что из скважины поступает смесь пара и горячей воды. Обычно лишь 204/ жидкости переходит в насыщенный (влажный) пар, и только этот пвр используется для производства электроэнергии.
Горячая вода при тем- пературе кипения, составляющая остальные 80',ы обычно не исполь- зуется. Месторождения влажного пара такого типа эксплуатируются в настоящее время в Уайракее и Бродлендсе (Новая Зеландия), а также в Японии, Мексике и Исландии. К этому же классу месторождений от- носятся месторождения горячей соленой воды в Импириал-Валли (шт. Калифорния) и Серро-Прието на северо-западе Мексики. Еще более распространены месторождения термальных вод с тем- пературой ниже температуры кипения. В Советском Союзе на Кам- чатке имеется небольшая электростанция, на которой используются природные термальные воды при температуре 81'С для испарения фреона, пары которого поступают в турбину. Аналогичная двухкомпонентная система с изобутаном вместо фреона действует в долине Импириал-Валли [2]. Существует также двухконтурная геотермальная установка в районе Пекина (КНР), работающая на источнике с температурой 86'С и использукхцая в качестве вторичного теплоносителя хлористый этил (91.
Обычно природные термальные водм, имеющие температуры ниже точки кипения, используются для обогрева помещений и для обеспечения энергией низкотемпературных процессов. Наиболее распространены сухие геотермальные месторождения, не содержащие ни пара, ни горячей воды, либо потому, что они непро ницаемы для воды, либо потому, что при циркулящ4и подземные воды их не достигают. В принципе сухие горячие породы, имеющие высокую температуру и являющиеся потенциальным источником энергии, можно обнаружить в любой точке земного шара путем бурения доста точно глубоких скважин.
Однако на практике с ростом глубины сква. жин трудности бурения и его стоимость возрастают по экспоненте. В настоящее время обычные скважины достигают глубины 6000 м, но даже небольшое увеличение этой глубины связано со значительными трудностями. Поэтому при существующих методах бурения представляют интерес лишь сухие геотермальные-месторождения, расположенные на глубинах не более 6000 м от поверхности Земли. Эти месторождения значительно отличаются по температурам и доступности. В предельных случаях это могут быть скопления горячей лавы, расположенные у поверхности и имеющие температуры выше 1100ВС, и области интенсивного охлаждения, сравнительно молодые в геологическом отношении и даже на глубине 6000 м имекхцие теьшературу породы менее 160 С. Пока не существует экономически выгодного метода извлече.
ния энергии из сухих горячих пород в земной кора Ниже будет рассмотрен ряд предложенных для этого решений. РАЗМЕЩЕНИЕ И ДОСТУПНОСТЬ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Известно, что месторождения сухого пара с запасами, достаточными для промышленного использования, существуют менее, чем в двенадцати районах мира, являющихся в основном районами недав него вулканизма. При систематической разведке, вероятно, можно открыть еще несколько десятков таких месторождений. Но следует признать, что как геологические, так и термические условия, приво- 2 34к. ~4аи4 1я Глеиа 1 дящие к образованию месторождения с преобладанием пара, возникают достаточно редко, а сами месторождения обычно невелики.
Системы с преобладанием жидкости, обеспечивающие достаточное для промышленного использования количество влажного пара, значительно больше по размерам и встречаются чаще. Они расположены во многих районах мира и представляют собой очень большой по размерам и сравнительно легко доступный источник энергии. Еще болев распространенными и более доступными являются низкотемпературные воды. Самым же большим и самым доступным хранилищем геотермальной энергии являются сухие горячие горные породы. ОПЕНКИ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЗНЕРГИИ Проведенные к настоящему времени оценки количества энергии, заключенной в уже эксплуатируемых месторождениях с преобладанием пара и с преобладанием жидкости, весьма различны и зависят от степени оптимизма лиц, определяющих границы и оценивающих долгосрочные продуктивности этих месторождений, а также предсказыааю1цих открытие новых месторождений и предлагающих методы, ведущие к более широкому их освоению.
Согласно одной достаточно умеренной оценке ~51,при существующем уровне техники ныявленные и доступные для извлечения ржурсы природного пара в США обеспечат выработку 1000 МВт в течение 50 лет, а открытия новых месторождений пара, вероятно, позволят обеспечить получение 3000 — 6000 МВт также в течение 50 лет. Существуют другие оценки и прогнозы, согласно которым предполагаемые запасы геотермальных месторождений природного пара США в 5 — 10 раз больше указанных величин. Но даже по самым оптимистическим оценкам при использовании только современных методов освоения и эксплуатации месторождений, геотермальные ресурсы будут удовлетворять лишь малую часть всей потребности США в эйергии.
Вопрос о том, насколько могут возрасти 4ти ресурсы энергии при совершенствовании современных методов, является предметом многих обсуждений. Большинство специалистов в данной области считают, что в течение последующих 5 — 10 лет будут достигнуты следующие успехи. 1. Значительно будут усовершенствованы методы разведки месторождений, пригодных для немедленного использования, благодаря чему будет открыто гораздо больше ~~Р~®~~~~Р уР такиетективныаисто~никр«ргии месторождений, чем можно предположить в настоящее время. 2 Будут разработаны более совершенное буроюе обо рудование и новые бурильные системы, что приведет к сни'жению стоимости изыскании, освоения и эксплуатации мес торождений на обычных глубинах и сделает доступным и экономически оправданным источником энергии значительно более глубокие месторождения.
З.Б т уду устранены трудности химического порядка, связанные с использованием относительно концентрированных горячих растюров, типа имеющихся в долине Импириал-Валли, что позволит увеличить снабжение перегретой водой, требуемой при произюдстве электроэнергии. 4. Б ет уд доказана эффективность двухкомпонентных схем, в которых тепло природных термальных вод передается кипящим при низких температурах органическим жидкостям, что позволит использовать низкотемпературные гидротермальные месторождения для производства элект оэнергии. а электро- 5. Б ет уд расширено использование тепла природных термальных вод (а также вод, сбрасываемых после охлаждения и конденсации тепловыми электростанциями) для бытовых и промышленных целей, кондиционирования, оп еснения во ы чи д, очистки бытовых и промышленных сточных в я, опресвод, извлечения минеральных солей, а также для физических и химических процессов.
6. Будут выяснены многие вопросы, связанные с геологией, гидрогеологией, тепло- и массообменом, химичес. кими и механическими процессами„а искусственная стимуляция геотермальных месторождений всех типов приведет к значительному увеличению их продуктивности. Количество и пропорционально степе используемых геотермальных ресурсов з во растет о степени реализации каждого из указанных технических достижений и оч увеличится в 20 аз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
