1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 45
Текст из файла (страница 45)
б. Один из опрошенных предложил провести эксперимент по стимулированию на своем геотермальном участке. Несколько человек предложили опробовать Плоушерскую методику после завершения ее разработки. 1.А Реав(Ъ|1иу 5!иду о( а Р1оивьаге СеогЬепиа1 Роиег Р1апг, РВЕ-1550, 1971. 2. С(пи1у !., ТЬе Тес!оп(с Ечо1игюп о! гье Невсеиг Нгнгеб 5гагев, Сео!. 5ос.
Ьовг(ов Оиагг. !оиг., 10, 133 — 174 (1963). 3. 2векег !.С., ТЬе Теирегагиге гп гЬе Не(КЬЪогЬоол о! а Соо1гпя 1пгпгв$че 5Ьеег, Аювег. !оиг. 5с!., 286, 306 — 318 (1957), 4. Сгни1у !о ТЬе А)о рнпищ В(егг1сг, Аихопв, 0.5. Сео!. 5игчеу Рго1. Рарег 209, р. 112, 1964. Олоушврснвя программа использования ндирных взрывов 23$ 5. Но1хег Р., Апяитепгв 1ог Нв(пя Тио ог Моге Рхр1овгчев рег Ешр!асетепг НоГе 1ог НАВР ЬОРК 69 — 25, 5ерг, 1969 (лнсамо, шц$всоввгнсв С.С. Фенйй б. ВНН, Епбйпееппб Есоповнсв Ава1ув(в о! Н.5. Рагегв 3,465,818 ав $$ Арр1гев го а Сеогьегва! Р!ваг, МвгсЬ, 1970. 7, Не!!тапа Н., С1аегеслв., 38, р.
41 (1965). 8. Ргосеегйаяв о! гье Ншгеб Наиопв Сои(егепсе оп Мои 5оигсев о! Епегбу, 1961. 9. Кпгвьор! К.В., 1пиолисноп го СеосЬепивггу, МсСгаи-Н)11 Вооь Со., Неп г'огЬ, 1967, р. 461. 10. 5гегчагг В Н., ТЬе 5гагив о! Р!оивьаге Сеогьеппа! Рогчег, ВХ%1 г5А-4079, Ваиейе, Рас!нс 1ЧонЬием ЬаЬогагог(ев, Осг. 1971. 11. О)хоп Н.Р'., Н.5. Рагем 3,640,336,' Реь. 1972. 12.
5геиагг В.Н„Вигпьат 1,В., 5игчеу о1 Ехрегг Сео1оя(са) Оргпюп оп ЕеашЪг!ну о! Р1оивьаге 5гппи1аноп о! Нагига1 Сеогеггиа! 5увгепгв, ВНФЬ-В-134, Ваиене, Расгпс МонЬиегн 1.аЪогвгапев, 5ерг. 1971. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ ТРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯ 1. Образование накипи при моделировании геотермального раствора При написании данной главы использованы материалы работы Харли [П, в которой описывается экспериментальное исследование образования накипи из искусственно приготовленного геотермального раствора и влияние этой накипи на характеристики теплопередачиь Ведомством по опреснению вод Министерства внутренних дел США подготовлен проект опытно-промышленной установки для исследования процесса производства пресной воды путем испарения геотермального раствора с помощью вертикально-трубного испарителя (ВТИ) с восходящим потоком.
В качестве вклада в эту работу Окриджская национальная лаборатория должна была обеспечить предварительную информацию о способности кремнезема, растворенного в растворе, откладываться на нагретых поверхностях труб испарителя. Поскольку Окриджская национальная лаборатория только что закончила исследование характеристик теплопередачи однотрубного испарителя с восходящим потоком с использованием растворов, не образующих накипи в представляющем интерес интервале температур 120 — 200оС, то имелась в наличии установка, которую можно было легко приспособить для проведения испытаний по изучению тенденции к образованию накипи содержащих силикаты растворов. Созданный ранее для исследования характеристик теплопередачи при использовании искусственно приготовленных растворов высокотемпературный вертикальный однотрубный испаритель был переделан из замкнутой системы в разомкнутую для проведения испытаний по изучению образования накипи.
Модификация установки состояла в добавлении трех емкостей для смешения и подачи питательной соленой воды, деаэратора для удаления кислорода из этой воды, системы Три экспериментепьных исспедоввния 233 добавления кислоты для превращения силиката натрия в питательной воде в кремневую кислоту после нагревания воды до рабочей темпе- ратуры и системы сброса для охлаждения и слива раствора после его прохождения через испаритель. За нагревателем воды на входе в ис- паритель и в сливном трубопроводе за испарителем были размещены освещаемые смотровые окна, с тем чтобы во время работы установ- ки можно было проводить визуальные наблюдения за выпадением осадков.
Схема установки приведена на фиг. 4.1. 'Фн г. 4.1. Схеме установки Лпя исспввоввння Чбавэоввния накипи прн испопьэоввнин геотермвпьного растворе 11Ь 1 — емкость с соленой водой; 2 — насос; 3- дееэрвтор; 4 — эиекторр б— конденсвторэ 6 — хоподипьник сиотемы сбросвр 7 — Фипьтр не пинии отбора проб; 8 — смотровые охнв; 9- нвгреветепь рвстворв; 10 — испвритепьр 11 — нвсос дпя первквчиввния спивной воды; 12 — насос дпя переквчиввния киспоты.
яэ4 Гпввв 4 Три еисперимвитвпьиыи исспедсввиия:Ы Искусственный раствор приготовлялся в трех изготовленных из нержавеющей стали емкостях объемом 1140 л каждая. Питательный раствор или деминерализованная вода могут быть перекачаны в вакуумный деаэратор через питающий трубопровод диаметром 95 мм, изготовленный из пластмассы; на этой линии установлен регулирующий клапан, поддерживающий требуемый уровень в данной части деаэратора.
Деаэратор представляет собой стеклянную трубу длиной 2,5 м и диаметром 100 мм с керамическими уплотнителями размером 25 мм. С помощью водоструйного эжектора фирмы иШютте и Кертинги в деаэраторе поддерживается разрежение 98,2 кПа (736 мм рт. ст.). Жидкость из деаэратора подается самотеком к перекачивающему питательный раствор насосу, расположенному на И,б м ниже деаэратора. Это позволяет поддерживать высоту всасывания перекачивающего насоса на уровне 1,5 м вод.
ст. Расход жидкости регулируется путем изменения числа оборотов привода насоса и поддерживается на уровне 1,9 л/мин. Холодный раствор прокачивается через измерительную диафрагму, нагревается до требуемой температуры при прохождении через обогреваемый паром нагреватель и подается снизу в испаритель через регулируемую диафрагму, с помощью которой регулируется интенсивность вскяпания на входе.
Труба испарителя с двойным гофрированием наружным диаметром 25,4 мм изготовлена из медноникелевого сплава (90'„' Сп, 10'„' %). Она обогревается с наружной стороны за счет конденсации технического пара, который подается в изготовленную из нержавеющей стали рубашку диаметром 150 мм, охватывающую трубу испарителя. Затем жидкость выходит из верхней части испарителя и самотеком поступает к регулирующему уровень баку, а затем в систему сброса. Образующийся в процессе испарения в трубе испарителя пар поступает через сепаратор с изготовленной из нержавеющей стали проволочной ловушкой в конденсатор. Конденсат проходит через регулирующий уровень бак и затем попадает в систему сброса, где он смешивается со сливаемым из установки раствором. При проведении опытов с кремнеземом в соленую воду закачивается соляная кислота (22 вес.",,) в точке трубопровода расположенной между нагревателем воды и входом в испаритель.
Кислота подается в достаточном количестве для превращения силиката и карбоната натрия, содержащихся в питательной воде, в кремневую кислоту и в хлорид натрия. Образующийся при этом углекислый газ удержива- ется в растворе за счет избыточного давления до момента вскипания жидкости в испарителе, когда СО выделяется из раствора и выпускается из конденсатора. В тех испытаниях, в которых в питательном растворе содержались соли кальция и магния, они добавлялись в виде хлоридов к кислоте, с тем чтобы предотвратить отложение накипи в нагревателе. Система сброса представляет собой охлаждаемый водой трубчатый змеевик емкостью 114 л из нержавеющей стали 316 длиной "9 м и наружным диаметром 95 мм.
Раствор охлаждается технической водой до температуры ниже 37' и затем сбрасывается через регулирующий уровень клапан в большой бак-сборник или непосредственно в дренаж. Смотровые окна, изготовленные из пирекса, диаметром 25 мм и толщиной 12,7 мм,расположены в трубопроводах на входе и выходе из нагревателя, а также на входе в испаритель и на сливной линии из него и используются для наблюдения за образованием осадков в системе.
Трубопроводы для отбора проб и электрически обогреваемые бомбы для образцов расположены на входе и выходе из испарителя. В бомбах для образцов находится сетка с фильтровальной бумагой с размером пор 5 — 10 мкм для сбора твердых частиц при рабочей температуре. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАПИИ УСТАНОВКИ Для всех переделок первоначальной экспериментальной установки были использованы материалы, находящиеся под рукой или имеющиеся на местных складах. Работа всех элементов системы в начале испытаний с использованием воды оказалась удовлетворительной, за исключением деаэратора.
Первоначально деаэратор был изготовлен из стеклянной трубы длиной 2,5 м и диаметром 50 мм с керамическими уплотнителями размером 25 мм. При этом отношение диаметров трубы и уплотнителя очевидно оказалось слишком малым, поскольку полученная минимальная концентрация кислорода составляла только 200 мкг/л. Нагревание питательного раствора от 37 до 43'С с целью уменьшения парциального давления кислорода не улучшило характеристик неизолированного деаэратора и поэтому первоначальный блок был заменен колонной диаметром ° 100 мм той же высоты, с тем же размером уплот- 236 Гпввв 4 Три зкспвримвитвпьимх исспвловюия 217 пения. После замены концентрация кислорода в питательной воде уменьшилась до "' 50 мкг/л, что можно было считать вполне удовлет- ворительным.
В последующих экспериментах с соленой водой концен- трация кислорода составляла 20 мкг/л. Единственной серьезной проб- лемой, с которой пришлось'столкнуться в ходе экспериментов, ока- залась подача кислоты, Хотя и ожидалась коррозия изготовленного из нержавеющей ста- ли трубопровода под действием соляной кислоты, не предполагалось, что она будет столь быстрой, что помешает проведению испытаний. Поэтому система подачи кислоты, включающая трубопровод и питаю- щий бак, была изготовлена из нержавеющей стали марки 316.
Насос для перекачки кислоты с пульсирующим микропитателем "Лэппи был оборудован головкой из нержавеющей стали марки 20 фирмы "Карпен- тер" и обратным клапаном, выполненным из сплава на никелевой ос- нове хастеллой С. Во время первых испытаний с использованием НС!, образующе- гося в результате коррозии во всасывающем трубопроводе насоса, газа было достаточно для заполнения этим газом малого объема на- соса. Чтобы свести к минимуму выделение газов стальной расходный бак был заменен стеклянным баллоном, а стальной всасывающий тру- бопровод — полиэтиленовым. Кроме того, потребовалось, там где это возможно, облицевать головку насоса специальным эпоксидным покрытием.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
