1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Таким образом, если бы раствор охлаждался отдельно от цара,"то он достигал бы состояния насыщения после удаления 57,4% воды. В системе полного потока концентрации никогда не достигают таких значений. Таким образом, затруднений, связанных с образованием соли, не ожидается. Растворимость 510э в табл. 6.3 не указана, поскольку она является сложной функцией температуры и давления.
По всей вероятности, концентрация 510э в формациях находится в состоянии равновесия, близком к насыщению, и очень близка к соответствующей концентрации раствора кварца в воде или аморфного кремнезема в воде с поправкой на присутствие других солей. 2! зах. ммэ !Чэс! Кс! СэС1 Ь1С! х!вс! '3 С! вэс! КЬС1 СвС! х эс1 Мвс13 РЪС1э 2пС1э СэС1э що ' н о 0,1345 0,0315 0,0772 0,00 128 0,000039 0„000796 0,000375 0,000099 0,0000253 0,00681 0,00402 0,000707 0,00%4 0,0000169 0,000400 О,ВВВ2 0,346 0,502 1,41 1. 13 0,374 0,069 0.523 1,231 2,40 4.75 Ввпнкв 0,0296 5,45 0,957 0,389 0,063 0,065 0,0011 0,00010 0,0089 0.00072 0,00008 0,000010 0,00122 Мвпв 0,0036 О, 00019 0,000018 Пппучвннв энергии нэ горячих гвотврмвльных рвстворов 321 0,12 О, 1О О,ОР й 0РР $ 004 0 /00 ' гоп ЛО 400 Темпе/нппура, С Ф н г..
8.13. Нижняя двухфвэнвя авпвсть системы крвмнвэвм — вода [1). На фиг. 6.13 показана нижняя двухфазная область системы кремнезем — вода с поправкой на присутствие других солей в предположении, что между кремнеземом и другими солями не протекает химических реакций. Если действительная растворимость такая же, как у аморфного кремнезема в горячей воде, то кремнезема в растворе при более высоких температурах будет в 2,5 раза больше.
Ниже "230 С действительное значение растворимости будет близко к укаэанному. Поэтому при прохождении геотермального раствора вверх по скважине и через сопло кремнезем будет непрерывно осаждаться. Если предположить, что начальная температура в месторождении 300 С„то раствор будет содержать более 600 мг/л 510э, который будет особенно слабо удерживаться в растворе на выходе из сопла (40 С).
При производительности скважины 227 (кг/с)/0,1 мэ кремнезем будет оседать на выходе из конденсатора со скоростью 11,8 т/сут. Этот аморфный кремнезем создаст серьезную проблему, 322 Гаева 6 если он не будет оставаться в состоянии коллоидной суспензии от мо- мента извлечения из скважины до момента закачки отработанного раствора в недра. Если кислотность раствора не будет нарушаться, то следует ожидать, что кремнезем останется в коллоидном состоянии.
КОНСТРУКПИЯ КРЕПЛЕНИЯ СКВАЖИН Отложение солей в нижней части скважины может привести к дополнительным трудностям. При завершении скважины пришлось столкнуться с несколькими проблемами. Во-первых, при креплении средней части скважины в кольцевом пространстве между обсадными трубами не должна находиться вода. Если вода останется там при цементировании, то она будет нагреваться при поступлении пара и, расширяясь может разрушить внутреннюю обсадную колонну или подъемные трубы.
Во-вторых, скорости потока от места образования пара до устья скважины должны быть достаточно высокими, чтобы не происходило заметного проскальзывания паровой фазы. При низких скоростях паровая фаза (пузырьки) имеет тенденцию подниматься быстрее, чем жидкость.
Это вызывает повышение концентрации солей, и в скважине, в конце концов может быть достигнута концентрация, при которой соль начнет осаждаться. Если поддерживать скорости потока выше 30,5 м/с, то можно получать двухфазную смесь без увеличения концентрации солей. На фиг. 6.12 видно, что средняя плотность геотермального раствора равна 900 агама.
Таким образом, производительность 227 кг/с эквивалентна 0,25 ма/с. Так как этот расход относится к 0,1 ма площади скважины, то скорость раствора в нижней части трубы равна 2,71 м/с. Чтобы обеспечить скорость 30,5 м~с, диаметр труб должен быть уменьшен до 0,3 от своего начального значения. Например, обсадные трубы диаметром 244 мм в нижней части должны быть уменьшены до диаметра в 73 мм. По мере того как смесь раствор — пар поднимается вверх по трубе и содержание пара увеличивается, диаметр трубы следует снова увеличивать, чтобы предотвратить чрезмерное увеличение скорости и рост перепада давлений вследствие потерь на трение. Принимая верхний предел скорости равным 62 м/с можно определить рабочую площадь обсадной трубы непосредственно из уравнения неразрывности. Так как удельный объем равен -0,0155 ма~кг Получение еиергии иа гсричих гвотермапьных растворов 323 Ф и г.
6. 14. Схеме сбсаяки скважины 111. в устье скважины, то площадь равна -0,058 ма, или для скважины диаметрсм 244 мм диаметр трубопровода на поверхности должен быть равен 193 мм. На фиг. 6.14 представлена схема обсадки скважины и эксплуатационного трубопровода. Верхняя колонна труб диаметром 762 мм устанавливается в скважине диаметром 914 мм, пройденной на глубину 61 м. Затем бурится ствол диаметром 610 мм, глубиной -701 м и устанавливается обсадная колонна диаметром 457 мм.
Затем проходится скважина диаметром 444 мм до глубины 1326 м, и в нее опускается колонна труб диаметром 346 мм и тщательно цементируется. Скважина завершается на глубине 1525 м при диаметре буровой головки 305 мм. Нитка эксплуатационного трубопровода изготовлена иэ коррозионно-стойкого материала с сальником, установленным на глубине 1200 м на секции трубопровода 244 мм, расположенной на глубине 1П 3 — 1525 м, и перфорираввшюго от 1403 м до забоя скважины. От 1113 м вверх на 152,5 м идут трубы диаметром 76 мм, затем на 305 м — трубы 102 мм, на 366 м — трубы 143 мм, на 152,5 м — трубы 194 мм и на 137 м — трубы 219 мм.
Скорости потока на протяжении всего такого трубопровода будут заключены в пределах 30,5— 61 м/с. До сих пор не ясно, должно ли быть все кольцевое простран- 324 Глава В стао между эксплуатационным трубопроводом и обсадными трубами зацементировано полностью или же частично оставлено открытым, чтобы облегчить замену. Влияние на окружающую среду Геотермальная энергетическая система полного потока почти не будет оказывать вредного воздействия на окружающую среду. Так как теплоноситель закачивается после использования на ту же глубину, откуда он был извлечен, то не будет происходить оседания почвы, скопления солей и концентрированных растворов на поверхности или в водоносных пластах.
Неконденсирующиеся газы отсасываются и поступают в скважины для сброса. Таким образом, атмосфера не будет загрязниться. Необходимо иметь запас менее концентрированного раствора, циркулирующего между барометрическим конденсатором и охлаждающей системой. Для энергоблока мощностью 220 МВт понадобится 141 500 мэ этого раствора при скорости циркуляции -20 430 кг/с. Этот раствор можно поместить в непроницаемый земляной бассейн радиусом -120 м и глубиной 1,8 м. Не должно быть контакта между раствором в бассэйне и окружающей средой или грунтовыми водами. Если турбины не экранировать, то онн производат шум.
Но так как турбины обладшот большой мощностью, то для них и так требуются массивные защитные кожухи. Может оказаться целесообразным расположить всю электростанцию, кроме системы охлаждения воды и группы трансформаторов, ниже уровня земли. На территории любой полностью оборудованной геотермальной площадки должны разместиться группы трансформаторов, охлаждающие бассейны, скважины и генераторы, занимающие -5У, этой площашэ.
Такая система должна быть способной извлечь всю геотермальную энергию, запасенную в недрах. Оценки стоимости Оценить стоимость действующей геотермальной системы трудно, поскольку не решены еще инженерные проблемы, касающиеся как материалов, так и оборудования; неизвестна также оптимальная система охлаждения. Тем не менее желательно провести ориентировочные экономические расчеты, чтобы оценить целесообразность разработок геотермальной энергии. ттолучениа энергии иэ горячих геотермальных растворов 326 Была сделана попытка получить оценку с точностью до 30',~ с учетом стоимости аналогичного заводского оборудования в химичес кой и нефтяной промышленности, а также других геотермальных установок.
Такая оценка, по-видимому, может быть как завышенной, так и заниженной. ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ Предполагается, что энергоблок обслуживается десятью эксплуатационными скважинами номинальным диаметром 244 мм, приводящими в движение 3 — 5 генераторов переменного тока с двумя турбинами каждый. В случае использования радиальных турбин каждая турбина работает от одной скважины и две турбины обеспечивают привод одного генератора, так что всего в блоке пять агрегатов из турбин с генераторами.
При использовании тангенциальных турбин каждая турбина работает от одной скважины и на каждый генератор приходится по четыре турбины. Пиковая мощность блока 220 МВт, и при коэффициенте использования 80/ годовое производство электроэнергии составит 1,53 млрд. кВ1" ч. Предполагаетса, что каждый энергоблок сооружается независимо от других, так что они не имеют общих мастерских, систем обслуживания, трансформаторных подстанций и административного аппарата. Наконец, все оценки основаны на предположении о том, что исследования и разработки завершены и уже получен опыт эксплуатации первой опытно-промышленной установки. Первая установка, вероятно, будет самой дорогой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
