1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 77
Текст из файла (страница 77)
мбБО звв говвв в Преппоменнв~ прогрвммв исопеловенив ЗЫ Борсодержащие соединения могут сократить срок службы оборудования. В связи с этим следует провести изучение способов предотвращения попадания в оборудование растворенных солей. Свожемы о преобладанием жвдяоя фазы. Такие месторождения производят горячие жидкости (в основном воду), в которых могут быть растворены различные соли. В этом случае тепло для производства электроэнергии получают либо превращением жидкости в пар, либо передачей его вторичному теплоносителю. Возможно также получение йресной воды путем конденсации и сбора пара. Кроме того, горячая вода может быть использована для теплофикации, как это делается в Исландии, и для производства минерального сырья, Иногда удается организовать многоцелевое производство, что может оказаться более выгодным с экономической точки зрения, чем использозание месторождения лишь с какой-то одной целью. Как и в месторождениях с преобладанием пара, в этих системах .
также встает проблема неконденсирующихся газов. При этом различия между двумя типами систем носят количественный характер, основные же методы удаления и выброса газов практически одинаковы. Проблема снижения уровня шума в случае месторождений с преобладанием жидкой фазы осложняется тем, что при вскипании жидкости на выходе из скважины образуется двухфазная смесь. В связи с этим приходится рассеивать большее количество энергии, а следовательно, использовать более крупные и дорогостоящие устройства по сравнению с теми, которые устанавливают в паровых скважинах. Для решения этой проблемы требуется создание, лучших глушителей.
Геотермдльная жидкость часто содержит большое количество растворенных солей. При частичном превращении жидкости в пар эти соли остаются в жидкой фазе, которая таким образом становится пересыщенным раствором, из которого происходит выпадение солей в осадок. Для сбора информации, необходимой для проектирования экс плуатационного оборудования, потребуется определение типов и концентраций растворенных солей для различных месторождений. Выпадение этих солей в осадок создает серьезную проблему загрязне- . 'ния оборудования. Кроме того, они могут образовывать пробки, закупоривающие подводящие флюид трещины в породе, если переход в паровую фазу происходит под землей.
В некоторых районах, содержащих концентрированные растворы, потребуется закачка жидкости в недра. Жидкость, используемая для закачки, должна быть соответствующим образом обработана чтобы быть совместимой с раствором, содержащимся в толще пород. Для этой обработки потребуется создание специального оборудовании. Чтобы избежать вредного влияния на окружающую ори, возможно, придется отказаться от закачки в недра геотермальной системы добываемого концентрированного раствора и конденсата пара.
Возможно потребуется создание другой схемы их удаления, которая не была бы слишком сложной и не создавала бы угрозу окружаклцей среде. Осадки и отсепарированные от геотермальной жидкости твердые частицы могут содержать полезные минералы. Однако большая часть полученных таким образом минералов не представляет промышленной ценности и должна просто удаляться из раствора. Возможным решением этой проблемы является захоронение, промывка и закачка .в недра, однако этот вопрос требует йсследавания.
Применение энергетических циклов с вторичным тецлоносителем позволило бы иметь изолированное рабочее тело с заданными характеристиками, выбранными для оборудования, давления и температур данного цикла преобразования энергии. В такой схеме потребовался бы тецлообменник для передачи тепла геотермальной жидкости вторичному тецлоносителю. В связи с этим необходимы исследования термодинамическиМ свойств различных подходящих рабочих жидкостей. Как показывают тщательный инженерно-экономический анализ и предварительные конструктивные проработки, потребуется подобрать характеристики рабочей жидкости (возможно, дажехимически синтезировать новую жидкость) в соответствии с требованиями эксплуатационной системы. Размеры и мощности турбин, по-видимому, увеличатся, однако фирмы-производители в состоянии провести необходимые исследования и разработки. В прошлом это имело место по мере появления рынка сбыта.
Понадобится дополнительное исследование специдльных проб,лем выхода из строя теплообменного оборудования под действием концентрированной геотермальной жидкости. Как и в случае турбин, фирмы-производители этого оборудования всегда проводят такие исследования за счет своих фондов.
Как статические, так и кинетические физико-химические свойства концентрированных геотермдльных растворов являются основой для проектирования эксплуатационного оборудования. Применительно к геотермдльным растворам, получаемым из фонтанирующих скважин с последующим концентрированием в них солей в результате выпаривания жидкости в испаритдльной установке, требуется изучение химической кинетики концентрированных геотермдльных растворов. эвв Глава а Предложению программа исспадоааниа 999 Можно ожидать, что в некоторых случаях разработка геотермаль- ного месторождения может оказаться экономически более выгодной, если горячая геотермальная жидкость будет использоваться не толь- ко для выработки электроэнергии, но и для других целей.
Необходи- мо тщательное изучение смежных проблем при многоцелевой разра- ботке месторождения для производства электроэнергии, получения пресной воды, минерального сырья и технологического тепла. Тре- буется разработать, спроектировать и построить опытные установки для получения пресной воды из геотермальных жидкостей.
Извлечение геотермального тепла путем закачки в толщу пород не воды, а какой-либо другой жидкости технически вполне осущест- вимо. Если эта жидкость не смешивается с геотермвльным раство- ром, то путем механической сепарации на поверхности получается чистая горячая рабочая жидкость и не требуется теплообменное обо- рудование. Вследствие сильного коррозионного действия геотермальных жидкостей на оборудование необходимо исследовать ряд сплавов, спо- собных в большей или меньшей степени выдерживать это воздейст- вие.
Для этой цели требуется информация о скоростях коррозии и рос- та отложений на конструкционных материалах для турбин, тецлооб- менников, трубопроводов, клапанов и других компонентов электро- станции, По мере разработки новых геотермальных месторождений будет расширяться использование геотермальной энергии для теплофика- ции и охлаждения. Из-за трудностей доставки такого низкотемпера.. турного тецла в этом случае большое значение приобретает близость потребителя к источнику. Методы использования горячей воды для обогрева и охлаждения помещений применяются уже в течение ряда лет, и дополнительных исследований не требуется.
Сисиемы с аномально высоким давлением. Значительная часть существующих, а также разрабатываемых для применения в системах с преобладанием жидкой фазы методов непосредственно пригодна и для систем с анамально высоким давлением. В настоящее время известна технология нагнетания больших ко- ,личеств воды до давлений 24-27,6 МПа для котлов, работающих в сверхкритическом режиме на паротурбинных электростанциях на ископаемом топливе. Зта технология может быть применена для раз- работки водяной турбины высокого давления, которая получала бы энергию давления от геотермальной жидкости, находящейся под ано- мально высоким давлением, и сбрасывала бы жидкость при таких давлениях и температурах, что ее тепловая энергия могла бы извлекаться, как из жидкости, поступающей из месторождений с преобладанием жидкой фазы. Необходимо создать опытную установку, и этот вопрос обсуждается ниже.
Геотермальные растворы, находящиеся под аномально высоким давлением, как правило, насыщены метаном. При встречающихся температурах и давлениях раствор может содержать довольно значительные количества метана Это может служить дополнительным стимулом для разработки месторождений такого типа. Необходимо исследовать методы извлечения метана из геотермальных расстворов. Сисиемы иермоелекирическоьо преобразовании. Необходимо ис. следовать термоэлектрическое преобразование и другие методы прямого преобразования тецловой энергии в электрическую (минуя турбины) на основе геотермальных ресурсов.
Возможно даже необязатель.но производить электроэнергию непосредственно, а более целесообразно испольэовать тепло для производства таких химических веществ, как водород, которые затем можно использовать для генерирования электроэнергии. Следует изучить все возможные методы непосредственного использования геотермальных ресурсов, чтобы избежать некоторых из упомянутых выше проблем.
Причем теоретическое обоснование любого подхода должно предшествовать долгосрочным программам исследований. Сисиемы с искиссввенко созданной ярежииоваюокьиь Системы, создан. ные с помощью гидравлического разрыва с возможным последующим увеличением трещиноватости благодаря тецловому растрескиванию в процессе добычи, по-видимому, не создают особых проблем в связи с эксплуатацией месторождения в дополнение к рассматриваемым выше при условии, что закачиваемая вода является теплоносителем.
Поэтому никаких специальных исследований по этим системам, очевидно, не потребуется. При создании трещинной системы с помощью ядерных взрывов в толще пород образуются радиоактивные вещества Следует идентифицировать эти вещества и разработать способы предотвращения появления их на поверхности. Вопросы экономической зффекяивносии. Современные запасы тоцлива для производства электроэнергии весьма ограничены и будут продолжать истощаться. Такие дополнительные источники энергии, как геотермальная энергия, которые в настоящее время весьма же. лательны, в ближайшем будущем могут стать необходимыми для нормального социального и экономическогоразвития страны.
С этой точ- 390 Гпив в'8 Првдпсмвиивп прсгрвммв исспвлсввиив 391 ки зрения вопросы экономической эффективности получения электроэнергии из этого источника, возможно, менее важны, чем его на,личие. При непосредственном рассмотрении экономической эффективнос- ти геотермального производства электроэнергии отсутствие опреде- ляющих стоимость данных делает прямой расчет стоимости невозмож- ным. Поэтому рабочая группа подошла к проблеме с точки зрения того, какой должна быть стоимость геотермальной системы, чтобы производимая электроэнергия была конкурентоспособной с электроэнергией, получаемой другими новыми методами.
В течение оставшейся части столетия из обычных способов производства энергии самым дешевым, по-видимому, будет производство электроэнергии на атомных электростанциях. Если известную часть стоимости для геотермальной элвктростащяи сравнять с общей стоимостью производства энергии атомной станцией, полученная разница составит наизвестные компоненты стоимости производства геотермальной электроэнергии.
Сюда относятся разведка геотермаяьнога месторождения, его разработка и организация добычи, стоимость испарительного оборудования, удаления твердых частиц, оборудования по снижению уровня шума, удаление отработанных жидкостей, мер по охране окружающей среды и т.д. Используя такой метод расчета, рабочая группа получила предварительную оценку необходимых затрат на эти неизвестные компоненты геотермальной системы. Они составили 200 долл,/кВт в расчете на 1980 г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
