地熱水の実用化。スキーム、説明

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地熱エネルギー。地熱水の実用化。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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地熱水や熱水蒸気は従来の冷却材とは異なり、地熱熱供給システムの開発や地熱発電所での発電の際に考慮する必要があります。実際に示されているように、温泉水と熱水蒸気を一般的な冷却材として考慮する試みは失敗に終わるか、望ましくない解決策につながりました。地熱冷却材の特有の特徴を分析し考慮することなしに、地熱冷却材を広く使用することは不可能です。

地熱水の詳細は次のとおりです。

熱供給システムでの使い捨て使用;
暖房シーズン中の一定温度;
攻撃性があるため、金属パイプラインや加熱装置の腐食や堆積物の形成に対する保護を提供する必要があります。
比較的低温;
リセットの必要性。

地熱発電所で熱水蒸気を使用するには、発電所で使用される従来の蒸気とは対照的に、小さな岩石粒子を除去するための分離器や、パイプラインや蒸気ラインの防食保護など、追加の機器の使用が必要です。

地熱資源の技術的要件は、発電、熱供給（暖房と給湯）、技術的な水の供給、化学元素の抽出など、その利用範囲に応じて異なる場合があります。また、応用分野と効率も異なります。地熱水の使用の場合、特定の鉱床は、そのエネルギー潜在力、井戸の総埋蔵量と流量、化学組成、水の塩分と攻撃性、消費者の存在とその遠隔性、井戸の温度と水力条件によって決まります。、帯水層の深さとその特徴、およびその他のいくつかの要因。

経験によれば、ほとんどの場合、地熱水の最も効果的な利用分野は、工業、民間、自治体、農業施設への暖房、温水、工業用水の供給です。

上記の要因の分析は、すでに設計の初期段階で、地熱供給の実現可能性についての決定を下すのに役立ち、また、地熱鉱床を温度、帯水層の水生成度、化学組成、ガス飽和度、度によって分類するのに役立ちます。鉱化作用と冷却剤の使用の性質。

地熱井は水の産出量の程度に応じて、高産出量（1700㎥/日以上）、中産出量（400～1700㎥/日）、低産出量（3㎥/日未満）に分けられます。

石灰化の程度に応じて、新鮮なもの（最大 1 g/dm3）、微塩味（1 ～ 3 g/dm3）、汽水（3 ～ 5 g/dm3）、高塩味（5 ～ 10 g/dm3）に分けられます。 dm10)、軽度の塩味 (20 ～ 3 g) /dm20)、塩味 (35 ～ 3 g/dm35)、高塩味 (50 ～ 3 g/dm50)、弱塩水 (75 ～ 3 g/dm75)、塩水 ( 100 - 3 g/dm100)、強力な塩水 (3 g/dmXNUMX 以上)。

化学的性質に基づいて、水には重炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ナトリウムの XNUMX 種類があります。

ガスの組成に基づいて、それらは攻撃性（二酸化炭素と硫化水素）または中性（窒素とメタン）に分類されます。

熱の可能性によると、過熱（100℃以上）、高熱（60～100℃）、熱（40～60℃）、低熱（最大40℃）。

暖房スキームまたはシステムを選択するときは、上記の指標をすべて考慮する必要があります。設計の初期段階では、次のことを決定することをお勧めします。

特定の化学組成およびガス組成と鉱化の熱水を暖房、温水、工業用水の供給システムに直接供給することは可能ですか。
これらの地熱水を再加熱できるかどうか。
地熱水の潜在エネルギーを変換するためにどのような装置が使用できるか。
水処理方法の必要性は何ですか。

地熱水の熱エネルギー利用の技術的および経済的指標を改善するには、これらの水を取得する分野と使用および処分の分野の両方で、有機燃料、電気、化学薬品を使用するさまざまな技術的装置やユニットを使用する必要があります。このようなユニットには、たとえば、ピークボイラーハウス、熱交換器、自噴ポンプ、ネットワークポンプ、ヒートポンプなどが含まれます。したがって、地熱水から受け取って使用されるエネルギーを評価するには、次の一般的な熱力学的方法を使用することが推奨されます。分析 - 熱力学の第 XNUMX 法則に従ってエネルギー効率を評価できる電気的方法。

地熱水の使用の費用対効果は、その熱ポテンシャルの利用の程度と、計算された坑井流量の消費の均一性に大きく依存します。従来の暖房システムでは、未使用の水はボイラーハウス (CHP) に戻され、元のパラメータが復元されます。これにより、必要な燃料が少なくなります。地熱熱供給システムでは、消費者が使用しなかった熱ポテンシャルは回復不能に失われます。同じ流量（井戸の掘削と運営にかかるコストが同じ）であれば、放出のために送られる温泉水の最終温度に応じて、異なる数の消費者に熱を提供することが可能です。

最大のエネルギー効果（燃料節約）は、ピーク再熱（補助 - ピークボイラー室）またはヒートポンプを使用し、温度差を大きくした特別な暖房システムを作成し、一連の連続した消費者（季節限定を含む）による複雑な地熱熱供給スキームを開発することによって達成されます。もの）。

鉱化と化学組成に応じて、熱供給システムで温泉水を使用するには XNUMX つの方法があります。

水の予備準備を伴う;
中間熱交換器を使用する。
暖房システムに熱水を直接供給します。

最後の方法は最も簡単で経済的です。ただし、常に実現可能であるとは限りませんが、それでもほとんどの分野で使用されています。

地中熱供給システムの開発においては、熱水取水利用効率係数の最大値を確保しつつ、計算熱量当たりの熱水の使用原単位を最小限に抑える必要があります。その値は次の制限内で変化します: 加熱 0,05 ～ 0,34。換気量0,15～0,45。給湯0,70～0,92。このことから、温泉水の最も有効な利用は給湯であることがわかります。

ロシアの富は、地球の内断層帯の深さ300～2500メートルに位置する地球の膨大な熱資源のおかげで増大する可能性がある。

一般的に言えば、今日のロシアの地熱発電所は、国の総設置電力量の約 2% (最大 4000 MW) を発電できます。

著者：マゴメドフA.M.

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