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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Energía geotérmica. Uso práctico de las aguas geotérmicas. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía Las aguas geotérmicas y las hidrotermias de vapor son específicas, diferentes de los portadores de calor tradicionales, que deben tenerse en cuenta al desarrollar sistemas para el suministro de calor geotérmico y la generación de energía en GeoTPP. Los intentos de considerar el agua termal y el vapor hidrotermal como un portador de calor convencional, como muestra la práctica, terminaron en fracaso o condujeron a soluciones no deseadas. El uso generalizado del refrigerante geotérmico es imposible sin analizar y tener en cuenta sus características específicas. Los detalles de las aguas geotérmicas son los siguientes:
El uso de hidrotermias de vapor para GeoTPP, a diferencia del vapor tradicional utilizado en las centrales eléctricas, requiere el uso de equipos adicionales: separadores para limpiar pequeñas partículas de rocas, así como protección anticorrosiva de tuberías y tuberías de vapor. Los requisitos técnicos para los recursos geotérmicos pueden ser diferentes según el alcance de su uso: generación de electricidad, suministro de calor (calefacción y suministro de agua caliente), suministro de agua de servicio, extracción de elementos químicos, etc. A su vez, el alcance y la eficiencia de la uso de las aguas geotérmicas, uno u otro depósito depende de su potencial energético, de la reserva total y caudal de los pozos, de la composición química, salinidad y agresividad de las aguas, de la presencia de un consumidor y su lejanía, de la temperatura y condiciones hidráulicas de los pozos , la profundidad de los acuíferos y sus características, y algunos otros factores. Como muestra la experiencia, en la mayoría de los casos, el área de aplicación más efectiva de las aguas geotérmicas es el suministro de agua caliente, técnica y de calefacción de instalaciones industriales, civiles, municipales y agrícolas. Un análisis de los factores anteriores ayuda, ya en la etapa inicial de diseño, a decidir sobre la viabilidad del suministro de calor geotérmico, así como a clasificar los depósitos geotérmicos por temperatura, grado de pérdida de agua de los acuíferos, composición química, saturación de gas, grado de mineralización y la naturaleza del uso del portador de calor. Según el grado de pérdida de agua, los pozos geotérmicos se dividen en alto rendimiento (1700 m400/día y más), medio rendimiento (1700 - 3 m400/día) y bajo rendimiento (menos de 3 mXNUMX/día). Según el grado de mineralización, se dividen en frescos (hasta 1 g/dm3), ligeramente salobres (1 - 3 g/dm3), salobres (3 - 5 g/dm3), fuertemente salobres (5 - 10 g/ dm3), ligeramente salinos (10 - 20 g/dm3), salados (20 - 35 g/dm3), fuertemente salados (35 - 50 g/dm3), salmueras débiles (50 - 75 g/dm3), salmueras (75 - 100 g/dm3), salmueras fuertes (más de 100 g/dm3). Según la característica química, se distinguen cuatro tipos de aguas: bicarbonato de sodio, sulfato de sodio, cloruro de magnesio y cloruro de calcio, cloruro de sodio. Según la composición de los gases, se dividen en agresivos (dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno) o neutros (nitrógeno y metano). Por potencial térmico - sobrecalentado (más de 100°C), térmico alto (60 - 100°C), térmico (40 - 60°C), térmico bajo (hasta 40°C). Todos los indicadores anteriores deben tenerse en cuenta al elegir un esquema o sistema de suministro de calor. En la etapa inicial de diseño, es deseable decidir:
Mejorar los indicadores técnicos y económicos del uso de calor y energía de las aguas geotérmicas requiere el uso de varios dispositivos técnicos y unidades que utilizan combustibles fósiles, electricidad, productos químicos, tanto en el campo de la obtención de estas aguas, como en el campo de uso y eliminación. . Tales unidades incluyen, por ejemplo, calderas de pico, intercambiadores de calor, artesianos, bombas de red, bombas de calor, etc. Por lo tanto, para evaluar la energía recibida y utilizada por las aguas geotérmicas, es recomendable utilizar el método de análisis termodinámico general: el método eléctrico, que permite evaluar el rendimiento de la energía de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica. La economía del uso de aguas geotérmicas en una medida decisiva depende del grado de aprovechamiento de su potencial térmico y de la uniformidad del gasto del caudal calculado de los pozos. En los sistemas de calefacción tradicionales, el agua no utilizada se devuelve a la sala de calderas (CHP) para restaurar los parámetros originales. Esto requiere menos combustible. En los sistemas de suministro de calor geotérmico, el potencial térmico no utilizado por el consumidor se pierde irremediablemente. Con el mismo caudal (con los mismos costes de perforación y explotación de pozos), es posible proporcionar calor a un número diferente de consumidores, en función de la temperatura final del agua termal enviada a vertido. El efecto máximo de energía (ahorro de combustible) se logra mediante la creación de sistemas de calefacción especiales con una mayor diferencia de temperatura, utilizando recalentamiento máximo (caldera auxiliar - pico) o bombas de calor, desarrollando esquemas integrados de suministro de calor geotérmico con un conjunto de consumidores sucesivos (incluidos los estacionales ). Dependiendo de la mineralización y composición química, existen tres formas de utilizar las aguas termales en los sistemas de calefacción:
El último método es el más simple y económico. Sin embargo, está lejos de ser siempre factible, pero, sin embargo, se utiliza en la mayoría de los campos. Al desarrollar sistemas de suministro de calor geotérmico, es necesario garantizar el valor máximo de los coeficientes de eficiencia para el uso de la toma de agua termal con el consumo específico mínimo simultáneo de agua termal por unidad de energía térmica calculada. Su valor varía dentro de los siguientes límites: calefacción 0,05 - 0,34; ventilación 0,15 - 0,45; suministro de agua caliente 0,70 - 0,92. De esto se deduce que el uso más eficiente de las aguas termales para el suministro de agua caliente. La riqueza de Rusia se puede multiplicar por los enormes recursos del calor de la Tierra, que se encuentra a una profundidad de 300 a 2500 m en la zona de falla interna del globo. En términos generales, las estaciones eléctricas geotérmicas en Rusia hoy en día pueden generar alrededor del 2 por ciento (hasta 4000 MW) de la capacidad eléctrica instalada total del país. Autor: Magomedov A.M.
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