Hozirgi vaqtda geotermal energiya 51 mamlakatda energiya ishlab chiqarish texnologiyalarida qo'llaniladi. Besh yil davomida (2010 yildan 2015 yilgacha) geotermal elektr stansiyalarining umumiy quvvati 16 foizga oshdi va 12 635 MVtni tashkil etdi. Geotermal elektr stantsiyalarining quvvatini sezilarli darajada oshirish ekologik xavfsizlik, sezilarli iqtisodiy samaradorlik va yuqori foydalanish darajasi bilan bog'liq. o'rnatilgan quvvat.

Bugungi kunda geotermal elektr stansiyalari (GeoPS) 26 ta davlatda ishlaydi, ular yiliga taxminan 73 549 GVt elektr energiyasi ishlab chiqaradi. 2020 yilga kelib geotermal elektr stansiyalarining o‘rnatilgan quvvatlarining kutilayotgan o‘sishi taxminan 21443 MVtni tashkil etadi (1-rasm). Qo'shma Shtatlar geotermal energiya sohasida muhim ko'rsatkichlarga ega: GeoPP ning umumiy o'rnatilgan quvvati 3450 MVtni tashkil qiladi, yillik elektr energiyasi 16,6 MVt / soat. Ikkinchi o‘rinda umumiy quvvati 1870 MVt GeoPP bo‘lgan Filippin, uchinchi o‘rinda Indoneziya – 1340 MVt. Shu bilan birga, so'nggi besh yil ichida GeoPP quvvatining eng sezilarli o'sishi Turkiyada qayd etilgan - 91 dan 397 MVtgacha, ya'ni 336% ga. Undan keyingi o‘rinlarda Germaniya – 280 foizga (6,6 dan 27 MVtgacha) va Keniya – 194 foizga (202 dan 594 MVtgacha) bormoqda.

Zamonaviy geotermal energetikada eng keng tarqalgan bo'lib turbinali stansiyaning issiqlik sxemasiga ega, jumladan, geotermal bug'ning qo'shimcha kengayishi bilan umumiy quvvati 5079 MVt bo'lgan GeoPPlardir. Umumiy quvvati 2863 MVt bo'lgan GeoPP energiya bloklari o'ta qizib ketgan geotermal bug'da ishlaydi. Ikkita bug 'kengaytirish bosqichiga ega GeoPP energiya bloklarining umumiy quvvati 2544 MVtni tashkil qiladi.

Organik Rankine tsikliga ega bo'lgan geotermal ikkilik energiya bloklari tobora keng tarqalmoqda va bugungi kunda ularning umumiy quvvati 1800 MVt dan oshadi. Ikkilik quvvat bloklarining o'rtacha birlik quvvati 6,3 MVt, bitta ajratish bosimiga ega bo'lgan energiya bloklari - 30,4 MVt, ikkita ajratish bosimi - 37,4 MVt, o'ta qizdirilgan bug'da ishlaydigan energiya bloklari - 45,4 MVt.

So'nggi yillarda dunyoda zamonaviy geotermal elektr stantsiyalarining o'rnatilgan quvvatlarining asosiy o'sishi ko'p jihatdan ikkilik siklli energiya bloklari bilan yangi GeoPPlarning qurilishi bilan bog'liq.

Zamonaviy GeoPP larning texnologik sxemalarini geotermal sovutish suyuqligining fazaviy holatiga, termodinamik sikl turiga va foydalaniladigan turbinalarga ko'ra tasniflash mumkin (2-rasm). Geotermal elektr stantsiyalari geotermal sovutish suyuqligida o'ta qizib ketgan bug ', bug'-suv aralashmasi va issiq suv. GeoPP ning to'g'ridan-to'g'ri aylanishi butun texnologik yo'lda ishlaydigan vosita sifatida geotermik sovutgichdan foydalanish bilan tavsiflanadi.

Ikkilik tsiklli GeoPPlar asosan past haroratli dalalarda qo'llaniladi issiq suv(90-120 ° C), ular ikkinchi sxemada past qaynaydigan ishchi suyuqlikdan foydalanish bilan tavsiflanadi. Ikki aylanali GeoPPlar ikkilik va birlashtirilgan ikkilik sikllardan foydalanishni o'z ichiga oladi. GeoPP estrodiol siklida bug 'turbinasi geotermal bug'da ishlaydi va suyuq faza ko'rinishidagi sarflangan yoki chiqindi geotermal sovutish suyuqligining issiqligi ikkilamchi konturning ikkilik elektr stantsiyasida ishlatiladi.

Bir konturli GeoPPlarning kondensatsiyalanuvchi turbinalari geotermik o'ta qizib ketgan bug'da, shuningdek bug'-suv aralashmasidan ajratilgan to'yingan bug'da ishlaydi. Orqa bosimli turbinalar bir konturli geotermal elektr stantsiyalarda qo'llaniladi, ular elektr energiyasini ishlab chiqarishdan tashqari, issiqlik ta'minoti tizimlarini issiqlik bilan ta'minlaydi.

Hozirgi vaqtda Rossiyada orqa bosimli turbinali energiya bloklari Kunashir va Iturup orollarida (Kuril zanjiriga kiritilgan) ishlaydi. Kaluga turbinali zavodi Omega-500, Tuman-2,0 va Tuman-2,5 energiya bloklarini ishlab chiqdi.

Orqa bosimli turbinalar konstruktsiyasida kondansativlarga qaraganda ancha sodda, shuning uchun ularning narxi sezilarli darajada past.

Ko'pincha bitta, ikkita va uchta ajratish bosimiga ega bo'lgan yagona devirli GeoPPlarning texnologik sxemalari mos ravishda SingleFlash, Double-Flash va Triple-Flash sxemalari deb ataladi. Shunday qilib, ikki va uchta ajratish bosimiga ega bo'lgan GeoPPlar ajratgichning qaynashi tufayli kengaytirgichda olingan qo'shimcha ikkilamchi bug'dan foydalanishni o'z ichiga oladi. Bu bir ajratish bosimi bilan GeoPP bilan solishtirganda geotermal suyuqlikning issiqligidan foydalanishni oshirish imkonini beradi.

Geotermal bug 'turbinasi zavodlari Yaponiya, AQSh, Italiya va Rossiya kompaniyalari tomonidan ishlab chiqariladi.

Jadvalda. 1 zamonaviy bug 'turbinasi qurilmalari va geotermal elektr stantsiyalari uchun uskunalarning asosiy ishlab chiqaruvchilarini taqdim etadi. Geotermal turbinalarning konstruksiyasi bir qator xususiyatlarga ega bo‘lib, ular past navli geotermal to‘yingan bug‘dan ishchi muhit sifatida foydalanish bilan bog‘liq bo‘lib, korrozivlik va konlarni hosil qilish tendentsiyasi bilan ajralib turadi.

Geotermal turbinalar samaradorligini oshirishning zamonaviy ilg'or texnologiyalari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• turbinaning oqim yo'lidagi namlikni kanal ichidagi ajratish, shu jumladan namlikni periferik ajratish, ichi bo'sh nozul pichoqlari va separator bosqichidagi teshiklar orqali namlikni olib tashlash;
• ishlaydigan turbinada oqim yo'lini va oxirgi muhrlarni davriy yuvish tizimlari;
• sirt faol moddalar qo'shimchalari bilan geotermik sovutish suyuqligining fizik-kimyoviy xususiyatlarini nazorat qilish texnologiyasini qo'llash;
• nozul va rotor pichoqlarining geometriyasini optimallashtirish, shu jumladan yuqori samarali qilich pichoqlarini qo'llash orqali turbina tarmoqlarida yo'qotishlarni kamaytirish.

Shunday qilib, "QTZ" OAJning Mutnovskaya GeoPP uchun quvvati 25 MVt bo'lgan geotermal bug 'turbinasini loyihalashda suyuqlik fazasining 80% gacha katta tomchilar shaklida olib tashlash uchun namlikni ajratish uchun maxsus qurilmalar ishlatilgan. oqim yo'lidan suyuqlik plyonkalari. To'rtinchi turbina bosqichidan boshlab, oqim yo'lida periferik namlikni ajratishning ishlab chiqilgan tizimi qo'llanildi. Ikkala turbina oqimining ettinchi va sakkizinchi bosqichlarida nozul massivlarida kanal ichidagi namlikni ajratish qo'llaniladi. Namlikni olib tashlashning juda samarali usuli - bu turbinaning samaradorligini deyarli 2% ga oshirish imkonini beruvchi maxsus turbinali bosqich-separatordan foydalanish.

GeoPP turbinalarining oqim yo'liga kiruvchi bug'ning tuz tarkibi dastlabki geotermal suyuqlikning sho'rlanishiga va ajratish qurilmalarida fazalarni ajratish samaradorligiga bog'liq. Ajratish moslamalarining samaradorligi ko'p jihatdan turbina oqimi yo'lining tuz konlari bilan siljishi darajasini belgilaydi, shuningdek, turbina qanotlarining tomchi zarba eroziyasi intensivligiga va turbinaning oqim yo'li elementlari metallining korroziyali yorilishiga ta'sir qiladi.

Zamonaviy geotermal elektr stantsiyalarining texnologik sxemalarida vertikal va gorizontal ajratgichlar qo'llaniladi. Vertikal separatorlar asosan Yangi Zelandiya, Filippin va boshqa mamlakatlarda Yangi Zelandiya mutaxassislari ishtirokida qurilgan GeoPPlarda qo'llaniladi. Gorizontal separatorlar Rossiya, AQSH, Yaponiya va Islandiyadagi geotermal quvvat bloklarida qoʻllaniladi. Bundan tashqari, dunyodagi GeoPPlarning 70% gacha vertikal separatorlar bilan ishlaydi. Vertikal separatorlar o'rtacha 99,9% gacha bug'ning quruqligini ta'minlashga qodir. Shu bilan birga, ularning samaradorligi sezilarli darajada rejim parametrlariga bog'liq: nam bug'ning oqimi va bosimi, bug'-suv aralashmasining namligi (SWS), separatordagi suyuqlik darajasi va boshqalar.

Rossiyada yuqori samaradorlik va kichik o'lchamli xarakteristikalar bilan ajralib turadigan GeoPP quvvat bloklarida gorizontal separatorlar ishlab chiqilgan va ishlaydi. Separatorning chiqishidagi bug'ning quruqlik darajasi 99,99% ga etadi. Bu ishlanmalar atom elektr stansiyalari, kemasozlik va boshqa sanoat tarmoqlari uchun asbob-uskunalar ishlab chiqaruvchi korxonalarning tadqiqotlari va texnologiyasiga asoslangan edi. Bunday separatorlar VerkhneMutnovskaya GeoPPning modulli quvvat bloklarida va Mutnovskaya GeoPPning birinchi bosqichida o'rnatiladi va muvaffaqiyatli ishlaydi (3-rasm).

Ikkilik qurilmalarning afzalligi, birinchi navbatda, past haroratli issiqlik manbai asosida elektr energiyasini ishlab chiqarish qobiliyatidan iborat bo'lib, ularni qo'llashning asosiy yo'nalishlarini aniqladi. Ikkilik sozlamalardan foydalanish ayniqsa tavsiya etiladi:

• past haroratli geotermal resurslarga ega bo'lgan hududlarni energiya bilan ta'minlash (shuningdek, avtonom);
• qo'shimcha quduqlarni burg'ilashsiz yuqori haroratli geotermal sovutish suvida ishlaydigan ishlaydigan GeoPPlarning quvvatini oshirish;
• yangi loyihalashtirilgan kombine geotermal elektr stansiyalarining texnologik sxemalarida binar qurilmalardan foydalanish hisobiga geotermal manbalardan foydalanish samaradorligini oshirish.

Organik past qaynaydigan moddalarning termofizik, termodinamik va boshqa xususiyatlari issiqlik siklining turi va samaradorligiga, texnologik parametrlarga, jihozlarning dizayni va xususiyatlariga, ish rejimlariga, ishonchliligiga va ikkilik o'simliklarning ekologik tozaligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.

Amalda ikkilik o'simliklarning ishchi suyuqligi sifatida 15 ga yaqin turli xil past qaynaydigan organik moddalar va aralashmalar qo'llaniladi. Aslida, hozirgi vaqtda geotermal ikkilik energiya bloklari asosan uglevodorodlarda ishlaydi - dunyodagi ikkilik energiya bloklarining umumiy o'rnatilgan quvvatining taxminan 82,7%, ftoruglerodlar - 6,7%, xlorftoruglerodlar - 2,0%, suv-ammiak aralashmasi - 0,5%, u erda. 8,2% uchun ishchi suyuqlik haqida ma'lumot yo'q.

Kombinatsiyalangan ikkilik tsiklli geotermal elektr stantsiyalari birlamchi konturning geotermal suyuqligi nafaqat ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan issiqlik manbai, balki bug 'turbinasida issiqlikni mexanik ishga aylantirish uchun ham bevosita ishlatilishi bilan ajralib turadi.

Geotermal ikki fazali sovutish suyuqligining bug 'fazasi to'g'ridan-to'g'ri orqa bosimli bug 'turbinasida kengayib, elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi va geotermal bug'ning kondensatsiya issiqligi (shuningdek, separator) ikkinchi past haroratga yuboriladi. elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun organik ishlaydigan suyuqlik ishlatiladigan sxema. Bunday kombinatsiyalangan GeoPP sxemasidan foydalanish, ayniqsa, dastlabki geotermal suyuqlikda ko'p miqdorda kondensatsiyalanmaydigan gazlar mavjud bo'lgan hollarda tavsiya etiladi, chunki ularni kondanserdan olib tashlash uchun energiya xarajatlari sezilarli bo'lishi mumkin.

Termodinamik hisob-kitoblar natijalari shuni ko'rsatadiki, barcha teng boshlang'ich sharoitlarda, kombinatsiyalangan tsiklli geotermal elektr stantsiyalarida ikkilik quvvat blokidan foydalanish Yagona Flash GeoPP quvvatini 15% ga, DoubleFlash GeoPP ni 5% ga oshirishi mumkin. Hozirgi vaqtda binar qurilmalar AQSh, Germaniya, Italiya, Shvetsiya, Rossiya va boshqa mamlakatlardagi zavodlarda ishlab chiqarilmoqda. Ba'zilar haqida ma'lumot texnik xususiyatlar turli ishlab chiqaruvchilar tomonidan ishlab chiqarilgan ikkilik qurilmalar Jadvalda keltirilgan. 2.

Shaklda. 4-rasmda geotermal bug 'va past qaynaydigan organik ishchi suyuqlikda ishlaydigan turbinali qurilmalarga ega bo'lgan turli xil GeoPPlarni qurishda 1 kVt o'rnatilgan quvvatning narxi to'g'risidagi ma'lumotlar keltirilgan bo'lib, bu GeoPP narxining foydalaniladigan tsiklga bog'liqligini ko'rsatadi. geotermal suyuqlikning harorati.

Rossiyaning eng istiqbolli geotermal energetika loyihalari Mutnovskaya GeoPP (50 MVt) va Verxne-Mutnovskaya GeoPP (12 MVt) ni mos ravishda 10 va 6,5 ​​MVt quvvatga ega kombinatsiyalangan (ikkilik siklli) energiya bloklari bilan kengaytirishdir. qo'shimcha quduqlarni burg'ilashsiz ularning chiqindi issiqlik tashuvchisi issiqlikni qayta tiklash, shuningdek, 50 MVt quvvatga ega Mutnovskaya GeoPPning ikkinchi bosqichini qurish.

topilmalar

1. Jahon geotermal energetikasida texnologik sxemalar to'g'ridan-to'g'ri, ikkilik va kombinatsiyalangan tsikllarning GeoPPlari bilan qo'llaniladi - geotermal sovutish suvining fazaviy holati va haroratiga qarab.
2. So'nggi yillarda dunyoda GeoPPlarning umumiy o'rnatilgan quvvatlarining asosiy o'sishi ikkilik geotermal energiya texnologiyalarining rivojlanishi bilan bog'liq.
3. Geotermal quvvat bloklarining o'rnatilgan quvvati birligining narxi sezilarli darajada geotermal sovutish suvi haroratiga bog'liq va uning oshishi bilan keskin kamayadi.

geotermal energiya

Abstrakt.

Kirish.

Geotermal elektr stantsiyalari tomonidan ishlab chiqarilgan elektr energiyasining narxi.

Adabiyotlar ro'yxati.

Abstrakt.

Ushbu maqola butun dunyoda ham, bizning mamlakatimizda ham, Rossiyada geotermal energiyaning rivojlanish tarixini taqdim etadi. Yerning chuqur issiqligidan uni elektr energiyasiga aylantirish, shuningdek, mamlakatimizning Kamchatka, Saxalin, Shimoliy Kavkaz kabi hududlaridagi shahar va aholi punktlarini issiqlik va issiq suv bilan ta’minlash uchun foydalanish tahlil qilindi. Geotermal konlarni o‘zlashtirish, elektr stansiyalarini qurish va ularning o‘zini oqlash muddatlarini iqtisodiy asoslash belgilandi. Geotermal manbalar energiyasini boshqa energiya manbalari bilan taqqoslab, biz energiyadan foydalanishning umumiy balansida muhim o'rin egallashi kerak bo'lgan geotermal energiyani rivojlantirish istiqbollarini olamiz. Xususan, Kamchatka viloyati va Kuril orollari, qisman Primorye va Shimoliy Kavkazning energetika sanoatini qayta qurish va qayta jihozlash uchun o'zlarining geotermal resurslaridan foydalanish kerak.

Kirish.

Mamlakatimiz energetika tarmog‘ida yaqin istiqbolda ishlab chiqarish quvvatlarini rivojlantirishning asosiy yo‘nalishlari elektr stansiyalarini texnik qayta jihozlash va rekonstruksiya qilish, shuningdek, yangi ishlab chiqarish quvvatlarini ishga tushirishdan iborat. Bu, birinchi navbatda, 5560 foizlik samaradorlikka ega bo'lgan kombinat siklli stansiyalarni qurish bo'lib, bu mavjud issiqlik elektr stansiyalarining samaradorligini 2540 foizga oshiradi. Keyingi qadam qattiq yoqilg'ini yoqishning yangi texnologiyalaridan foydalangan holda va o'ta kritik bug' parametrlariga ega bo'lgan IESlarning 46-48% ga teng samaradorlik koeffitsientiga erishish uchun issiqlik elektr stantsiyalarini qurish bo'lishi kerak. Yangi turdagi issiqlik va tez neytronli reaktorlarga ega atom elektr stansiyalari ham yanada rivojlantiriladi.

Rossiya energetika sektorini shakllantirishda muhim o'rinni iste'mol qilinadigan energiya resurslari hajmi bo'yicha eng katta bo'lgan mamlakatning issiqlik ta'minoti sektori egallaydi, ularning umumiy iste'molining 45% dan ortig'i. Markaziy isitish tizimlari (DH) 71% dan ko'prog'ini ishlab chiqaradi va markazlashtirilmagan manbalar barcha issiqlikning taxminan 29% ni ishlab chiqaradi. Barcha issiqlikning 34% dan ortig'i elektr stantsiyalari tomonidan, taxminan 50% qozonxonalar tomonidan ta'minlanadi. Rossiyaning 2020 yilgacha bo'lgan energiya strategiyasiga muvofiq. respublikada issiqlik iste’molini kamida 1,3 barobarga oshirish, markazlashtirilmagan issiqlik ta’minoti ulushi esa 2000 yildagi 28,6 foizdan 2000 yilda 28,6 foizgacha ko‘tarilishi rejalashtirilgan. 2020 yilda 33% gacha

So'nggi yillarda organik yoqilg'i (gaz, mazut, dizel yoqilg'isi) va uni Rossiyaning chekka hududlariga tashish narxlarining oshishi va shunga mos ravishda elektr va elektr energiyasini sotish narxlarining ob'ektiv o'sishi. issiqlik energiyasi qayta tiklanadigan energiyadan foydalanishga munosabatni tubdan o'zgartirish: geotermal, shamol, quyosh.

Shunday qilib, mamlakatning ayrim hududlarida geotermal energetikaning rivojlanishi bugungi kunda, xususan, Kamchatka, Kuril orollari, shuningdek Shimoliy Kavkaz, Sibirning ayrim hududlarida elektr va issiqlik ta'minoti muammosini hal qilish imkonini beradi. va Rossiyaning Yevropa qismi.

Issiqlik ta'minoti tizimini takomillashtirish va rivojlantirishning asosiy yo'nalishlari qatorida mahalliy noan'anaviy qayta tiklanadigan energiya manbalaridan va birinchi navbatda, erning geotermal issiqligidan foydalanishni kengaytirish bo'lishi kerak. Yaqin 7-10 yil ichida mahalliy issiqlik ta'minotining zamonaviy texnologiyalari yordamida termal issiqlik tufayli sezilarli darajada qazilma yoqilg'i resurslarini tejash mumkin.

So'nggi o'n yillikda noan'anaviy qayta tiklanadigan energiya manbalaridan (NRES) foydalanish dunyoda haqiqiy bumni boshdan kechirdi. Ushbu manbalarni qo'llash ko'lami bir necha barobar oshdi. Bu yo'nalish boshqa energetika sohalariga nisbatan eng jadal rivojlanmoqda. Ushbu hodisaning bir nechta sabablari bor. Avvalo, arzon an'anaviy energiya tashuvchilar davri qaytarib bo'lmaydigan darajada yakunlangani ko'rinib turibdi. Bu sohada faqat bitta tendentsiya mavjud - ularning barcha turlari uchun narxlarning oshishi. Yoqilg'i bazasidan mahrum bo'lgan ko'plab mamlakatlarning energetik mustaqillikka erishish istagi ham muhim ahamiyatga ega.Atrof-muhitni muhofaza qilish, jumladan, zararli gazlar emissiyasi muhim rol o'ynaydi. Qayta tiklanadigan energiyadan foydalanishni faol ma’naviy qo‘llab-quvvatlash rivojlangan mamlakatlar aholisi tomonidan ko‘rsatilmoqda.

Shu sabablarga ko'ra ko'pgina davlatlarda qayta tiklanadigan energiyani rivojlantirish energetika sohasidagi texnik siyosatning ustuvor vazifasi hisoblanadi. Bir qator mamlakatlarda bu siyosat qayta tiklanuvchi energiyadan foydalanishning huquqiy, iqtisodiy va tashkiliy asoslarini belgilovchi qabul qilingan qonunchilik va me’yoriy-huquqiy baza orqali amalga oshiriladi. Xususan, iqtisodiy asoslar energiya bozorini rivojlantirish bosqichida qayta tiklanadigan energiya manbalarini qo'llab-quvvatlash bo'yicha turli chora-tadbirlardan iborat (soliq va kredit imtiyozlari, to'g'ridan-to'g'ri subsidiyalar va boshqalar).

Rossiyada qayta tiklanadigan energiyani amaliy qo'llash bo'yicha etakchi mamlakatlardan sezilarli darajada orqada qolmoqda. Qonunchilik va me'yoriy-huquqiy baza, shuningdek, davlatning iqtisodiy yordami mavjud emas. Bularning barchasi ushbu sohada mashq qilishni juda qiyinlashtiradi. To'xtatuvchi omillarning asosiy sababi - mamlakatdagi cho'zilgan iqtisodiy muammolar va natijada investitsiyalar bilan bog'liq qiyinchiliklar, past to'lov qobiliyati, zarur ishlanmalar uchun mablag'larning etishmasligi. Shunga qaramay, mamlakatimizda qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanish (geotermal energiya) bo‘yicha muayyan ishlar va amaliy chora-tadbirlar amalga oshirilmoqda. Rossiyadagi bug'-gidrotermal konlar faqat Kamchatka va Kuril orollarida mavjud. Shuning uchun geotermal energiya kelajakda butun mamlakat energetika sohasida muhim o'rin tuta olmaydi. Biroq, u import qilinadigan qimmat yoqilg‘i (mazut, ko‘mir, dizel yoqilg‘isi) ishlatilayotgan va energetika inqirozi yoqasida turgan ushbu hududlarni energiya bilan ta’minlash muammosini tubdan va eng iqtisodiy asosda hal etishga qodir. Kamchatkadagi bug'-gidrotermal konlarning potentsiali turli manbalardan 1000 dan 2000 MVtgacha o'rnatilgan elektr energiyasini ta'minlashga qodir, bu esa ushbu mintaqaning yaqin kelajakdagi ehtiyojlaridan sezilarli darajada oshadi. Shunday qilib, bu erda geotermal energiyani rivojlantirishning haqiqiy istiqbollari mavjud.

Geotermal energiyaning rivojlanish tarixi.

Katta qazib olinadigan yoqilg'i resurslari bilan bir qatorda, Rossiyada 300 dan 2500 m gacha chuqurlikda, asosan er qobig'ining yoriq zonalarida joylashgan geotermal manbalar tomonidan ko'paytirilishi mumkin bo'lgan er issiqligining katta zaxiralari mavjud.

Rossiya hududi yaxshi o'rganilgan va bugungi kunda er issiqligining asosiy resurslari ma'lum bo'lib, ular muhim sanoat salohiyatiga, shu jumladan energiyaga ega. Bundan tashqari, deyarli hamma joyda 30 dan 200 ° S gacha bo'lgan haroratli issiqlik zaxiralari mavjud.

1983 yilda VSEGINGEOda SSSR termal suvlari resurslari atlasi tuzildi. Mamlakatimizda termal suv zaxiralari bilan 47 ta geotermal konlar o'rganilgan, bu sizga kuniga 240 10³ m³ dan ortiq suv olish imkonini beradi. Bugungi kunda Rossiyada 50 ga yaqin ilmiy tashkilotlarning mutaxassislari er issiqligidan foydalanish muammolari bilan shug'ullanadilar.

Geotermal resurslardan foydalanish uchun 3000 dan ortiq quduq qazildi. Ushbu sohada allaqachon olib borilgan geotermal tadqiqotlar va burg'ulash ishlarining narxi, yilda zamonaviy narxlar 4 milliarddan ortiqni tashkil etadi. dollar. Kamchatkada chuqurligi 225 dan 2266 m gacha bo'lgan geotermal konlarda allaqachon 365 quduq qazilgan va (Sovet davrida) taxminan 300 million kub metr sarflangan. dollar (joriy narxlarda).

Birinchi geotermal elektr stansiyasi 1904 yilda Italiyada ishga tushirilgan. Kamchatkadagi birinchi geotermal elektr stantsiyasi va SSSRda birinchi bo'lgan Pauzetskaya geotermal elektr stantsiyasi 1967 yilda ishga tushirilgan. va 5 mVt quvvatga ega bo'lib, keyinchalik 11 mVt ga ko'tarildi. 90-yillarda sanoat bilan hamkorlikda (birinchi navbatda Kaluga turbinali zavodi bilan) ishlab chiqilgan tashkilot va firmalarning (OAJ Geoterm, OAJ Intergeotherm, OAJ Nauka) paydo bo'lishi bilan Kamchatkada geotermal energetikaning rivojlanishiga yangi turtki berildi. geotermal energiyani elektr energiyasiga aylantirish uchun yangi progressiv sxemalar, texnologiyalar va uskunalar turlari hamda Yevropa tiklanish va taraqqiyot bankining kafolatli kreditlari. Natijada, 1999 yil Kamchatkada Verxne-Mutnovskaya GeoTPP (har biri 4 MVt quvvatga ega uchta modul) ishga tushirildi. 25 mVt quvvatga ega birinchi blok joriy etildi. umumiy quvvati 50 MVt bo'lgan Mutnovskaya GeoTESning birinchi bosqichi.

100 MVt quvvatga ega ikkinchi faza 2004 yilda ishga tushirilishi mumkin

Shunday qilib, Kamchatkada geotermal energiyaning bevosita va juda real istiqbollari aniqlandi, bu mamlakatdagi jiddiy iqtisodiy qiyinchiliklarga qaramay, Rossiyada qayta tiklanadigan energiyadan foydalanishning shubhasiz ijobiy namunasidir. Kamchatkadagi bug'-gidrotermal konlarning potentsiali 1000 MVt o'rnatilgan elektr energiyasini ta'minlashga qodir, bu ushbu mintaqaning yaqin kelajakdagi ehtiyojlaridan sezilarli darajada oshadi.

Rossiya Fanlar akademiyasining Uzoq Sharq bo'limining vulqonologiya instituti ma'lumotlariga ko'ra, allaqachon aniqlangan geotermal resurslar Kamchatkani 100 yildan ortiq elektr va issiqlik bilan to'liq ta'minlash imkonini beradi. Kamchatka janubidagi 300 MVt (e) quvvatga ega yuqori haroratli Mutnovskoye koni bilan bir qatorda Koshelevskoye, Bolshe Bannoy va shimolda Kireunskoye konlarida geotermal resurslarning muhim zaxiralari ma'lum. Kamchatkadagi geotermal suvlarning issiqlik zaxiralari 5000 MVt (t) ga baholanadi.

Chukotka, shuningdek, muhim geotermal issiqlik zaxiralariga ega (Kamchatka viloyati bilan chegarada), ularning ba'zilari allaqachon topilgan va yaqin atrofdagi shaharlar va qishloqlar uchun faol ishlatilishi mumkin.

Kuril orollari yerning issiqlik zahiralariga ham boy, ular bu hududni 100200 yil davomida issiqlik va elektr energiyasi bilan taʼminlash uchun yetarli. Iturup orolida ikki fazali geotermik sovutish suvi zaxiralari topildi, uning quvvati (30 MVt(e)) keyingi 100 yil ichida butun orolning energiya ehtiyojlarini qondirish uchun etarli. Bu yerda Okean geotermal konida allaqachon quduqlar qazilgan va GeoPP qurilmoqda. Janubiy Kunashir orolida geotermal issiqlik zaxiralari mavjud bo'lib, ular allaqachon Yujno Kurilsk shahrini elektr energiyasi va issiqlik bilan ta'minlash uchun foydalanilmoqda. Shimoliy Paramushir orolining ichaklari kamroq o'rganilgan, ammo ma'lumki, bu orol ham harorati 70 dan 95 ° C gacha bo'lgan geotermal suvning sezilarli zaxiralariga ega va 20 MVt (t) quvvatga ega GeoTS ham mavjud. bu yerda qurilmoqda.

100-200°S haroratli termal suvlarning konlari ancha keng tarqalgan. Bu haroratda bug 'turbinasi aylanishida past qaynaydigan ishchi suyuqliklardan foydalanish maqsadga muvofiqdir. Ikki pallali geotermal elektr stantsiyalarini termal suvda ishlatish Rossiyaning bir qator mintaqalarida, birinchi navbatda Shimoliy Kavkazda mumkin. Bu yerda 300 dan 5000 m gacha chuqurlikda joylashgan suv ombori harorati 70 dan 180 ° S gacha bo'lgan geotermal konlar yaxshi o'rganilgan.Bu erda issiqlik ta'minoti va issiq suv ta'minoti uchun geotermal suv uzoq vaqtdan beri ishlatilgan. Dog'istonda yiliga 6 million m dan ortiq geotermal suv ishlab chiqariladi. Shimoliy Kavkazda 500 mingga yaqin aholi geotermal suv ta'minotidan foydalanadi.

Primorye, Baykal mintaqasi va G'arbiy Sibir mintaqasi ham sanoat va qishloq xo'jaligida keng miqyosda foydalanish uchun mos bo'lgan geotermal issiqlik zaxiralariga ega.

Geotermal energiyani elektr va issiqlik energiyasiga aylantirish.

Yuqori minerallashgan er osti termal suvlarining issiqligidan foydalanishning istiqbolli yo‘nalishlaridan biri uni elektr energiyasiga aylantirishdir. Shu maqsadda geotermik aylanma tizimi (GCS) va bug 'turbinasi qurilmasidan (STP) iborat bo'lgan GeoTPP qurishning texnologik sxemasi ishlab chiqilgan bo'lib, uning sxemasi 1-rasmda ko'rsatilgan. O'ziga xos xususiyat Ma'lum bo'lgan bunday texnologik sxema shundan iboratki, unda bug'lashtirgich va o'ta qizdirgich rolini quyish qudug'ining yuqori qismida joylashgan vertikal qarama-qarshi oqimli issiqlik almashtirgich tomonidan amalga oshiriladi, bu erda hosil bo'lgan yuqori haroratli termal suv quvurlar orqali etkazib beriladi. issiqlikni ikkilamchi sovutish suviga o'tkazgandan so'ng, qatlamga qayta pompalanadigan sirt quvur liniyasi. Bug 'turbinasi zavodining kondensatoridan ikkilamchi sovutish suvi issiqlik almashtirgich ichida pastga tushirilgan quvur orqali tortishish kuchi bilan isitish zonasiga kiradi.

Renkine sikli kasb-hunar maktablari faoliyatining markazidir; t,s - bu tsiklning diagrammasi va evaporatator issiqlik almashinuvchisidagi issiqlik tashuvchilarning haroratlarining o'zgarishi tabiati.

GeoTPP ni qurishda eng muhim nuqta ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan ishchi suyuqlikni tanlashdir. Geotermal o'rnatish uchun tanlangan ishchi suyuqlik berilgan ish sharoitida qulay kimyoviy, fizik va operatsion xususiyatlarga ega bo'lishi kerak, ya'ni. barqaror, yonmaydigan, portlashdan himoyalangan, toksik bo'lmagan, qurilish materiallariga inert va arzon bo'lishi kerak. Dinamik yopishqoqlikning past koeffitsienti (kamroq gidravlik yo'qotishlar) va yuqori issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti (yaxshilangan issiqlik uzatish) bilan ishlaydigan suyuqlikni tanlash maqsadga muvofiqdir.

Ushbu talablarning barchasini bir vaqtning o'zida bajarish deyarli mumkin emas, shuning uchun har doim bir yoki boshqa ishlaydigan suyuqlikni tanlashni optimallashtirish kerak.

Geotermal elektr stantsiyalarining ishchi organlarining past boshlang'ich parametrlari t, s diagrammasida o'ng chegara egri chizig'ining manfiy egriligi bilan past qaynaydigan ishchi organlarni izlashga olib keladi, chunki suv va bug'dan foydalanish bu holatda termodinamik parametrlarning yomonlashishi va bug 'turbinasi qurilmalari o'lchamlarining keskin oshishi, bu ularning qiymatini sezilarli darajada oshiradi.

Ikkilik energiya davrlarining ikkilamchi zanjirida superkritik agent sifatida o'ta kritik holatdagi izobutan + izopentan aralashmasidan foydalanish taklif etiladi. Superkritik aralashmalardan foydalanish qulay, chunki tanqidiy xususiyatlar, ya'ni. kritik harorat tc(x), kritik bosim pc(x) va kritik zichlik qc (x) x aralashmaning tarkibiga bog'liq. Bu aralashmaning tarkibini tanlash orqali ma'lum bir geotermal maydonning termal suvining mos keladigan harorati uchun eng qulay kritik parametrlarga ega bo'lgan superkritik agentni tanlash imkonini beradi.

Ikkilamchi sovutish suyuqligi sifatida termodinamik parametrlari talab qilinadigan shartlarga mos keladigan past qaynaydigan uglevodorod izobutan ishlatiladi. Izobutanning muhim parametrlari: tc = 134,69 ° S; pk = 3,629 MPa; qk = 225,5 kg/m³. Bundan tashqari, izobutanni ikkilamchi sovutish suvi sifatida tanlash uning nisbatan arzonligi va ekologik tozaligi (freonlardan farqli o'laroq) bilan bog'liq. Izobutan ishchi suyuqlik sifatida chet elda keng tarqaldi va uni ikkilik geotermal energiya davrlarida o'ta kritik holatda ishlatish taklif etiladi.

O'rnatishning energiya xarakteristikalari ishlab chiqarilgan suvning haroratlarining keng diapazoni va uning ishlashning turli usullari uchun hisoblanadi. Barcha holatlarda izobutan tconning kondensatsiyalanish harorati =30°C deb qabul qilingan.

Eng kichik harorat farqini tanlash haqida savol tug'iladiêtfig.2. Bir tomondan, êt ning pasayishi evaporatatorning issiqlik almashinuvchisi yuzasining oshishiga olib keladi, bu esa iqtisodiy jihatdan oqlanmasligi mumkin. Boshqa tomondan, termal suv ts ning ma'lum bir haroratida êt ning oshishi bug'lanish harorati ts ni (va, demak, bosimni) pasaytirish zaruratiga olib keladi, bu esa tsiklning samaradorligiga salbiy ta'sir qiladi. Ko'pgina amaliy holatlarda êt = 10÷25ºS ​​ni olish tavsiya etiladi.

Olingan natijalar shuni ko'rsatadiki, bug 'elektr stantsiyasining optimal ish parametrlari mavjud bo'lib, ular issiqlik almashinuvchisi bug 'generatorining birlamchi sxemasiga kiradigan suvning haroratiga bog'liq. Izobutan tz bug'lanish haroratining oshishi bilan turbina tomonidan ishlab chiqarilgan quvvat N ikkilamchi sovutish suvi iste'molining 1 kg / s ga oshadi. Shu bilan birga, tg ortishi bilan bug'langan izobutan miqdori 1 kg / s termal suv iste'moli uchun kamayadi.

Termal suvning harorati oshgani sayin oshadi optimal harorat bug'lanish.

3-rasmda turbina tomonidan ishlab chiqarilgan N quvvatning termal suvning turli haroratlarida ikkilamchi sovutish suvining bug'lanish harorati ts ga bog'liqligi grafiklari ko'rsatilgan.

Yuqori haroratli suv uchun (tt = 180ºS) bug 'bosimi pn= 3,8 bo'lganda o'ta kritik davrlar hisobga olinadi; 4.0; 4.2; va 5,0 MPa. Ulardan maksimal quvvatni olish nuqtai nazaridan eng samarali bo'lib, pn = 5,0 MPa boshlang'ich bosimi bilan "uchburchak" deb ataladigan tsiklga yaqin bo'lgan superkritik sikldir. Ushbu aylanish jarayonida issiqlik tashuvchisi va ishchi suyuqlik o'rtasidagi minimal harorat farqi tufayli termal suvning harorat potentsiali to'liq hajmda ishlatiladi. Ushbu tsiklni subkritik (pn=3,4MPa) bilan taqqoslash shuni ko'rsatadiki, superkritik sikl davomida turbina tomonidan ishlab chiqarilgan quvvat 11% ga oshadi, turbinaga kiruvchi moddaning oqim zichligi pn bo'lgan tsiklga qaraganda 1,7 baravar yuqori. =3 ,4 MPa, bu sovutish suyuqligining transport xususiyatlarining yaxshilanishiga va bug 'turbinasi uskunasining jihozlari (ta'minot quvurlari va turbinasi) hajmining qisqarishiga olib keladi. Bundan tashqari, pH = 5,0 MPa bo'lgan tsiklda, rezervuarga qayta yuborilgan chiqindi termal suvning harorati t 42ºS, pH = 3,4 MPa bo'lgan subkritik siklda esa tn = 55ºS.

Shu bilan birga, superkritik siklda dastlabki bosimning 5,0 MPa ga oshishi uskunaning narxiga, xususan, turbinaning narxiga ta'sir qiladi. Turbinaning oqim yo'lining o'lchamlari ortib borayotgan bosim bilan kamayib borayotgan bo'lsa-da, turbina bosqichlari soni bir vaqtning o'zida ortadi, yanada rivojlangan so'nggi muhr talab qilinadi va, eng muhimi, korpus devorlarining qalinligi ortadi.

GeoTPP ning texnologik sxemasida superkritik siklni yaratish uchun kondensatorni issiqlik almashtirgichga ulaydigan quvur liniyasiga nasos o'rnatish kerak.

Biroq, quvvatning oshishi, ta'minot quvurlari va turbinaning hajmini kamaytirish va termal suvning termal potentsialini yanada to'liq ishga tushirish kabi omillar superkritik tsikl foydasiga gapiradi.

Kelajakda kritik harorati pastroq bo'lgan sovutish suvlarini izlash kerak, bu esa past haroratli termal suvlardan foydalangan holda o'ta kritik tsikllarni yaratishga imkon beradi, chunki Rossiyadagi kashf etilgan konlarning katta qismining issiqlik potentsiali 2000-2000 m. 100÷120ºS. Shu nuqtai nazardan, eng istiqbolli R13B1 (triflorobromometan) quyidagi muhim parametrlarga ega: tk = 66,9ºS; pk = 3,946 MPa; qk= 770kg/m³.

Baholash hisob-kitoblari natijalari shuni ko'rsatadiki, GeoTPP ning birlamchi pallasida tk = 120ºS haroratli termal suvdan foydalanish va R13B1 freonidagi ikkilamchi konturda pn = 5,0 MPa boshlang'ich bosimi bilan o'ta kritik tsiklni yaratish ham. boshlang'ich bosimi pn = 3,5 MPa bo'lgan subkritik siklga nisbatan turbina quvvatini 14% gacha oshirish imkonini beradi.

GeoTPP ning muvaffaqiyatli ishlashi uchun korroziya va tuz konlarining paydo bo'lishi bilan bog'liq muammolarni hal qilish kerak, ular, qoida tariqasida, termal suvning minerallashuvi ortishi bilan kuchayadi. Eng kuchli tuz konlari termal suvning gazsizlanishi va buning natijasida karbonat angidrid balansining buzilishi natijasida hosil bo'ladi.

Taklif etilayotgan texnologik sxemada birlamchi sovutish suvi yopiq konturda aylanadi: rezervuar - ishlab chiqarish qudug'i - sirt quvuri - nasos - in'ektsiya qudug'i - suv ombori, bu erda suvni gazsizlantirish uchun sharoitlar minimallashtiriladi. Shu bilan birga, birlamchi konturning sirt qismida gazsizlanish va karbonat konlarini cho'ktirishga to'sqinlik qiladigan bunday termobarik sharoitlarga rioya qilish kerak (harorat va sho'rlanish darajasiga qarab, bosim 1,5 MPa va undan yuqori darajada saqlanishi kerak).

Termal suv haroratining pasayishi, shuningdek, karbonat bo'lmagan tuzlarning cho'kishiga olib keladi, bu Kayasulinskiy geotermal uchastkasida o'tkazilgan tadqiqotlar bilan tasdiqlangan. Cho‘kmaga tushgan tuzlarning bir qismi inyeksiya qudug‘ining ichki yuzasiga to‘planadi, asosiy qismi esa chuqurlik zonasiga olib boriladi. In'ektsiya qudug'ining tubida tuzlarning cho'kishi in'ektsiyaning pasayishiga va dumaloq oqim tezligining asta-sekin pasayishiga, GCS to'liq to'xtaguncha yordam beradi.

GCS pallasida korroziya va shkalaning oldini olish uchun samarali HEDPK (gidroksietiliden difosfonik kislota) reaktividan foydalanish mumkin, bu uzoq muddatli korroziyaga qarshi va sirt passivatsiyasining shkalaga qarshi ta'siriga ega. OEDFK ning passivlashtiruvchi qatlamini tiklash ishlab chiqarish qudug'ining og'zida termal suvga reagent eritmasini vaqti-vaqti bilan impulsli yuborish orqali amalga oshiriladi.

Quduq zonasida to'planadigan tuz loyini eritib yuborish va shuning uchun in'ektsiya qudug'ining in'ektsiya qobiliyatini tiklash uchun NMA (past molekulyar kislotalar kontsentrati) juda samarali reagent bo'lib, u vaqti-vaqti bilan aylanma termal suvga kiritilishi mumkin. qarshi pompasi oldidagi hududda.

Demak, yuqoridagilardan shuni aytish mumkinki, yerning ichki qismining issiqlik energiyasini rivojlantirishning istiqbolli yo’nalishlaridan biri uni past qaynaydigan ishchi moddalarda ikki konturli GeoTPS qurish orqali elektr energiyasiga aylantirishdir. Bunday konversiyaning samaradorligi ko'plab omillarga, xususan, ishchi suyuqlikni tanlashga va GeoTPP ning ikkilamchi konturining termodinamik siklining parametrlariga bog'liq.

Ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan turli xil issiqlik tashuvchilardan foydalangan holda sikllarni hisoblash tahlili natijalari shuni ko'rsatadiki, turbinaning quvvati va sikl samaradorligini oshirish, sovutish suvining tashish xususiyatlarini yaxshilash va issiqlik tashuvchisi haroratini to'liqroq sozlash imkonini beradigan o'ta kritik davrlar eng maqbuldir. GeoTPP ning birlamchi konturida aylanayotgan dastlabki termal suv.

Yuqori haroratli termal suv uchun (180ºS va undan yuqori) izobutandan foydalangan holda GeoTPPning ikkilamchi zanjirida o'ta kritik davrlarni yaratish, past haroratli (100÷120ºS va undan yuqori) suvlar uchun eng istiqbolli ekanligi aniqlandi. ), bir xil davrlarni yaratishda eng mos issiqlik tashuvchisi freon R13B1 hisoblanadi.

Chiqarilgan termal suvning haroratiga qarab, turbina tomonidan ishlab chiqarilgan maksimal quvvatga mos keladigan ikkilamchi issiqlik tashuvchining bug'lanishi uchun optimal harorat mavjud.

Kelajakda geotermal energiya davrlari uchun ishchi vosita sifatida foydalanish eng qulay bo'lgan superkritik aralashmalarni o'rganish kerak, chunki aralashmaning tarkibini tanlash orqali tashqi sharoitlarga qarab ularning kritik xususiyatlarini osongina o'zgartirish mumkin.

Geotermal energiyadan foydalanishning yana bir yo'nalishi - bu geotermal issiqlik ta'minoti bo'lib, u uzoq vaqtdan beri Kamchatka va Shimoliy Kavkazda issiqxonalarni isitish, uy-joy kommunal sektorida isitish va issiq suv ta'minoti uchun ishlatilgan. Jahon va mahalliy tajribani tahlil qilish geotermal issiqlik ta'minoti istiqbollarini ko'rsatadi. Hozirgi vaqtda dunyoda umumiy quvvati 17175 MVt bo'lgan geotermal issiqlik ta'minoti tizimlari ishlamoqda, birgina AQShda 200 mingdan ortiq geotermal qurilmalar ishlamoqda. Evropa Ittifoqining rejalariga ko'ra, geotermal isitish tizimlarining quvvati, shu jumladan issiqlik nasoslari, 1995 yildagi 1300 MVt dan 2010 yilda 5000 MVt ga ko'tarilishi kerak.

SSSRda geotermal suvlardan Krasnodar va Stavropol o'lkalarida, Kabardino-Balkariya, Shimoliy Osetiya, Chechen-Ingushetiya, Dog'iston, Kamchatka viloyati, Qrim, Gruziya, Ozarbayjon va Qozog'istonda foydalanilgan. 1988 yilda 60,8 million m³ geotermal suv ishlab chiqarilgan bo'lsa, hozir Rossiyada 30 million m³gacha ishlab chiqariladi. m³ yiliga, bu 150÷170 ming tonna etalon yoqilg'iga teng. Shu bilan birga, geotermal energiyaning texnik salohiyati, Rossiya Federatsiyasi Energetika vazirligi ma'lumotlariga ko'ra, 2950 million tonna mos yozuvlar yoqilg'isini tashkil etadi.

O‘tgan 10 yil ichida mamlakatimizda geotermal resurslarni qidirish, o‘zlashtirish va ulardan foydalanish tizimi barbod bo‘ldi. SSSRda ushbu muammo bo'yicha tadqiqot ishlari Fanlar akademiyasi institutlari, geologiya va gaz sanoati vazirliklari tomonidan amalga oshirildi. Konlarni qidirish, baholash va zaxiralarini tasdiqlash Geologiya vazirligining institutlari va hududiy bo'linmalari tomonidan amalga oshirildi. Hosil bo‘lgan quduqlarni burg‘ulash, konlarni o‘zlashtirish, qayta quyish texnologiyalarini ishlab chiqish, geotermal suvlarni tozalash, geotermal issiqlik ta’minoti tizimlarini ekspluatatsiya qilish Gaz sanoati vazirligining tarkibiy bo‘linmalari tomonidan amalga oshirildi. Uning tarkibiga beshta hududiy ekspluatatsiya bo'limi, SSSR geotermal suvlaridan istiqbolli foydalanish sxemasini ishlab chiqqan "Soyuzgeoterm" ilmiy-ishlab chiqarish birlashmasi (Maxachqal'a) kirgan. Geotermal issiqlik ta'minoti tizimlari va uskunalarini loyihalash Markaziy ilmiy-tadqiqot-konstruktorlik va muhandislik uskunalari eksperimental instituti tomonidan amalga oshirildi.

Hozirgi vaqtda geotermiya sohasidagi keng qamrovli tadqiqot ishlari to'xtatildi: geologik va gidrogeologik tadqiqotlardan geotermal suvlarni tozalash muammolarigacha. Qidiruv burg'ulash ishlari olib borilmayapti, ilgari o'rganilgan konlarni o'zlashtirish amalga oshirilmagan, mavjud geotermal issiqlik ta'minoti tizimlarining jihozlari modernizatsiya qilinmagan. Geotermiyani rivojlantirishda davlat boshqaruvining roli juda kam. Geotermal mutaxassislar tarqoq, ularning tajribasi talab qilinmaydi. Rossiyaning yangi iqtisodiy sharoitlarida mavjud vaziyat va rivojlanish istiqbollarini tahlil qilish Krasnodar o'lkasi misolida amalga oshiriladi.

Ushbu mintaqa uchun barcha qayta tiklanadigan energiya manbalaridan eng istiqbollisi geotermal suvlardan foydalanish hisoblanadi. 4-rasmda Krasnodar o'lkasidagi ob'ektlarni issiqlik bilan ta'minlash uchun qayta tiklanadigan energiyadan foydalanishning ustuvor yo'nalishlari ko'rsatilgan.

Krasnodar o'lkasida yiliga 10 ÷ 100º C haroratli 10 million m³ gacha geotermal suv ishlab chiqariladi, bu 40÷50 ming tonna organik yoqilg'i o'rnini bosadi (an'anaviy yoqilg'i bo'yicha). 37 ta quduqdan iborat 10 ta kon, 23 ta quduqdan iborat 6 ta kon oʻzlashtirilmoqda. Geotermal quduqlarning umumiy soni77. 32 gektar yer geotermal suvlar bilan isitiladi. issiqxonalar, sakkiz aholi punktida 11 ming xonadon, 2 ming aholi issiq suv bilan ta’minlangan. Mintaqaning geotermal suvlarining o'rganilgan ekspluatatsion zaxiralari 77,7 ming kub metrga baholanmoqda. m³ / kun yoki isitish mavsumida ish paytida - 11,7 mln. m³ mavsumda, bashorat qilingan zaxiralar mos ravishda 165 ming. m³/kun va 24,7 mln. mavsum uchun m³.

Eng rivojlangan Mostovskoye geotermal konlaridan biri, Krasnodardan 240 km uzoqlikda, Kavkaz etaklarida joylashgan bo'lib, u erda chuqurligi 1650÷1850m bo'lgan 14 quduq burg'ulangan, oqim tezligi kuniga 1500÷3300 m³, og'zida harorat 67 daraja. ÷78º S, umumiy shoʻrligi 0,9÷1, 9g/l. Kimyoviy tarkibiga ko'ra, geotermal suv ichimlik suvi standartlariga deyarli javob beradi. Ushbu kondan olinadigan geotermal suvning asosiy iste'molchisi 30 gektargacha issiqxona maydoni bo'lgan issiqxona majmuasi bo'lib, ilgari 8 ta quduq ishlagan. Ayni paytda bu yerda issiqxona maydonining 40 foizi isitilmoqda.

Uy-joylarni isitish uchun va ma'muriy binolar turar-joy 80-yillarda ko'prik, taxminiy issiqlik quvvati 5 MVt bo'lgan geotermal markaziy issiqlik punkti (CHP) qurilgan bo'lib, uning diagrammasi 5-rasmda ko'rsatilgan. Markaziy isitish markazidagi geotermal suv har birining sarfi 45÷70 m³/soat bo‘lgan ikkita quduqdan va 70÷74ºS haroratli ikkita sig‘imi 300 m³ bo‘lgan saqlash idishiga tushadi. Chiqindilarni geotermal suvning issiqligidan foydalanish uchun hisoblangan issiqlik quvvati 500 kVt bo'lgan ikkita bug'-kompressorli issiqlik nasoslari o'rnatildi. Issiqlik nasosi qurilmasidan (HPU) oldin 30÷35ºS haroratli isitish tizimlarida ishlatiladigan geotermal suv ikkita oqimga bo'linadi, ulardan biri 10ºS ga sovutiladi va rezervuarga quyiladi, ikkinchisi esa 50ºS gacha isitiladi va saqlash tanklariga qaytarildi. Issiqlik nasosi agregatlari Moskva Kompressor zavodi tomonidan ishlab chiqarilgan sovutish mashinalari A-220-2-0.

Issiqlik quvvatini nazorat qilish geotermal isitish tepalik qayta isitish bo'lmasa, u ikki yo'l bilan amalga oshiriladi: sovutish suyuqligi o'tishi va tsikli. Da oxirgi yo'l tizimlar vaqti-vaqti bilan geotermal sovutish suvi bilan to'ldiriladi va sovutilganini bir vaqtning o'zida drenajlaydi. Kundalik isitish davri Z bilan isitish vaqti Zn formula bilan aniqlanadi

Zn = 48j/(1 + j), bu yerda issiqlik chiqarish koeffitsienti; xonadagi dizayn havo harorati, ° S; va haqiqiy va hisoblangan tashqi havo harorati, °S.

Geotermal tizimlarning saqlash tanklarining sig'imi formula bo'yicha isitiladigan turar-joy binolarida havo harorati o'zgarishining normallashtirilgan amplitudasini (± 3 ° C) ta'minlash sharti bilan aniqlanadi.

bu erda kF - harorat farqining 1 ° C ga isitish tizimining issiqlik chiqishi, Vt / ° C; Z \u003d Zn + Zpp geotermal isitishning ishlash muddati; Zp pauza davomiyligi, h; Qp va Qp - binoning isitish tizimining hisoblangan va mavsumiy o'rtacha issiqlik chiqishi, Vt; c geotermal suvning hajmli issiqlik sig'imi, J/(m³ ºS); n soni geotermal isitish kuniga boshlanadi; k1 - geotermal issiqlik ta'minoti tizimidagi issiqlik yo'qotish koeffitsienti; A1 isitiladigan binoda harorat o'zgarishi amplitudasi, ºS; Rnom isitiladigan binolarning issiqlik yutilishining umumiy ko'rsatkichi; Isitish tizimlari va issiqlik tarmoqlarining Vc va Vts quvvati, m³.

Issiqlik nasoslarining ishlashi paytida bug'lashtirgich Gi va kondensator Gk orqali geotermal suv oqimining nisbati formula bilan aniqlanadi:

Bu erda tk, to, t - kondensatordan, binoning isitish tizimidan va HPI bug'lantiruvchilaridan keyingi geotermal suvning harorati, ºS.

Issiqlik nasoslarining ishlatilgan konstruktsiyalarining past ishonchliligini ta'kidlash kerak, chunki ularning ish sharoitlari sovutish mashinalarining ish sharoitlaridan sezilarli darajada farq qiladi. Issiqlik nasoslari rejimida ishlaganda kompressorlarning tushirish va so'rish bosimlarining nisbati sovutgich mashinalaridagi xuddi shunday nisbatdan 1,5÷2 marta yuqori. Birlashtiruvchi novda va piston guruhining, neft inshootlarining va avtomatlashtirishning nosozliklari ushbu mashinalarning muddatidan oldin ishdan chiqishiga olib keldi.

Gidrologik rejimning nazorat qilinmasligi, Mostovskoye geotermal konining 10 yildan so'ng ishlashi natijasida quduq boshida bosim 2 baravar kamaydi. Konning rezervuar bosimini tiklash maqsadida 1985 y. uchta inyeksiya qudug‘i qazildi, nasos stansiyasi qurildi, lekin suv omborlarining in’ektsion qobiliyati pastligi sababli ularning ishi ijobiy natija bermadi.

Krasnodardan 60 km uzoqlikda joylashgan 50 ming kishilik Ust-Labinsk shahrida geotermal resurslardan eng istiqbolli foydalanish uchun taxminiy issiqlik quvvati 65 MVt bo'lgan geotermal issiqlik ta'minoti tizimi ishlab chiqilgan. Uchta suv nasos gorizontidan eotsen-paleotsen yotqiziqlari chuqurligi 2200÷2600m, qatlam harorati 97÷100ºS, shoʻrligi 17÷24g/l boʻlgan tanlab olingan.

Shahar issiqlik ta'minotini rivojlantirish sxemasiga muvofiq mavjud va istiqbolli issiqlik yuklarini tahlil qilish natijasida geotermal issiqlik ta'minoti tizimining optimal, hisoblangan, issiqlik quvvati aniqlandi. Texnik-iqtisodiy taqqoslash to'rtta variant(ulardan uchtasi quduqlarning turli soniga ega cho'qqisi qozonxonalarsiz va bitta qozonxonada qayta isitish bilan) cho'qqisi qozonxona bilan sxema (6-rasm) minimal to'lov muddatiga ega ekanligini ko'rsatdi.

Geotermal issiqlik taʼminoti tizimi yettita inyeksiya qudugʻiga ega gʻarbiy va markaziy termal suv olish inshootini qurishni nazarda tutadi. Sovutilgan sovutish suvini qayta quyish bilan termal suv olish qurilmalarining ishlash tartibi. Qozonxonada yuqori isitish va mavjud binolarni isitish tizimlariga bog'liq bo'lgan ikki pallali issiqlik ta'minoti tizimi. Ushbu geotermal tizimni qurish uchun kapital qo'yilmalar 5,14 mln. surtish. (1984 yil narxlarida), o'zini oqlash muddati 4,5 yil, almashtirilgan yoqilg'ining taxminiy tejamkorligi yiliga 18,4 ming tonna etalon yoqilg'i.

Geotermal elektr stantsiyalari tomonidan ishlab chiqarilgan elektr energiyasining narxi.

Geotermal konlarni tadqiq qilish va rivojlantirish (burg'ulash) xarajatlari GeoTPP umumiy qiymatining 50% gacha, va shuning uchun GeoPPda ishlab chiqarilgan elektr energiyasining narxi juda katta. Shunday qilib, butun uchuvchi-sanoat (OP) Verkhne-Mutnovskaya GeoPP [quvvati 12 (3 × 4) MVt] qiymati taxminan 300 million rublni tashkil etdi. Biroq, yoqilg'i uchun transport xarajatlarining yo'qligi, geotermal energiyaning qayta tiklanishi va elektr va issiqlik ishlab chiqarishning ekologik tozaligi geotermal energiyaga energiya bozorida muvaffaqiyatli raqobatlashishga imkon beradi va ba'zi hollarda an'anaviy IES va CHPga qaraganda arzonroq elektr va issiqlik energiyasini ishlab chiqaradi. . Chekka hududlar (Kamchatka, Kuril orollari) uchun GeoPPlar import yoqilg'isida ishlaydigan issiqlik elektr stantsiyalari va dizel stantsiyalariga nisbatan so'zsiz afzalliklarga ega.

Agar Kamchatkani misol qilib olsak, elektr energiyasining 80% dan ortig'i IES-1 va 2-JESda ishlab chiqariladi, import mazutida ishlaydi, u holda geotermal energiyadan foydalanish foydaliroqdir. Mutnovskiy geotermal konida yangi GeoPPlarni qurish va rivojlantirish jarayoni hali ham davom etayotgan bugungi kunda ham, Verxne-Mutnovskaya GeoPPda elektr energiyasi narxi Petropavlovsk Kamchatskiydagi IESga qaraganda ikki baravar past. Eski Pauzetskaya GeoPPda 1 kVt/soat narxi 1-CHES va 2-CHESga qaraganda 2¸3 baravar past.

1988 yil iyul oyida Kamchatkada 1 kVt soat elektr energiyasining narxi 10 dan 25 tsentgacha bo'lgan va elektr energiyasining o'rtacha tarifi 14 tsent etib belgilangan. 2001 yil iyun oyida xuddi shu hududda 1 kVt soat uchun elektr energiyasi tarifi 7 dan 15 sentgacha bo'lgan. 2002 yil boshida OAO Kamchatskenergoda o'rtacha tarif 3,6 rublni tashkil etdi. (12 tsent). Kamchatka iqtisodiyoti iste'mol qilinadigan elektr energiyasining narxini pasaytirmasdan muvaffaqiyatli rivojlana olmasligi aniq va bunga faqat geotermal resurslardan foydalanish orqali erishish mumkin.

Endilikda energetika sohasini qayta qurishda yoqilg‘i va uskunalarning real narxlaridan, shuningdek, turli iste’molchilar uchun energiya narxlaridan kelib chiqish juda muhim. DA aks holda noto'g'ri xulosalar va bashoratlarga kelishingiz mumkin. Shunday qilib, 2001 yilda Dalsetproektda ishlab chiqilgan Kamchatka viloyati iqtisodiyotini rivojlantirish strategiyasida etarli asoslarsiz 1000 m³ gazning narxi 50 AQSh dollari miqdorida belgilandi, garchi gazning haqiqiy qiymati bu erda bo'lmasligi aniq. 100 dollardan past bo‘ladi, gaz konlarini o‘zlashtirish muddati esa 5 ÷10 yilni tashkil etadi. Shu bilan birga, taklif etilayotgan strategiyaga ko‘ra, gaz zaxiralari 12 yildan ortiq bo‘lmagan muddatga hisoblanadi. Shu sababli, Kamchatka viloyatining energetika sohasini rivojlantirish istiqbollari, birinchi navbatda, Mutnovskiy konida [300 MVt (e) gacha] bir qator geotermal elektr stantsiyalarini qurish, Pauzetskayani qayta jihozlash bilan bog'liq bo'lishi kerak. Quvvatini 20 MVtga oshirish kerak bo'lgan GeoPP va yangi GeoPPlarni qurish. Ikkinchisi Kamchatkaning energiya mustaqilligini ko'p yillar davomida (kamida 100 yil) ta'minlaydi va sotilgan elektr energiyasining narxini pasaytiradi.

Jahon Energetika Kengashining baholashiga ko'ra, barcha qayta tiklanadigan energiya manbalari orasida GeoPP 1 kVt / soat uchun eng past narxga ega (jadvalga qarang).

	kuch	foydalanish kuch			Narxi o'rnatilgan		oxirgisida
	10200	55÷95(84)	2÷10	1÷8	800÷3000	70,2	22
Shamol	12500	20÷30(25)	5÷13	3÷10	1100÷ 1700	27,1	30
	50	8÷20	25÷125	5÷25	5000÷10000	2,1	30
suv toshqini	34	20÷30	8÷15	8÷15	1700÷ 2500	0,6

Filippin, Yangi Zelandiya, Meksika va AQShda yirik GeoPPlarni ishlatish tajribasidan shuni ko'rsatadiki, 1 kVt soat elektr energiyasining narxi ko'pincha 1 tsentdan oshmaydi, shu bilan birga GeoPPlarda energiyadan foydalanish koeffitsientini hisobga olish kerak. 0,95 ga etadi.

Geotermal issiqlik ta'minoti geotermal issiq suvdan to'g'ridan-to'g'ri foydalanish bilan, shuningdek, 10÷30ºS haroratli er issiqligidan samarali foydalana oladigan issiqlik nasoslarini joriy qilish bilan eng foydali hisoblanadi, ya'ni. past darajadagi geotermal issiqlik. Rossiyaning hozirgi iqtisodiy sharoitida geotermal issiqlik ta'minotini rivojlantirish juda qiyin. Asosiy vositalar quduqlarni burg'ilashga investitsiya qilinishi kerak. Krasnodar o'lkasida 1 m quduqni burg'ilash qiymati 8 ming rubl, uning chuqurligi 1800 m, xarajatlari 14,4 million rublni tashkil qiladi. Quduqning taxminiy oqim tezligi 70 m³ / soat, harorat farqi 30º C, 150 kun davomida kechayu kunduz ishlaydi. yiliga, isitish mavsumi davomida taxminiy oqimdan foydalanish darajasi 0,5, etkazib beriladigan issiqlik miqdori 4385 MVt / soat yoki qiymat jihatidan 1,3 million rubl. 300 rubl / (MWh) tarifida. Bu sur’atda quduq burg‘ulash 11 yildan keyin o‘z samarasini beradi. Shu bilan birga, kelajakda energetika sohasida ushbu sohani rivojlantirish zarurati shubhasizdir.

Topilmalar.

1. Deyarli butun Rossiya bo'ylab sovutish suvi harorati (suv, ikki fazali oqim va bug') 30 dan 200º C gacha bo'lgan geotermal issiqlikning noyob zaxiralari mavjud.

2. So'nggi yillarda Rossiyada yirik fundamental tadqiqotlar asosida tez ta'minlay oladigan geotermal texnologiyalar yaratildi. samarali dastur elektr va issiqlik ishlab chiqarish uchun GeoPP va GeoTS da yerning issiqligi.

3. Energiyadan foydalanishning umumiy balansida geotermal energiya muhim o'rin egallashi kerak. Xususan, Kamchatka viloyati va Kuril orollari, qisman Primorye, Sibir va Shimoliy Kavkazning energetika sanoatini qayta qurish va qayta jihozlash uchun o'zlarining geotermal resurslaridan foydalanish kerak.

4. Past darajadagi issiqlik manbalaridan foydalangan holda issiqlik nasoslari bilan yangi issiqlik ta'minoti sxemalarini keng miqyosda joriy etish qazib olinadigan yoqilg'i sarfini 20÷25% ga kamaytiradi.

5. Energetika sohasiga investitsiyalar va kreditlarni jalb qilish uchun samarali loyihalarni amalga oshirish va qarz mablag‘larini o‘z vaqtida qaytarishni kafolatlash zarur, bu esa iste’molchilarga yetkazib berilgan elektr va issiqlik energiyasi uchun to‘lovni to‘liq va o‘z vaqtida amalga oshirilgan taqdirdagina mumkin.

Adabiyotlar ro'yxati.

1. Ikkilamchi zanjirda o'ta kritik sikl yordamida geotermal energiyani elektr energiyasiga aylantirish. Abdulagatov I.M., Alxasov A.B. “Issiqlik energetikasi.-1988 No 4-b. 53-56".

2. Salamov A.A. "Dunyoning energetika sohasidagi geotermal elektr stantsiyalari" Issiqlik energetikasi 2000 yil No 1-p. 79-80"

3. Yerning issiqligi: "Geotermal texnologiyalarni rivojlantirish istiqbollari" ma'ruzasidan Ekologiya va hayot-2001-No 6-str 49-52.

4. Tarnizhevskiy B.V. "Rossiyada qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanish holati va istiqbollari" Sanoat energetikasi-2002-№ 1-p. 52-56.

5. Kuznetsov V.A. "Mutnovskaya geotermal elektr stantsiyasi" Elektr stantsiyalari-2002-№1-p. 31-35.

6. Butuzov V.A. "Krasnodar o'lkasidagi geotermal issiqlik ta'minoti tizimlari" Energetika menejeri-2002-No 1-p.14-16.

7. Butuzov V.A. "Rossiyadagi geotermal issiqlik ta'minoti tizimlarini tahlil qilish" Sanoat energetikasi-2002-№ 6-53-57-betlar.

8. Dobroxotov V.I. "Rossiyaning energetika sohasida geotermal resurslardan foydalanish" Issiqlik energetikasi-2003-№1-s.2-11.

9. Alxasov A.B. "Geotermal issiqlikdan foydalanish samaradorligini oshirish" Issiqlik energetikasi-2003-№ 3-s.52-54.

3.4 GEOTERMAL ELEKTR stansiyasini xisoblash

Ikkilik turdagi geotermal elektr stantsiyasining issiqlik sxemasini hisoblab chiqamiz, shunga ko'ra.

Bizning geotermal elektr stantsiyamiz ikkita turbinadan iborat:

Birinchisi kengaytirgichda olingan to'yingan suv bug'ida ishlaydi. Elektr quvvati - ;

Ikkinchisi R11 freonning to'yingan bug'ida ishlaydi, u kengaytirgichdan chiqarilgan suvning issiqligi tufayli bug'lanadi.

Pgw bosimi va harorati tgw bo'lgan geotermal quduqlardan suv kengaytirgichga kiradi. Ekspander pp bosimida quruq to'yingan bug' hosil qiladi. Bu bug 'bug' turbinasiga yuboriladi. Kengaytirgichdan qolgan suv evaporatatorga tushadi, u erda soviydi va yana quduqqa tushadi. Bug'lanish qurilmasidagi harorat farqi = 20 ° S. Ishchi suyuqliklar turbinalarda kengayadi va kondensatorlarga kiradi, ular daryodan txw haroratli suv bilan sovutiladi. Kondensatorda suvni isitish = 10 ° C va to'yinganlik haroratiga to'liq sovutish = 5 ° C.

Turbinalarning nisbiy ichki samaradorligi. Turbogeneratorlarning elektromexanik samaradorligi = 0,95.

Dastlabki ma'lumotlar 3.1-jadvalda keltirilgan.

Tab. 3.1. GeoPP hisoblash uchun dastlabki ma'lumotlar

Ikkilik turdagi GeoPP ning sxematik diagrammasi (3.2-rasm).

Guruch. 3.2. GeoES sxematik diagrammasi.

Shakldagi diagramaga ko'ra. 3.2 va dastlabki ma'lumotlar biz hisob-kitoblarni amalga oshiramiz.

Quruq to`yingan bug`da ishlaydigan bug` turbinasi sxemasini hisoblash

Turbina kondensatorining kirish qismidagi bug' harorati:

kondensatorning kirish qismidagi sovutish suvi harorati qayerda; - kondensatorda suvni isitish; kondensatordagi harorat farqidir.

Turbina kondensatoridagi bug 'bosimi suv va bug'ning xossalari jadvallari bo'yicha aniqlanadi:

Turbina uchun mavjud issiqlik tushishi:

turbinaning kirish qismidagi quruq to'yingan bug'ning entalpiyasi qayerda; - turbinada bug'ning nazariy kengayish jarayoni oxiridagi entalpiya.

Ekspanderdan bug 'turbinasiga bug' oqimi:

bug 'turbinasining nisbiy ichki samaradorligi qayerda; - turbogeneratorlarning elektromexanik samaradorligi.

Geotermal suv kengaytirgichni hisoblash

Expander issiqlik balansi tenglamasi

quduqdan geotermal suvning oqim tezligi qayerda; - quduqdan geotermal suvning entalpiyasi; - kengaytirgichdan evaporatatorga suv oqimi; - kengaytirgichning chiqishidagi geotermal suvning entalpiyasi. Suv va suv bug'ining xossalari jadvallaridan qaynoq suvning entalpiyasi sifatida aniqlanadi.

Kengaytiruvchi material balansi tenglamasi

Bu ikki tenglamani birgalikda yechish orqali va aniqlash kerak.

Ekspanderning chiqishidagi geotermal suvning harorati suv va suv bug'ining xususiyatlari jadvalidan kengaytirgichdagi bosimdagi to'yinganlik harorati sifatida aniqlanadi:

Freonda ishlaydigan turbinaning issiqlik davrining xarakterli nuqtalarida parametrlarni aniqlash

Turbina kirishidagi freon bug'ining harorati:

Turbinaning chiqishidagi freon bug'ining harorati:

Turbinaning kirish qismidagi freon bug'ining entalpiyasi to'yinganlik chizig'idagi freon uchun p-h diagrammasidan aniqlanadi:

240 kJ/kg.

Turbinaning chiqishidagi freon bug'ining entalpiyasi chiziqlar va harorat chizig'i kesishmasida freon uchun p-h diagrammasidan aniqlanadi:

220 kJ/kg.

Kondenserning chiqishidagi qaynayotgan freonning entalpiyasi harorat bo'yicha qaynayotgan suyuqlik uchun egri chiziqdagi freon uchun p-h diagrammasidan aniqlanadi:

215 kJ/kg.

Evaporatatorni hisoblash

Evaporatatorning chiqishidagi geotermal suvning harorati:

Evaporatatorning issiqlik balansi tenglamasi:

suvning issiqlik sig'imi qayerda. Qabul qilish = 4,2 kJ / kg.

Ushbu tenglamadan aniqlash kerak.

Freonda ishlaydigan turbinaning quvvatini hisoblash

freon turbinasining nisbiy ichki samaradorligi qayerda; - turbogeneratorlarning elektromexanik samaradorligi.

Quduqqa geotermal suv quyish uchun nasosning quvvatini aniqlash

nasosning samaradorligi qayerda, 0,8 qabul qilinadi; - geotermal suvning o'rtacha solishtirma hajmi.

GeoPP elektr quvvati

Muqobil energiya manbalari. chaqmoq elektr stantsiyasi

Chaqmoq elektr stantsiyasini hisoblash, birinchi navbatda, chiqish quvvatini aniqlash uchun mo'ljallangan. Axir, har qanday elektr stantsiyasining vazifasi maksimal darajada oshirishdir energiya samaradorligi operatsiya va o'rnatish uchun mablag'larni qaytarish uchun ...

Biz nasos qismining ishlashining asosiy hisoblarini qilamiz. Shunday qilib, 1 m to'lqin bilan suzuvchi jism 0,5 m ko'tariladi va keyin tinch suv sathidan 0,5 m pastga tushadi ...

To'lqinli elektr stantsiyasining turlari va hisobi

To'lqinli elektr stantsiyasini hisoblash usuli maqolada tasvirlangan. Kurs loyihasida asosiy formulalar va belgilangan parametrlar bilan to'lqinli gidroelektr stantsiyasining quvvatini hisoblash misoli ko'rib chiqiladi. Ebb va oqimning bir tsiklida mumkin bo'lgan maksimal quvvat ...

Qayta tiklanadigan energiya manbalari. Geotermal elektr stantsiyasining hisobi, turlari va vazifalari

GeoPPda energiya olishning bir necha yo'li mavjud: - to'g'ridan-to'g'ri sxema: bug' quvurlar orqali elektr generatorlariga ulangan turbinalarga yuboriladi; - bilvosita sxema: to'g'ridan-to'g'ri sxemaga o'xshash, lekin quvurlarga kirishdan oldin bug' gazlardan tozalanadi ...

geotermal energiya

Hatto 150 yil oldin ham sayyoramizda faqat qayta tiklanadigan va ekologik toza energiya manbalari ishlatilgan: daryolarning suv oqimi va dengiz to'lqinlari - suv g'ildiraklarining aylanishi uchun ...

geotermal energiya

Geotermal energiya - er qa'rining issiqligidan issiqlik yoki elektr energiyasini olish. Hududlarda tejamkor...

geotermal energiya

Sayoz chuqurlikdagi past haroratli geotermal energiyadan foydalanishni issiqlik ta’minoti tizimidagi inqilob deb hisoblash mumkin, degan fikr bor, bu resursning tuganmasligi, uni hamma joyda taqsimlanishi...

Geotermal energiya va uning qo'llanilishi

43 MVt quvvatga ega Boltiqboʻyidagi birinchi koʻrgazmali Klaypeda geotermal elektr stansiyasining boshqaruv tizimi misolida zamonaviy Geotermal elektr stansiyasini boshqarishni koʻrib chiqamiz...

Registr talablariga muvofiq, quyosh elektr stansiyasining yukini ish rejimida hisoblab chiqamiz. Hisoblashning jadval usulidan foydalanamiz. 2-4-ustunlardagi yuklar jadvalini to'ldirganda, vazifa ma'lumotlarini, 5-8-ustunlarda - dvigatellarning parametrlarini kiriting ...

Kema elektr stantsiyasini hisoblash

Hisoblash elektr tizimi ekvivalent sxemaga asoslangan

Uch o'rashli transformatorning sxematik diagrammasi shaklda ko'rsatilgan. 4.3 va to'liq ekvivalent sxema avtotransformatorning ekvivalent sxemasiga to'g'ri keladi (3.2-rasmga qarang). Katalog ma'lumotlarining tarkibi 3-bandda keltirilganidan farq qiladi ...

Sanoat korxonalarini issiqlik bilan ta'minlash

Yordamchi mexanizmlarni boshqarish uchun yalpi samaradorlik energiya xarajatlarini hisobga olmasdan aniqlanadi. Rankine siklida ishlaydigan STU uchun nasosni haydash xarajatlarini hisobga olgan holda yalpi samaradorlik: diagrammaning 1 va 2 nuqtalarida bug'ning entalpiyasi bu erda ...

GEOTERMAL ELEKTR stansiyasini xisoblash

Ikkilik turdagi geotermal elektr stantsiyasining issiqlik sxemasini hisoblab chiqamiz, shunga ko'ra.

Bizning geotermal elektr stantsiyamiz ikkita turbinadan iborat:

Birinchisi kengaytirgichda olingan to'yingan suv bug'ida ishlaydi. Elektr quvvati - ;

Ikkinchisi R11 freonning to'yingan bug'ida ishlaydi, u kengaytirgichdan chiqarilgan suvning issiqligi tufayli bug'lanadi.

Pgw bosimi va harorati tgw bo'lgan geotermal quduqlardan suv kengaytirgichga kiradi. Ekspander pp bosimida quruq to'yingan bug' hosil qiladi. Bu bug 'bug' turbinasiga yuboriladi. Kengaytirgichdan qolgan suv evaporatatorga tushadi, u erda soviydi va yana quduqqa tushadi. Bug'lanish qurilmasidagi harorat farqi = 20 ° S. Ishchi suyuqliklar turbinalarda kengayadi va kondensatorlarga kiradi, ular daryodan txw haroratli suv bilan sovutiladi. Kondensatorda suvni isitish = 10 ° C va to'yinganlik haroratiga to'liq sovutish = 5 ° C.

Turbinalarning nisbiy ichki samaradorligi. Turbogeneratorlarning elektromexanik samaradorligi = 0,95.

Dastlabki ma'lumotlar 3.1-jadvalda keltirilgan.

Tab. 3.1. GeoPP hisoblash uchun dastlabki ma'lumotlar

Ikkilik turdagi GeoPP ning sxematik diagrammasi (3.2-rasm).

Guruch. 3.2.

Shakldagi diagramaga ko'ra. 3.2 va dastlabki ma'lumotlar biz hisob-kitoblarni amalga oshiramiz.

Quruq to`yingan bug`da ishlaydigan bug` turbinasi sxemasini hisoblash

Turbina kondensatorining kirish qismidagi bug' harorati:

kondensatorning kirish qismidagi sovutish suvi harorati qayerda; - kondensatorda suvni isitish; kondensatordagi harorat farqidir.

Turbina kondensatoridagi bug 'bosimi suv va bug'ning xossalari jadvallari bo'yicha aniqlanadi:

Turbina uchun mavjud issiqlik tushishi:

turbinaning kirish qismidagi quruq to'yingan bug'ning entalpiyasi qayerda; - turbinada bug'ning nazariy kengayish jarayoni oxiridagi entalpiya.

Ekspanderdan bug 'turbinasiga bug' oqimi:

bug 'turbinasining nisbiy ichki samaradorligi qayerda; - turbogeneratorlarning elektromexanik samaradorligi.

Geotermal suv kengaytirgichni hisoblash

Expander issiqlik balansi tenglamasi

quduqdan geotermal suvning oqim tezligi qayerda; - quduqdan geotermal suvning entalpiyasi; - kengaytirgichdan evaporatatorga suv oqimi; - kengaytirgichning chiqishidagi geotermal suvning entalpiyasi. Suv va suv bug'ining xossalari jadvallaridan qaynoq suvning entalpiyasi sifatida aniqlanadi.

Kengaytiruvchi material balansi tenglamasi

Bu ikki tenglamani birgalikda yechish orqali va aniqlash kerak.

Ekspanderning chiqishidagi geotermal suvning harorati suv va suv bug'ining xususiyatlari jadvalidan kengaytirgichdagi bosimdagi to'yinganlik harorati sifatida aniqlanadi:

Freonda ishlaydigan turbinaning issiqlik davrining xarakterli nuqtalarida parametrlarni aniqlash

Turbina kirishidagi freon bug'ining harorati:

Turbinaning chiqishidagi freon bug'ining harorati:

Turbinaning kirish qismidagi freon bug'ining entalpiyasi to'yinganlik chizig'idagi freon uchun p-h diagrammasidan aniqlanadi:

240 kJ/kg.

Turbinaning chiqishidagi freon bug'ining entalpiyasi chiziqlar va harorat chizig'i kesishmasida freon uchun p-h diagrammasidan aniqlanadi:

220 kJ/kg.

Kondenserning chiqishidagi qaynayotgan freonning entalpiyasi harorat bo'yicha qaynayotgan suyuqlik uchun egri chiziqdagi freon uchun p-h diagrammasidan aniqlanadi:

215 kJ/kg.

Evaporatatorni hisoblash

Evaporatatorning chiqishidagi geotermal suvning harorati:

Evaporatatorning issiqlik balansi tenglamasi:

suvning issiqlik sig'imi qayerda. Qabul qilish = 4,2 kJ / kg.

Ushbu tenglamadan aniqlash kerak.

Freonda ishlaydigan turbinaning quvvatini hisoblash

freon turbinasining nisbiy ichki samaradorligi qayerda; - turbogeneratorlarning elektromexanik samaradorligi.

Quduqqa geotermal suv quyish uchun nasosning quvvatini aniqlash

nasosning samaradorligi qayerda, 0,8 qabul qilinadi; - geotermal suvning o'rtacha solishtirma hajmi.

GEOTERMAL ENERGIYA

Skotarev Ivan Nikolaevich

2-kurs talabasi, kafedra fizika SSAU, Stavropol

Xashchenko Andrey Aleksandrovich

ilmiy maslahatchi, nomzod. Fizika-matematika. fanlar, Dotsent, SSAU, Stavropol

Endi insoniyat kelajak avlodlarga nima qoldirishi haqida ko‘p o‘ylamaydi. Odamlar beparvolik bilan minerallarni haydab chiqaradilar va qazishadi. Har yili sayyoramiz aholisi o'sib bormoqda va shuning uchun ko'proq ehtiyoj bor Ko'proq gaz, neft va ko'mir kabi energiya tashuvchilar. Bu uzoq davom eta olmaydi. Shu bois, hozirda atom sanoatini rivojlantirish bilan bir qatorda muqobil energiya manbalaridan foydalanish ham dolzarb ahamiyat kasb etmoqda. Bu sohadagi istiqbolli yo‘nalishlardan biri geotermal energiya hisoblanadi.

Sayyoramiz yuzasining katta qismi muhim geologik faollik tufayli muhim geotermal energiya zaxiralariga ega: sayyoramiz rivojlanishining dastlabki davrlarida va hozirgi kungacha faol vulqon faolligi, radioaktiv parchalanish, tektonik siljishlar va er yuzida magma mavjudligi. qobiq. Sayyoramizning ba'zi joylarida ayniqsa katta miqdordagi geotermal energiya to'planadi. Bular, masalan, geyzerlarning turli vodiylari, vulqonlar, magmaning er osti to'planishi bo'lib, ular o'z navbatida yuqori jinslarni isitadi.

Oddiy qilib aytganda, geotermal energiya Yerning ichki qismining energiyasidir. Misol uchun, vulqon otilishi sayyora ichidagi juda katta haroratni aniq ko'rsatadi. Bu harorat issiq ichki yadrodan Yer yuzasiga asta-sekin pasayadi ( rasm 1).

1-rasm. Yerning turli qatlamlaridagi harorat

Geotermal energiya har doim odamlarni o'zining imkoniyatlari bilan o'ziga jalb qilgan foydali dastur. Axir, inson o'zining rivojlanish jarayonida ko'pchilikni o'ylab topdi foydali texnologiyalar va hamma narsada u foyda va foyda qidirdi. Bu ko'mir, neft, gaz, torf va boshqalar bilan sodir bo'ldi.

Masalan, ba'zi geografik hududlarda geotermal manbalardan foydalanish energiya ishlab chiqarishni sezilarli darajada oshirishi mumkin, chunki geotermal elektr stantsiyalari (GeoTPP) eng arzon alternativ energiya manbalaridan biridir, chunki Yerning yuqori uch kilometrlik qatlamida 1020 J dan ortiq energiya mavjud. elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun mos issiqlik. Tabiatning o'zi insonga noyob energiya manbasini beradi, faqat undan foydalanish kerak.

Hozirgi vaqtda jami 5 turdagi geotermal energiya manbalari mavjud:

1. Geotermal quruq bug'ning konlari.

2. Ho'l bug'ning manbalari. (issiq suv va bug 'aralashmasi).

3. Geotermal suv konlari (tarkibida issiq suv yoki bugʻ va suv bor).

4. Magma bilan isitiladigan quruq issiq jinslar.

5. Magma (1300 ° S gacha qizdirilgan erigan jinslar).

Magma o'z issiqligini tog' jinslariga o'tkazadi va chuqurlik oshishi bilan ularning harorati ko'tariladi. Mavjud ma'lumotlarga ko'ra, jinslarning harorati har 33 m chuqurlikda (geotermal bosqich) o'rtacha 1 ° C ga ko'tariladi. Dunyoda juda ko'p xilma-xillik mavjud harorat sharoitlari belgilaydigan geotermal energiya manbalari texnik vositalar foydalanish uchun.

Geotermal energiya ikkita asosiy usulda - elektr energiyasini ishlab chiqarish va turli ob'ektlarni isitish uchun ishlatilishi mumkin. Agar issiqlik tashuvchining harorati 150 ° C dan yuqori bo'lsa, geotermal issiqlik elektr energiyasiga aylanishi mumkin. Bu Yerning ichki hududlarini isitish uchun ishlatish eng foydali va samarali, shuningdek, juda hamyonbop hisoblanadi. To'g'ridan-to'g'ri geotermal issiqlik, haroratga qarab, binolarni, issiqxonalarni, suzish havzalarini isitish, qishloq xo'jaligi va baliq mahsulotlarini quritish, eritmalarni bug'lash, baliq, qo'ziqorinlarni etishtirish va boshqalar uchun ishlatilishi mumkin.

Bugungi kunda barcha mavjud geotermal qurilmalar uch turga bo'lingan:

1. Quruq bug 'konlariga asoslangan stantsiyalar - bu to'g'ridan-to'g'ri sxema.

Birinchi bo'lib quruq bug 'elektr stansiyalari paydo bo'ldi. Kerakli energiyani olish uchun bug 'turbina yoki generator orqali o'tkaziladi ( 2-rasm).

Shakl 2. To'g'ridan-to'g'ri sxemali geotermal elektr stantsiyasi

2. Bosimli issiq suv konlarini ishlatadigan separatorli stantsiyalar. Ba'zan buning uchun nasos ishlatiladi, bu kiruvchi energiya tashuvchining kerakli hajmini ta'minlaydi - bilvosita sxema.

Bu dunyodagi eng keng tarqalgan geotermal o'simlik turi. Bu erda suv quyiladi Yuqori bosim generator majmualariga. Gidrotermik eritma bosimni pasaytirish uchun evaporatatorga quyiladi, natijada eritmaning bir qismi bug'lanadi. Keyinchalik, bug 'hosil bo'ladi, bu turbinani ishlaydi. Qolgan suyuqlik ham foydali bo'lishi mumkin. Odatda u boshqa evaporatatordan o'tadi va qo'shimcha quvvat oladi ( 3-rasm).

3-rasm. Bilvosita geotermal elektr stansiyasi

Ular generator yoki turbinaning bug 'yoki suv bilan o'zaro ta'sirining yo'qligi bilan tavsiflanadi. Ularning ishlash printsipi o'rtacha haroratli er osti suvlaridan oqilona foydalanishga asoslangan.

Odatda harorat ikki yuz darajadan past bo'lishi kerak. Ikkilik tsiklning o'zi ikki turdagi suvdan foydalanishdan iborat - issiq va mo''tadil. Ikkala oqim ham issiqlik almashtirgich orqali o'tadi. Issiqroq suyuqlik sovuqni bug'lanadi va bu jarayon natijasida hosil bo'lgan bug'lar turbinalar , , .

Shakl 4. Ikkilik siklli geotermik elektr stansiyasining sxemasi

Mamlakatimizga kelsak, geotermal energetika o‘ziga xos landshafti va tabiiy sharoitiga ko‘ra o‘z imkoniyatlaridan foydalanish bo‘yicha birinchi o‘rinda turadi. Uning hududida harorati 40 dan 200 ° C gacha va chuqurligi 3500 m gacha bo'lgan geotermal suvlarning topilgan zaxiralari kuniga taxminan 14 million m3 issiq suv bilan ta'minlashi mumkin. Er osti termal suvlarining katta zaxiralari Dog'iston, Shimoliy Osetiya, Chechen-Ingushetiya, Kabardino-Balkariya, Zakavkaz, Stavropol va Krasnodar o'lkasi, Qozog'iston, Kamchatka va Rossiyaning boshqa bir qator mintaqalarida joylashgan. Misol uchun, Dog'istonda termal suvlar uzoq vaqt davomida issiqlik ta'minoti uchun ishlatilgan.

Birinchi geotermal elektr stansiyasi 1966 yilda Kamchatka yarim orolidagi Pauzetskoye konida atrofdagi qishloqlar va baliqni qayta ishlash korxonalarini elektr energiyasi bilan ta'minlash uchun qurilgan va bu mahalliy taraqqiyotga hissa qo'shgan. Mahalliy geotermal tizim quvvati 250-350 MVt gacha bo'lgan elektr stansiyalarini energiya bilan ta'minlashi mumkin. Ammo bu potentsial faqat chorak qismidan foydalanadi.

Kuril orollari hududi noyob va ayni paytda murakkab landshaftga ega. U erda joylashgan shaharlarning elektr ta'minoti juda qiyin: orollarga dengiz yoki havo orqali tirikchilik qilish zarurati, bu juda qimmat va ko'p vaqt talab etadi. Orollarning geotermal resurslari hozirgi vaqtda 230 MVt elektr energiyasini olish imkonini beradi, bu esa mintaqaning energiya, issiqlik va issiq suv ta'minotiga bo'lgan barcha ehtiyojlarini qondira oladi.

Iturup orolida ikki fazali geotermal sovutish suvi resurslari topildi, uning kuchi butun orolning energiya ehtiyojlarini qondirish uchun etarli. Janubiy Kunashir orolida 2,6 MVt quvvatga ega GeoPP ishlaydi, u Yujno-Kurilsk shahrini elektr energiyasi va issiqlik bilan ta'minlash uchun ishlatiladi. Umumiy quvvati 12-17 MVt boʻlgan yana bir nechta GeoPP qurish rejalashtirilgan.

Rossiyada geotermal manbalardan foydalanishning eng istiqbolli hududlari Rossiyaning janubi va Uzoq Sharqdir. Kavkaz, Stavropol o'lkasi, Krasnodar o'lkasi geotermal energiya uchun ulkan salohiyatga ega.

Rossiyaning markaziy qismida geotermal suvlardan foydalanish termal suvlarning chuqurligi tufayli qimmatga tushadi.

Kaliningrad viloyatida 4 MVt quvvatga ega ikkilik GeoPP asosida Svetliy shahrini geotermal issiqlik va elektr energiyasi bilan ta'minlash bo'yicha tajriba loyihasini amalga oshirish rejalashtirilgan.

Rossiyada geotermal energiya ham yirik ob'ektlarni qurishga, ham geotermal energiyadan yakka tartibdagi uylar, maktablar, shifoxonalar, xususiy do'konlar va geotermal aylanish tizimlaridan foydalanadigan boshqa ob'ektlar uchun foydalanishga qaratilgan.

Stavropol o'lkasida, Kayasulinskoye konida quvvati 3 MVt bo'lgan qimmat eksperimental Stavropol GeoTES qurilishi boshlandi va to'xtatildi.

1999 yilda Verxne-Mutnovskaya GeoPP foydalanishga topshirildi ( 5-rasm).

Shakl 5. Verkhne-Mutnovskaya GeoPP

U 12 MVt (3x4 MVt) quvvatga ega va sanoat mintaqasi Petropavlovsk-Kamchatskni elektr energiyasi bilan ta'minlash uchun yaratilgan loyiha quvvati 200 MVt bo'lgan Mutnovskaya GeoPPning tajriba bosqichidir.

Ammo bu yo'nalishdagi katta afzalliklarga qaramay, kamchiliklar ham mavjud:

1. Asosiysi, chiqindi suvni er osti suv qatlamiga qaytarish zarurati. Termal suvlarda ko'p miqdorda turli zaharli metallarning tuzlari (bor, qo'rg'oshin, rux, kadmiy, mishyak) va kimyoviy birikmalar(ammiak, fenollar), bu suvlarni yer yuzasida joylashgan tabiiy suv tizimlariga tushirishni imkonsiz qiladi.

2. Ba'zan ishlayotgan geotermal elektr stansiyasi er qobig'idagi tabiiy o'zgarishlar natijasida to'xtatilishi mumkin.

3. Geotermal elektr stantsiyasini qurish uchun mos joyni topish va uni qurish uchun mahalliy hokimiyat va aholidan ruxsat olish muammoli bo'lishi mumkin.

4. GeoPP qurilishi atrofdagi mintaqadagi barqarorlik erlariga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin.

Ushbu kamchiliklarning aksariyati kichik va to'liq hal qilinishi mumkin.

Bugungi dunyoda odamlar o'z qarorlarining oqibatlari haqida o'ylamaydilar. Axir neft, gaz, ko‘mir tugasa nima qiladi? Odamlar farovon yashashga odatlangan. Ular uzoq vaqt davomida uylarni o'tin bilan isitish imkoniga ega bo'lmaydilar, chunki katta aholi kerak bo'ladi katta miqdor yog'och, bu o'z-o'zidan katta miqyosda o'rmonlarning kesilishiga olib keladi va dunyoni kislorodsiz qoldiradi. Shuning uchun, bu sodir bo'lishining oldini olish uchun bizda mavjud bo'lgan resurslarni iqtisodiy jihatdan ishlatish kerak, lekin bilan maksimal samaradorlik. Bu muammoni hal qilish yo'llaridan faqat biri bu geotermal energiyani rivojlantirishdir. Albatta, uning ortiqcha va kamchiliklari bor, lekin uning rivojlanishi insoniyatning keyingi mavjudligini sezilarli darajada osonlashtiradi va uning keyingi rivojlanishida katta rol o'ynaydi.

Endi bu yo'nalish juda mashhur emas, chunki dunyoda neft va gaz sanoati ustunlik qiladi va yirik kompaniyalar juda zarur sanoatni rivojlantirishga sarmoya kiritishga shoshilmayaptilar. Shu sababli, geotermal energiyani yanada rivojlantirish uchun investitsiyalar va davlat tomonidan qo'llab-quvvatlash zarur, ularsiz milliy miqyosda hech narsaga erishish mumkin emas. Mamlakatning energiya balansiga geotermal energiyani joriy etish quyidagilarga imkon beradi:

1. energiya xavfsizligini oshirish, boshqa tomondan, an'anaviy manbalarga nisbatan atrof-muhitga zararli ta'sirni kamaytirish.

2. iqtisodiyotni rivojlantirish, chunki bo'shatilgan mablag'lar boshqa tarmoqlarga, davlatning ijtimoiy rivojlanishiga va boshqalarga yo'naltirilishi mumkin.

So'nggi o'n yillikda noan'anaviy qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanish dunyoda haqiqiy bumni boshdan kechirdi. Ushbu manbalarni qo'llash ko'lami bir necha barobar oshdi. Qimmatbaho import yoqilg'isidan foydalanadigan va energetika inqirozi yoqasida turgan ko'rsatilgan hududlarni energiya bilan ta'minlash muammosini tubdan va eng iqtisodiy asosda hal etishga, ushbu hududlar aholisining ijtimoiy ahvolini yaxshilashga va hokazolarga qodir. G‘arbiy Yevropa (Germaniya, Fransiya, Buyuk Britaniya), Shimoliy Yevropa (Norvegiya, Shvetsiya, Finlyandiya, Islandiya, Daniya) mamlakatlarida aynan shunday holatga guvoh bo‘lmoqdamiz. Bu ular yuqori iqtisodiy rivojlanishga ega va qazilma boyliklarga juda bog'liq, shuning uchun bu davlatlar rahbarlari biznes bilan birgalikda bu qaramlikni minimallashtirishga harakat qilishlari bilan izohlanadi. Xususan, Skandinaviya mamlakatlari geotermal energetikani rivojlantirishda mavjudligi bilan ma'qullanadi katta raqam geyzerlar va vulqonlar. Islandiyani vulqonlar va geyzerlar mamlakati deb bejiz aytishmagan.

Endilikda insoniyat bu sohaning ahamiyatini tushuna boshladi va imkon qadar uni rivojlantirishga harakat qilmoqda. Turli texnologiyalarning keng assortimentidan foydalanish energiya sarfini 40-60 foizga kamaytirish va shu bilan birga real iqtisodiy rivojlanishni ta'minlash imkonini beradi. Qolgan elektr va issiqlik energiyasiga bo'lgan ehtiyoj esa uni yanada samarali ishlab chiqarish, qayta tiklash, issiqlik va elektr energiyasini ishlab chiqarishni birlashtirish, shuningdek qayta tiklanadigan manbalardan foydalanish hisobiga yopilishi mumkin, bu esa energiyaning ayrim turlaridan voz kechishga imkon beradi. elektr stantsiyalari va karbonat angidrid chiqindilarini kamaytirish.gaz taxminan 80% ga.

Adabiyotlar ro'yxati:

1. Baeva A.G., Moskvicheva V.N. Geotermal energiya: muammolar, manbalar, foydalanish: ed. M .: SO AN SSSR, Issiqlik fizikasi instituti, 1979. - 350 p.

2. Berman E., Mavritskiy B.F. Geotermal energiya: ed. M.: Mir, 1978 - 416 bet.

3. Geotermal energiya. [Elektron resurs] - Kirish rejimi - URL: http://ustoj.com/Energy_5.htm(29.08.2013 dan foydalanilgan).

4. Rossiyada geotermal energiya. [Elektron resurs] - Kirish rejimi - URL: http://www.gisee.ru/articles/geothermic-energy/24511/(kirish 07.09.2013).

5. Dvorov I.M. Yerning chuqur isishi: ed. M.: Nauka, 1972. - 208 b.

6. Energiya. Vikipediyadan, bepul ensiklopediya. [Elektron resurs] - Kirish rejimi - URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_energy(kirish 07.09.2013).