Классификация и направления использования геотермальных ресурсов. Современно состояние и перспективы развития геотермальной энергетики, страница 3

Рис.2.Схема ГеоТЭС с замкнутым циклом:

1 – горячий рассол; 2 – насос; 3 – теплообменник; 4 – энергетический цикл с использованием вторичного теплоносителя; 5 – отработанное тепло; 6 – подача энергии потребителя; 7 – обработка рассола; 8 – отбор минеральных солей; 9 – обратная закачка холодного рассола.

Низкокипящие рабочие тела имеют при одной и той же температуре более высокую плотность паров по сравнению с водяным паром и поэтом обеспечивают получение одинаковой мощности при меньших габаритах турбины. В связи с этим изобутановая турбина существенно меньше и дешевле паровой.

Геотермальное теплоснабжение.

Большая часть геотермальных источников имеет температуру термальных вод, не превышающую 80°С, поэтому они предпочтительнее для целей теплоснабжения (отопление, горячее водоснабжение), а не выработки электроэнергии.

Существует много различных систем отопления и горячего водоснабжения. Одна из наиболее простых, представленная на рис. 3, действует в г. Тбилиси. Рассмотрим принцип ее действия. Температура горячей воды, получаемой из самоизливающейся скважины, колеблется между 56 и 65°С; минерализация воды менее 0,3 г/л; производительность скважины  2 тыс./сутки. Термальная вода через трубопровод поступает в распределительный бак вместимостью 5 тыс., который расположен выше жилого отапливаемого массива. Отсюда самотеком она поступает потребителям. Благодаря хорошей теплоизоляции трубопроводов и распределительного бака, потери тепла при подаче воды от скважины к потребителю незначительны и снижение температуры воды не превышает 1,5°С. Поскольку в термальной воде, получаемой из скважины, содержится сероводород, в схеме имеется дегазатор. Система обеспечивает горячей водой один из районов города.

Рис.3.Простейшая схема геотермального горячего водоснабжения:

1 – скважина; 2 – трубопровод; 3 – дегазатор; 4 – распределительный бак; 5 – к потребителям.

Термальные воды, имеющие слабую минерализацию, не требуют применения сложных и дорогостоящих схем. Однако если они содержат много солей и имеют высокую температуру, приходится делать теплообменник (рис. 4). В нем горячая термальная вода отдает тепло пресной воде, которая затем и подается потребителю. В качестве теплообменников применяются, как правило, обычные змеевики. Правда, выпадение солей на трубках повышает термическое сопротивление их стенок, а следовательно ухудшает процесс теплообмена.

Рис.4. Схема геотермального горячего водоснабжения с промежуточным теплообменником.

1 – скважина; 2 – трубопровод; 3 – теплообменник; 4 – распределительный бак; 5 – к потребителям; 6 – от потребителей.

В некоторых схемах используется догрев термальных вод в котельной в периоды, когда требуется повышение температуры теплоносителя, поступающего в отопительную систему.

Несмотря на ряд технических проблем (таких, как борьба с коррозией систем, повышение эффективности теплообменных устройств в условиях выпадения солей, использование отработанных термальных вод и т.д.), целесообразность геотермального теплоснабжения очевидна, так как оно позволяет сохранять в значительных объемах традиционные ископаемые топлива.

Большую эффективность показало применение горячих источников в сельском хозяйстве, и в первую очередь для обогрева теплиц. Наряду с отоплением теплиц геотермальное тепло используется в сельскохозяйственном производстве также для отопления животноводческих комплексов, подогрева питьевой воды для скота в зимний период, отработанные теплые воды применяются для разведения рыб в прудах.