Геотермальні води і вторинні енергоресурси

ЛЕКЦІЯ 2

Доповідь Римському клубу.

Суть цієї програми полягає в тому, щоб»підтягти» країни, що розвиваються, до рівня розвинутих за рахунок виділення розвинутими країнами до 0,75-1% валового національного продукту, припинити»витік мозків» із відсталих країн, а навпаки їм допомагати в підготовці фахівців і т.д.

Дана програма більш реальна, ніж усі попередні, але також нереалізована в сучасних умовах. У світі багато виробників, торговців і банкірів, що жадають швидше збагатитися, урвати більший шматок від загального пирога, і дуже сумнівна їхня готовність поділитися з незаможними.

Модель світу №4. Вона тільки складається і остаточно ще не оформилася.

Суть даної моделі в такому:

• відмова від псевдо потреб (від озброєння до наркотиків);

• перехід до раціонального харчування, поширення садово-городніх ділянок з мстою урізноманітнення їжі натуральними продуктами;

• перехід до скромного гігієнічного одягу з відмовою від модних надмірностей;

• курс на згортання транспорту;

• оптимізація паливно-енергетичного і мінерально-сировинного балансів;

• поширення двох- чи трьох- дітної родини, перехід до простого відтворення.

Контрольні запитання

1. Що таке екологічний менеджмент?

2. Які основні принципи екологічного менеджменту?

3. В чому полягають особливості впровадження екологічного менеджменту в Україні та світі?

4. Які світові організації в своїй діяльності переймаються вивченням екологічних проблем?

Геотермальні води, що видобуваються з надр землі, розрізняються по температурах, мінералізації, кислотності, жорсткості, газовому складу, газонасиченості і ін. Крім того, є відмінності і по характеру родовищ, ступеню водовіддачі, тиску води в свердловинах, по глибині буріння і ін. Зокрема, по температурах геотермальні води можуть бути підрозділений на слаботермальні— до 40 °С, термальні — 40...60 °С, високотермальні — 60...100°С і перегріті — більше 100 °С.

Вторинні енергоресурси (ВЕР), що утворюються на різних підприємствах і об'єктах і в процесі життєдіяльності людей, підрозділяються по видах енергії на теплові — фізична теплота відходів і продукції (газів, рідин, різних речовин і матеріалів, повітря), силові — надлишковий тиск газів і рідин і горючі ВЕР. Залежно від типу об'єктів, характеру виробництв, ступеню їх досконалості зазначені ВЕР можуть розрізнятися по температурах, тиску, витратах, складу і ін. Так, теплові ВЕР по температурах підрозділяються на низькотемпературні (для газів нижче 350 °С, для рідин нижче 100 °С) і високотемпературні (відповідно вище вказаних значень). На підприємствах ВЕР використовують в першу чергу для удосконалення самих технологічних процесів і власних потреб. Надмірні ВЕР, що залишилися, спрямовують на теплопостачання або виробництво електроенергії.

Геотермальні води і ВЕР, незважаючи на відмінності в їх походженні і видах, мають загальні специфічні особливості і способи застосування для теплопостачання. До особливостей відносяться неоднакові параметри (температури, витрати, тиск) і склади в різних умовах, незалежність параметрів від значення теплових навантажень і одноразовість застосування. Через це потрібні різні рішення, види обладнання і схеми включення і т. д., які зазвичай відрізняються від тих, що використовуються в традиційних системах теплопостачання.

Можливі способи застосування геотермальних вод і теплових ВЕР для теплопостачання наступні:

1) безпосереднє використання в системах опалення і для гарячого водопостачання (відкрита система із залежним приєднанням систем опалювання);

2) з використанням в системах опалювання і для підігріву води, що йде на гаряче водопостачання (закрита система із залежним приєднанням систем опалення); |

3) з використанням для підігріву теплоносія систем теплопостачання (закрита система з незалежним приєднанням систем опалювання).

Безпосереднє використання геотермальних вод і теплових ВЕР є найпростішим і економічним рішенням, оскільки при цьому відсутні додаткові теплообмінники і економиться водопровідна вода. Однак цей спосіб можливий тільки за наявності вод, задовольняючих санітарним вимогам ГОСТ «вода питна». Найпростіші схеми таких систем теплопостачання показані на рис. 2.1

Схеми, представлені на рис. 2.1, а і 2.1 ,6 застосовуються при великих ресурсах геотермальних вод і теплових ВЕР і для невеликих систем теплопостачання відповідно при температурах гарячої води t_Г = 55...70°С і t_Г > 70°С. На рис. 2.1, а показана подача гарячої води за рахунок наявного тиску, на мал. 2.1, б — за рахунок насоса.

Застосування, для транспортування гарячої води наявного надмірного тиску не завжди можливо, так як в геотермальних джерелах це створює протитиск, знижуючи динамічний рівень самозливу з свердловин, у ВЕР — внаслідок можливих різких коливань тиску і витрати. Тому, як правило, гаряча вода заздалегідь збирається в бак, звідки вже подається споживачам мережними насосами (рис.2.1, б, в, г). При цьому відпадає необхідність установки баків акумуляторів для гарячого водопостачання.

Рис. 2.1. Принципові схеми з безпосереднім використанням геотермальних вод і надлишкових ВЕР в системах теплопостачання з подачею води споживачам безпосередньо з джерела і збірного бака (а, б) і з додатковим підігрівом води, що подається на опалювання і в систему теплопостачання (в, г)

1 - джерело гарячої води; 2 - водорозбірний кран; 3 - бак-акумулятор; 4 — повітряник; 5 — опалювальний прилад; 6 - регулятор опалювання; 7 — збірний бак; 8 — подаючий насос; 9 - додатковий підігрівач; 10— елеватор; 11 —регулятор витрати; 12 - насос змішувача; 13 - регулятор температури; 14 — зворотний клапан.

Регулювання відпуску теплоти в системи опалювання в системах, представлених на рис. 2.1, а і б, внаслідок незалежності температури гарячої води, що подається, повинне проводитися зміною витрати води за допомогою регуляторів опалювання або пропусками. При низьких температурах гарячої води (t_Г = 55—70 °С) застосування звичайних опалювальних приладів призводить до збільшення їх поверхні в два і більш разів, що не завжди можливо. При цьому можуть бути застосовані панельні, повітряні і інші системи опалювання або схеми з підігрівом води в додаткових підігрівачах (рис. 2.1, в). В останньому випадку регулювання відпуску теплоти може здійснюватися, як і в звичайних системах по якісному методу, зміною температури води після підігрівачів. При використанні надлишкових теплових ВЕР підігрівачі виконують функції резервних джерел теплоти на випадок зниження або припинення надходження гарячої води. При недостатніх ресурсах геотермальних вод і теплових ВЕР і в протяжних системах теплопостачання доцільні схеми з підмішуванням зворотної води із систем опалювання і подальшим підігрівом всієї води, що подається в систему теплопостачання, (мал. 2.1, г). Додаткові підігрівачі в схемах на мал. 2.1, в і г можуть встановлюватися як у джерела гарячої води, так і в районах теплового споживання. В схемах з підігрівом температура зворотної води із систем опалювання виходить більш високою, тому її доцільно заздалегідь використовувати для гарячого водопостачання.

Видалення відпрацьованої води при безпосередньому використанні може проводитися в природні водоймища без очищення, якшо вода придатна для пиття, або подаватися для подальшого і повторного застосування. Труднощі можуть виникнути тільки з температурою води, що видаляється, значення якої не повинні перевищувати 40 °С. Для зниження температури - води, що видаляються, можуть бути подані в об'єкти і системи, що працюють на низьких потенціалах: повітряні, опалювально-вентиляційні системи, системи ґрунтового обігріву, теплові насоси і ін.

Якщо геотермальні води і теплові ВЕР не задовольняють санітарним вимогам по питній якості, то залежно від хімічного складу і виду їх застосовують в системі опалювання і для підігріву води, що подається на гаряче водопостачання (закрита система), або для підігріву всієї води, що подається в систему теплопостачання (незалежне приєднання). При цьому схеми можуть бути виконані так само, як і при безпосередньому приєднанні без додаткового підігріву, і з підігрівом теплоносія, циркулюючого в системах опалювання теплопостачання.

В системах опалювання можуть застосовуватися геотермальні води і ВЕР у вигляді гарячої води і пари, які |не призводять до корозії і відкладень в трубопроводах і опалювальних приладах. Для зниження корозії і відкладень проводять видалення агресивних газів (0₂, СО ₂ і ін.) і солей (СаСОз, СаSО₄ і ін.) або вводять різні інгібітори корозії і антинакипні |реагенти (наприклад, силікат натрію, гексаметафосфат натрію і ін.).

Незалежне приєднання систем опалювання і гарячого водопостачання застосовують при високій агресивності і солевмісті геотермальних вод і теплових ВЕР, а також при використанні теплоти різних газів і речовин, непридатних як теплоносій. При цьому також іноді проводять видалення агресивних речовин і солей або вводять різні присадки.

Як приклад на рис. 2.2 представлена найпростіша схема компресорної станції магістральних газопроводів з газотурбінною установкою (ГТУ) в якості двигуна і з використанням теплоти відхідних з турбіни газів (температура яких складає 300...400 °С) для підігріву води в системі теплопостачання.

Видалення відпрацьованих геотермальних вод і теплових ВЕР в закритих системах, і особливо при незалежному приєднанні, часто вимагає специфічних рішень. При скиданні їх в оточуюче середовище необхідно, щоб задовольнялися норми ГДК, для чого може бути потрібно додаткове їх очищення, розбавлення і ін. Перспективні при цьому замкнуті і напівзамкнуті технологічні цикли з подачею відпрацьованих (охолоджених) геотермальних вод і ВЕР для подальшого або повторного використання. Зокрема, відпрацьовані геотермальні води закачуються назад в горизонт, що розробляється, через нагнітальні свердловини, розташовані на відстані 2 км від експлуатаційних свердловин. При цьому усувається вплив на оточуюче середовище і забезпечується постійність пластового тиску і дебету в експлуатаційних свердловинах. Замкнуті технологічні цикли, знімаючи (або значно знижуючи) викиди шкідливих речовин в оточуюче середовище, розроблені останніми роками і на ряді промислових підприємств.

Рис.2.2. Найпростіша схема компресорної станції магістральних газопроводів з ГТУ в якості двигуна і з використанням теплоти газів, що відходять, на підігрів води для системи теплопостачання.

1— газоперекачувальний компресор; 2 — повітряний компресор ГТУ; 3 — камера згорання; 4 — газова турбіна ГТУ; 5 — регулятор температури; 6 — теплообмінник утилізаційний; 7 — мережний насос; 8— споживач.

До теплових ВЕР відносяться і ті, що видаляються з виробничих і комунальних об'єктів забруднені повітря і вода (а також слаботермальні води) при температурі 20...30°С, які можливо використовувати в повітряних опалювально-вентиляційних системах |і в схемах з тепловими насосами.

Утилізація теплоти видаляємого з приміщень забрудненого повітря для підігріву чистого зовнішнього повітря в повітряних опалювальних і вентиляційних системах промислових і суспільних будівель застосовується в даний час вельми широко. При цьому економиться від 20 до 70% від річної потреби в теплоті.

Теплові насоси є вельми перспективними, оскільки дозволяють утилізувати найповніше будь-яку низькотемпературну теплоту.

Горючі ВЕР, основними з яких є побутові відходи і сміття, відходи рослинництва і тваринництва, можуть використовуватись для отримання теплоти спалюванням в утилізаційних теплогенераторах. При цьому виконуються такі ж системи теплопостачання, як і від традиційних паливних джерел. Складнощі виникають звичайно при отриманні ефективних для спалювання горючих речовин (по густині, калорійності, агресивним властивостям і ін.) і конструюванні утилізаційних теплогенераторів. Наприклад, при спалюванні побутових відходів і сміття проводиться попередня їх обробка (сортування, подрібнення). Оскільки відходи мають низьку теплоту згорання, то їх спалюють звичайно спільно з висококалорійними традиційними паливами, часто в топках з киплячим шаром.

Дата добавления: 2014-01-07