Использование для ТС геотермальных вод и вторичных энергоресурсов

Геотермальные воды в зависимости от темп-рного потенциала подразделяются на слаботермальные t < 40°С, термальные t = 40÷60°С, высокотермальные t =60÷100°С и перегретые t > 100°С. При этом геотермальные воды отличаются большим разнообразием по минерализации от ультрапресных (с содержанием солей менее 0,1 г/л) до рассольных (более 35 г/л) и различным химическим составом – от щелочных до кислотных и др.

Вторичные энергоресурсы (ВЭР) промышленных предприятий подразделяются на ВЭР в виде физической теплоты отходов (уходящих газов, воздуха, пара, шлака, охлаждающей воды и др.), продукции (вырабатываемого кокса, газов, жидкостей и др.), избыточного давления газов и жидкостей, а также на горючие ВЭР.

На промышленных предприятиях ВЭР применяют в первую очередь для усовершенствования самих технологических процессов и получения пара. Оставшиеся избыточные ВЭР направляются на ТС или производство электроэнергии.

Геотермальные воды и избыточные ВЭР имеют особенности:

- неодинаковый потенциал и состав в различных условиях, т.е. параметры (темп-ра, давление и состав) колеблются в широких пределах;

- независимость параметров от значений тепловых нагрузок. Геотермальные воды из конкретных скважин имеют постоянные темп-ры в течение всего года. Избыточные ВЭР – переменные темп-ры, давления и расходы;

- одноразовость применения, т. е. после использования геотермальные воды и избыточные ВЭР, как правило, сбрасываются или удаляются из процесса ТС и остаточный потенциал теряется.

Способы ТС с использованием геотермальных вод и ВЭР могут быть подразделены по следующим признакам:

1. В зависимости от степени использования геотермальных вод и избыточных ВЭР в с-мах ТС (схем присоединения тепловых потребителей):

а) с непосредственным использованием в с-мах отопления и для ГВ (открытая система с зависимым присоединением к теплосети с-м отопления);

б) с использованием в с-мах отопления и для подогрева воды, идущей на ГВ (закрытая с-ма с зависимым присоединением с-м отопления);

в) с использованием только для подогрева теплоносителя с-м ТС (независимое присоединение с-м отопления и ГВ).

2. В зависимости от способа покрытия тепловых нагрузок:

а) за счет имеющегося темп-рного потенциала;

б) путем установки дополнительного подогревателя.

3. В зависимости от способа подачи теплоносителя к потребителям:

а) за счет имеющегося избыточного давления;

б) с помощью насосов.

Непосредственное использование геотермальных вод и избыточных ВЭР является наиболее простым и эффективным решением, так как при этом не требуется дополнительных теплообменников и можно полнее использовать имеющийся температурный потенциал и экономить водопроводную воду. Однако непосредственное использование геотермальных вод и избыточных ВЭР в виде горячей воды возможно, если они удовлетворяют санитарным требованиям для воды питьевого качества.

Некоторые возможные принципиальные схемы непосредственного использования геотермальных вод в с-мах ТС показаны на рис. 11.6.

Схемы, показанные на рис. 11.6, а и б, применяются при больших ресурсах геотермальных вод и избыточных ВЭР и для небольших с-м ТС.

Рис. 11.6. Принципиальные схемы с непосредственным использованием геотермальных вод и избыточных ВЭР в с-мах ТС:

а, б – с подачей воды на отопление и горячее водоснабжение непосредственно из источника и сборного бака; в, г – с подогревом воды на отопление и в систему теплоснабжения; 1 – источник геотермальной воды (скважина) или избыточных ВЭР (технологический агрегат); 2 – водоразборный кран; 3 – отопительный прибор; 4 – бак-аккумулятор; 5 – сборный бак; 6 – насос; 7 – дополнительный подогреватель; В – воздушник; Э – элеватор; PO – регулятор нагрузки отопления. PT – регулятор температуры; OK – обратный клапан; PP – регулятор расхода.

В схеме, приведенной на рис. 11.6, а, подача производится за счет имеющегося избыточного давления, на рис. 11.6, б – с помощью насоса.

Применение для транспортирования горячей воды имеющегося избыточного давления не всегда возможно, так как для геотермальных источников это создает противодавление, снижающее динамический уровень самоизлива из скважин, для избыточных ВЭР – вследствие возможных резких колебаний давления и расхода. Поэтому, как правило, горячая вода предварительно собирается в сборный бак, откуда уже подается потребителям сетевыми насосами (см. рис. 11.6, б).

При недостаточных ресурсах и низком потенциале геотермальных вод и избыточных ВЭР и в крупных с-мах ТС применяются схемы с догревом воды в дополнительных подогревателях. Может производиться догрев воды, идущей в системы отопления (рис. 11.6, в), или всей воды (рис. 11.6, г).

Если качество геотермальных вод и избыточных ВЭР не соответствует санитарным требованиям к воде питьевого качества, то в зависимости от химического состава и вида их применяют в с-ме отопления и для подогрева воды, подаваемой на ГВ, или для подогрева всей воды, подаваемой в с-му ТС.

Непосредственно в с-мах отопления могут применяться геотермальные воды и избыточные ВЗР в виде горячей воды, пара и воздуха, не обладающие коррозионной активностью и не приводящие к образованию отложений солей и накипи в трубопроводах и отопительных приборах. Для снижения коррозионной активности геотермальных вод и ВЭР в ряде случаев производят удаление агрессивных газов ( и др.) и солей ( и др.) или вводят различные ингибиторы коррозии (силикат натрия) и антинакипные реагенты.

Выработка теплоты на ТС может производиться также на ТЭЦ, работающих на паре от геотермальных источников или избыточных ВЭР (например, на паре с параметрами 3,5 МПа, 435°С, получаемом от установок сухого тушения кокса), а также при сжигании горючих ВЭР в утилизационных теплогенераторах.