Размещено на http://www.allbest.ru/

Геотермальная система теплоснабжения: опыт модернизации

В.А. Бутузов,

Г.В. Томаров,

В.Х. Шетов,

По данным Всемирного геотермального конгресса, состоявшегося в 2010 г. (о. Бали, Индонезия), суммарная установленная мощность геотермальных систем теплоснабжения в мире составляет 50583 МВт с ежегодной выработкой тепловой энергии 121696 ГВт.ч (104,7 млн Гкал) [1].

В России геотермальные системы теплоснабжения в основном работают на Камчатке, Курилах, в Дагестане, Ставропольском и Краснодарском крае. Так, например, в Краснодарском крае эксплуатируется 12 месторождений с 79 скважинами, температура воды на устье которых составляет 75-120 ОС. Суммарная прогнозируемая мощность этих скважин составляет 238 МВт с возможной выработкой 834 ГВт.ч/год (717,2 тыс. Гкал/год) тепловой энергии, однако в настоящее время практически используется лишь небольшая часть скважин - около 20% [2].

Подавляющее большинство отечественных геотермальных систем строилось 20-30 лет назад, в советские годы. Степень их технического износа достигает 70-80%. Эффективность использования геотермального теплового потенциала не превышает 30%, поэтому модернизация таких геотермальных систем является актуальной задачей.

Модернизация системы геотермального теплоснабжения пос. Розового Краснодарского края

В статье представлены некоторые результаты реализации первого этапа модернизации системы геотермального теплоснабжения пос. Розового (население около 1000 чел.), расположенного в 240 км от г Краснодара.

Теплоснабжение поселка обеспечивается от двух геотермальных скважин глубиной 2600 м. За 30 лет эксплуатации дебит теплоносителя на устьях каждой из скважин при безнасосном режиме эксплуатации уменьшился вдвое (до 800 м3/сут.). Старая система теплоснабжения - одноконтурная, с непосредственной подачей геотермального теплоносителя в сети отопления и ГВС зданий. Из-за отсутствия эффективной противокоррозионной защиты тепловые сети и внутренние трубопроводы зданий про- корродировали и практически пришли в негодность. Состояние здания и оборудования старого ЦТП можно оценить по рис. 1.

Для решения этих проблем была разработана концепция и проект модернизации системы теплоснабжения пос. Розовый [3]. На рис. 2 представлена структурная схема реализации данной концепции с закачкой отработанного теплоносителя в реинжекционную скважину 9Т.

В октябре 2010 г. завершена первая очередь модернизации системы геотермального теплоснабжения общей мощностью 1,5 МВт с подключением 12 двухэтажных зданий.

На рис. 3 показана принципиальная схема системы геотермального теплоснабжения после окончания первого этапа модернизации. Для стабилизации гидравлического режима на расстоянии 30 м от скважины 4Т построен геотермальный насосный модуль (рис. 4). В модуле установлен бак разрыва струи объемом 6 м3 и заглубленная автоматизированная насосная станция с частотным регулированием.

Теплопровод Ду 150 протяженностью 800 м в ППУ изоляции и с системой оперативного дистанционного контроля (ОДК) от насосного модуля до построенного в поселке геотермального центрального теплового пункта (ГЦТП) проложен бесканально. ГЦТП (рис. 5) состоит из технологической и административной частей с размещением в последней двух учебно-тренажерных аудиторий. Принципиальная схема ГЦТП представлена на рис. 6.

Система теплоснабжения двухэтажных зданий двухтрубная открытая, подключена к геотермальному теплоносителю по независимой схеме через пластинчатый теплообменник. Подпитка системы производится химочищен- ной водой (натрий-катионирование). Расчетный температурный график геотермального теплоносителя - 100/70 ОС, сетевой воды - 90/60 ОС. Распределительные тепловые сети от ГЦТП до каждого из 12 двухэтажных зданий (общая протяженность - 1200 м) также проложены бесканально с использованием труб в ППУ изоляции с системой ОДК (рис. 7).

В здании ГЦТП установлены сливные насосы и зарезервировано место для оборудования второй очереди модернизации системы теплоснабжения поселка. Для подключения одноэтажных жилых домов к геотермальной системе теплоснабжения по независимой схеме уже установлен второй пластинчатый теплообменник, а также смонтирована общая автоматизированная сетевая насосная станция с частотным регулированием.

В двухэтажных зданиях, подключенных к ГЦТП, смонтированы узлы учета тепловой энергии и регулирования. В узлах учета системы отопления применены электромагнитные (в 5 зданиях) и вихревые (в 7 зданиях) расходомеры. Тепловычислители имеют автономное электропитание. Для поддержания заданной температуры ГВС применены термостатические регуляторы. геотермальный теплоснабжение насосный гидравлический

Дополнительно общим проектом модернизации системы теплоснабжения поселка предусмотрена совместная работа гелиоустановки ГВС и системы геотермального теплоснабжения. Для реализации этой части проекта на крыше ГЦТП уже установлено 72 солнечных коллектора зарубежного производства общей площадью 144 м2.

В течение отопительного сезона 2010-2011 гг проводится отработка тепловых и гидравлических режимов работы оборудования системы геотермального теплоснабжения в условиях переменных параметров работы скважины, а также наладка систем отопления и ГВС отдельных зданий.

По результатам эксплуатации с 15 октября 2010 г. по 15 марта 2011 г. установлено, что население подключенных к ГЦТП 12-ти двухэтажных жилых домов (около 400 чел.) впервые за последние годы получило качественное отопление и ГВС, в том числе при температурах воздуха -21 ОС (февраль 2011 г.). Без включения в работу геотермального насосного модуля обеспечена стабилизация давления воды на устье скважины 4Т - 3 кгс/м2. В предыдущие отопительные сезоны это значение уменьшилось до 0.15.кгс/см2.

Литература

1. Lund I., Freeston D., Boyd T. Direct Utilization of Geothermal Energy. 2010. Worldwide Review// Proc. WGC-2010. Bali, Indonesia, 25-29 April 2010.

2. Бутузов В.А. Современное состояние российских систем геотермального теплоснабжения и перспективы их развития// Промышленная энергетика. 2005. № 4.

3. Бутузов В.А., Шетов В.Х., Томаров Г.В. Геотермальная системы теплоснабжения с использованием солнечной энергии и тепловых насосов // Промышленная энергетика. 2008. № 9.

Размещено на Allbest.ru