Ukrainian (UA)English (United Kingdom)

Информация

Содержание номеров

Методические основы оценки ресурсов (запасов) месторождения подземных вод (геотермальной энергии) для обеспечения работы теплонасосной станции систем теплоснабжения

Белодед В.Д., канд. техн. наук, ст.науч.сотр.
Институт общей энергетики НАН Украины, ул. Антоновича, 172, г. Киев, 03150, Украина
Язык: украинский
Источник: Проблемы общей энергетики, 2019, 1(56):38-47
https://doi.org/10.15407/pge2019.01.038
Рубрика: Системный анализ энергосберегающих технологий и оптимизация энергоемких производств
УДК: 620.97
Принята: 24.01.2019
Опубликовано: 29.03.2019

Аннотация:

Приведены результаты исследований методических основ оценки ресурсов и запасов подземной геотермальной теплоты, содержащейся в проницаемых коллекторах с подземными водами, в т.ч. термальными, для конкретной площадки (месторождения), как источников низкопотенциальной теплоты (ИНТ) для работы теплонасосных станций (ТНС) большой мощности в системах централизованного теплоснабжения (СЦТ). Методология предполагает наличие характеристик месторождения (водоносного пласта), полученными в результате бурения скважин или заданных по аналогии с известными подобными характерными месторождениями. Методические основы основываются на основных известных технологиях добычи флюидов из недр, в том числе с применением технологии геотермальных циркуляционных систем (ГЦС).
В статье показано, каким образом определять потребность в запасах теплоты для обеспечения работы ИНТ в течение заданного срока эксплуатации и как оценивать ресурсы (запасы) месторождения, с учётом возможностей технологии извлечения этой теплоты.
На отдельных примерах сделаны оценки ресурсных возможностей подземных пластов, содержащих воды различного типа, как ДНТ для ТНП. Установлено, что более выгодным территориями для размещения ТНП большой мощности есть территории с повышенным геотермическим градиентом. Отбор теплоты для ТНП для различных условий залегания пластов прогнозируется в 14–135 раз больше уровня естественного теплового потока из недр Земли, что означает протекание процессов интенсивного охлаждения зоны отбора теплоты.
Кроме того, большие территории, которые могут занимать промыслы ДНТ при относительно низких температурах флюидов из продуктивных горизонтов налагать ограничения на мощности ТНП. Мощные ТНП должны ориентироваться на более глубокие скважины (1–2 км), то есть это должны быть высоко проницательные коллекторы (пласты) с низкотемпературными термальными водами (с температурой свыше 30–40 °С).
Пласты с артезианскими водами целесообразно будет использовать как ДНТ для ТНП относительно небольшой мощности (1–3 МВт).
Использование этой методологии обеспечивает получение оценочных результатов относительно возможного использования ресурсов с целью создания ТНС заданной мощности.

Ключевые слова: оценка ресурсов (запасов) теплоты, подземные воды, источник низкотемпературной теплоты, теплонасосная станция.

Литература:

  1. Кулик М.М., Горбулін В.П., Кириленко О.В. Концептуальні підходи до розвитку енергетики України (аналітичні матеріали). К.: ІЗЕ НАН України, 2017. 78 с.
  2. Білодід В.Д. Прогнозна структура теплозабезпечення України на період до 2040 року. Проблеми загальної енергетики. 2016. Вип. 1(44). С. 24-33.https://doi.org/10.15407/pge2016.01.024
  3. Tracking Clean Energy Progress 2016 (Прогрес розвитку чистих технологій в енергетиці, 2016). OECD/IEA, 2016. 84 p. URL: www.iea.org.
  4. Кулик М.М., Дрьомін І.В. Універсальна модель регулювання частоти і потужності в об’єднаних енергосистемах. Проблеми загальної енергетики. 2013. Вип. 4(35). С. 5—15
  5. Кулик М.М., Білодід В.Д., Дерій В.О., Дрьомін І.В. Забезпечення європейських вимог керованості і надійності енергосистеми України шляхом залучення до її управління систем теплопостачання: звіт про НДР (остаточний): г/д № Об.1.1–16 (100-16) від 01.04.2016 р., № Об.1.1–17 (100-17) від 15.02.2017 р. та № Об.1.1–18 (501-18) від 05.02.2018 р. між Національною академією наук України та Інститутом загальної енергетики НАН України. К., 2018. 161 с. РК № 0116U0054532.
  6. Білодід В.Д. Обґрунтування економічної ефективності регулювання навантаження енергосистем з використанням електричних теплогенераторів як споживачів-регуляторів. Проблеми загальної енергетики. 2017. № 1(48). С. 50—59. https://doi.org/10.15407/pge2017.01.050
  7. Білодід В.Д., Маляренко О.Є., Куц Г.О., Сизоненко В.П., Симборський А.І., Євтухова Т.О., Станиціна В.В., Бірюкова-Стефанюк М.Ю. Дослідження територіальної структури та доцільних обсягів будівництва теплонасосних станцій на низькотемпературних підземних та термальних водах: звіт про НДР (заключн.): «ТЕРМАЛЬ». Інститут загальної енергетики НАН України. К., 2012. 187 с. РК № 0110U002010. ОК № 0213U003249.
  8. Кулик М.М., Білодід В.Д. Проблеми і перспективи розвитку в Україні теплонасосних технологій. Проблеми загальної енергетики. 2006. Вип. 2(14). С. 7—12.
  9. Пластова температура. URL: https://studopedia.com.ua/1_159581_plastova-temperatura.html
  10. Андерсон Дж. Г. Цикл паротурбинной установки для геотермальной электростанции. Геотермальная энергия. Сб. науч. тр. Пер. с англ. Под ред. А.Е. Святловского. М.: Мир, 1975. С. 172—184.
  11. Word Energy Council. World Energy Resources Geothermal 2016. URL: https://www.worldenergy.org/wp-content/uploads/2017/03/WEResources_Geothermal_2016.pdf.
  12. Дядькин Ю.Д., Парийский Ю.М. Извлечение и использование тепла Земли: учебное пособие. Л.: Изд. ЛГИ, 1977. 114 с.
  13. Байбаков В.В., Федоров Е.В., Филюс Р.И. и др. Оценка геотермических ресурсов недр Украинской ССР и перспектив использования глубинного тепла в энергетике на основе изучения геолого-геофизических и термодинамических условий. Тр. ИГГГИ АН УССР. Вып. 21. (Рук. деп. 5.04.88 г. №1589-82 Деп). С. 134—155.
  14. Морозов Ю.П. Исследование нестационарного теплообмена в геотермальных котлах. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. К.: ИТТФ АН УССР, 1979. 26 с.
  15. Морозов Ю.П. Добыча геотермальных ресурсов и аккумулирование теплоты в подземных горизонтах. К.: Наук. думка, 2017. 200 с.
  16. Інформація про роботу електроенергетичного комплексу за грудень 2017 року. Міненерговугілля України. URL: http://mpe.kmu.gov.ua/minugol/control/uk/publish/article?art_id= 245272535&cat_id=245183225 (дата звернення: 17.07.2018).
  17. Гордієнко В.В., Гордієнко О.В., Завгородня О.В., Логвінов І.М., Тарасов В.М., Усенко О.В. Геотермічний атлас України. К.: ІГ НАН України, 2004. 60 с.

Скачивания:

Полный текст (PDF)

Інститут загальної енергетики НАН України