ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ УТИЛИЗАЦИИ ПОПУТНЫХ С ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ВОДОЙ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ

Цель. Целью исследования является оценка целесообразности утилизации попутных с  геотермальной водой горючих газов с невысоким газовым фактором и возможности ее  практической реализации с обеспечением работы энергетического оборудования геотермальных систем в режиме без солеотложения.

Метод. Исследования проводились на основе анализа содержания попутных горючих газов  в подземных термоминеральных водах месторождений Предкавказья на основе оценки  возможности их утилизации и использования в целях отопления и горячего водоснабжения.

Результат. Произведен обзор существующих на практике теплоэнергетических схем по  использованию источников геотермальных вод. На основе проведенных исследований  установлено, что в составе рассматриваемых вод преобладает метан (70-90 %). Содержание тяжелых углеводородов не превышает 10 %. Углекислого газа содержится 3 ÷ 6 %, азота 1  ÷ 4 %. В зависимости от глубины залегания водоносного горизонта газовые факторы составляют от 1 до 5 м3/м3. Установлено, что нарушение углекислотного равновесия в воде  приводит к образованию твердой фазы карбоната кальция на поверхности теплообмена.  Предложена методика оценки связи парциального давления метана и углекислого газа с  общим давлением в растворе геотермальной воды. Составлена схема эффективной работы  термораспределительных станций с предотвращением в них карбонатных отложений путем  использования продуктов сгорания использованного газа с закачкой отработанной воды обратно в водоносный горизонт.

Вывод. В результате проведенных исследований установлена возможность утилизации  попутных горючих газов на геотермальных скважинах, используя различие в растворимости  их с растворимостью углекислого газа. При этом защиту теплообменного оборудования и  скважины от твердых отложений карбоната кальция можно осуществить путем использования продуктов сгорания попутных горючих газов.

1. Arent D.J., Wise A., Gelman R. The status and prospects of renewable energy for combating global warming. Energy Economics.2011;33(4):584–593.

2. Renewables 2016, Global Status Report.BP Statistical Review of World Energy, June 2015. [Electronic resourse] URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_social/1(30).pdf (access date15.05.2017)

3. Алхасов А.Б. Возобновляемая энергетика. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010.-256 с.

4. Lund I., Freeston D., Boyd T. Direct Utilization of Geothermal Energy. Proc. WGC-2010. Bali.Worldwide Review. 2010. [Electronic resourse]URL:http//www.geothermal.org. (access date 10.03.2016).

5. Свейнбьорн Бьорнссон. Развитие геотермальной энергетики и исследования в Исландии [Электронный ресурс] /С. Бьорнссон. – Рейкьявик: Гудьон О, 2006. – 40 с. – Режим доступа: http://www.os.is/gogn/osonnur-rit/Geothermal-russneska.pdf. (дата обращения 02.05.2017).

6. Lund J.W., Boyd T. L. Direct utilization of geothermal energy 2015 worldwide review. Geothermics. 2016;60:66- 93.

7. Holm A., Blodgett L., Jennejohn D., Gawell K.Geothermal Energy: International Market Update: Geothermal Energy Association [Electronic resourse] URL: http://www.geoenergy.org/pdf/reports/gea_international_market_report_final_may_2010.pdf.(access date 11.05.2017).

8. Доброхотов В.И./ Использование геотермальных ресурсов в энергетике России / В.И. Доброхотов, О.А. Поваров // Теплоэнергетика. – 2003. – № 1. – С. 2 – 11.

9. Геотермальная энергетика [Текст] : справочно-методическое издание / Г. В. Томаров А. И. Никольский, В. Н. Семенов, А. А. Шипков ; под ред. П. П. Безруких. - Москва: Теплоэнергетик, 2015. - 301 с. Сер. 3. Возобновляемая энергетика.

10. Бранчугов В.К., Гаврилов Е.И., Гарипов В.3., Козловский Е.А., Краев А. Г., Литвиненко В. С. и др. Минерально-сырьевая база топливно-энергетического комплекса России. Состояние и прогноз. - М.: Институт геолого-экономических проблем, 2004.- 548 с.

11. Геотермальное теплохладоснабжение жилых и общественных зданий и сооружений. ВСН 56-87. Нормы проектирования. – М.: Стройиздат, 1989. – 50 с.

12. Ахмедов Г.Я. Твердые отложения карбоната кальция в геотермальных системах//Альтернативная энергетика и экология.- 2010.- № 11.- С. 81- 86.

13. Акулинчев Б.П., Панченко А.С., Пугачева М.Ф. Водорастворенные газы Предкавказья и проблемы их использования в народном хозяйстве //Ресурсы нетрадиционного газового сырья и проблемы его освоения. Ленинград, 1990 г. С. 138-144.

14. Курбанов М.К. Геотермальные и гидротермальныересурсы Восточного Кавказа и Предкавказья / М.К. Курбанов // М.:Наука, МАИК «Наука/Интерпериодика», 2001. – 260 с.

15. Султанов Ю.И., Завьялов С.Ф., Бадавов Г.Б. Возможности использования горючих газов на термоводозаборе Махачкала I –Тернаир /Ежегодник: Геотермия. М.: Наука, 1991.- С. 47 – 53.

16. SanjaMrazovac, Djordje Basic. Methane-rich geothermal waters in the Pannonian Basin of Vojvodina (northern Serbia) //Geothermics, September 2009.-Volume 38.- Issue 3.- Pр. 303-312.

17. Ganjdanesh, Reza; Hosseini, SeyyedAbolfazl. Potential assessment of methane and heat production from geopressured-geothermal aquifers//Geothermal Energy; Heidelberg 4.1 (Nov 2016): 1-25.

18. Абдуллаев А.Н. Предотвращение образования отложений твердой фазы СаСО3 в скважине/Ежегодник: Геотермия. М.:Наука, 1991.- С. 81 – 84.

19. Ахмедов Г.Я. К вопросу об эксплуатации энергетических систем в условиях декарбонизации геотермальных вод //Вестник Дагестанского государственного техническогоуниверситета. Технические науки. 2013. № 28. С. 63-69.

20. Ахмедов Г.Я. Стабилизационная обработка геотермальных вод// Водоснабжение и санитарнаятехника.- 2010.- № 6.- С. 33-38.

21. Pat. US 9121259 B2, C10L3/06, C07C1/00, B01J19/00, E21B43/295, C07C7/10. Storing carbon dioxide and producing methane and geothermal energy from deep saline aquifers /Steven L. Bryant, Gary A. Pope. Pub. 01.09.2015 (режимдоступа: https://www.google.ch/patents/US9121259)

22. Ахмедов Г.Я. К вопросу о влиянии теплопередачи на отложение твердой фазы карбоната кальцияна теплообменной поверхности//Энергосбережение и водоподготовка. 2011. № 6.С. 6 – 8.

23. Алхасов А.Б. Геотермальная энергетика: проблемы, ресурсы, технологии.-М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. 376 с.

24. Ахмедов Г.Я. К вопросу об использовании внутри скважинных теплообменников в геотермальной энергетике//Промышленная энергетика. 2011. № 9. С. 13-17.