Проект комплексной эксплуатации геотермального месторожденя

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ 

Федеральное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Камчатский государственный технический университет» 

Технологический факультет 

Кафедра «Защита окружающей среды и водопользование» 
 

Эксплуатация  геотермальных месторождений 

Курсовой  проект 

«ПРОЕКТ КОМПЛЕКСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ РЕСУРСОВ ПАУЖЕТСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ» 

280302.06КП34.000ПЗ 
 

Выполнил: студент гр. ______ (группа) __________ (подпись) _________________ (Ф.И.О.) 
 

Работа  защищена «____» _____________ 2010 г. с оценкой ______________________ 
 

Руководитель: ________ (должность) __________ (подпись) _________________ (Ф.И.О.) 
 
 
 
 
 

Петропавловск-Камчатский, 2010

ФГОУ  ВПО «Камчатский государственный  технический университет»

Технологический факультет

Кафедра «Защита окружающей среды и водопользование» 

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсового проекта

по дисциплине «Эксплуатация геотермальных месторождений» 

студенту группы ______ (название группы) _________________ (Ф.И.О. студента) 

1. Тема курсового проекта: «ПРОЕКТ КОМПЛЕКСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ПУЩЕНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ». 

2. Срок представления студентом законченной работы к защите:

«____» _____________ 20__ г. 

3. Исходные данные  и материалы для проектирования:

- средняя температура 60 °С;

- общий дебит  80 л/сек;

- минерализация  6 г/л;

- кислотность  pH=7. 

4. Перечень текстового  и графического материала курсового  проекта:

4.1. Пояснительная  записка:

– физико-географическая характеристика месторождения;

– выбор  принципиальной и построение развернутой схемы геотермального теплоснабжения;

– выбор  принципиальной и построение развернутой схемы комплексного использования геотермальных ресурсов;

– расчет вихревого конденсатора-сепаратора;

– расчет и подбор прочих аппаратов, узлов и элементов схемы;

– вопросы  бальнеологического использования  ресурсов месторождения. 

4.2. Графическая  часть:

– развернутая  схема геотермального теплоснабжения;

– развернутая  схема комплексного использования  геотермального месторождения; 

Задание выдано:  «____» ____________ 20__ г. 

Руководитель  работы: _________ (должность) __________ (подпись, ФИО руководителя) 

Задание принял к исполнению студент: _________________ (подпись, ФИО студента) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

       Реферат курсового проекта по теме «ПРОЕКТ КОМПЛЕКСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ПУЩИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ »

       Курсовой  проект содержит:

       –  пояснительная записка –  страниц, список литературы из __ источников, 3 приложения;

       – графическая часть – 2 чертежа.

       Ключевые  слова: ГЕОТЕРМАЛЬНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ, ГЕОТЕРМАЛЬНОЕ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ГЕОТЕРМАЛЬНОГО ФЛЮИДА, ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ЦИКЛ, РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК, ТЕПЛО-НАСОСНАЯ УСТАНОВКА, ВИХРЕВОЙ КОНДЕНСАТОР-СЕПАРАТОР ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ, ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВОДЫ

       Целью курсового проекта является разработка схемы комплексного использования Пущинского геотермального месторождения.

       Задачи  курсового проекта: изучение схем геотермального теплоснабжения, выбор оптимальной  схемы геотермального теплоснабжения, изучение схем комплексного использования, выбор оптимальной схемы комплексного использования, конструктивный расчет вихревого конденсатора-сепаратора, расчет и подбор аппаратов схемы.

       Методы  исследования – литературный обзор, анализ и обобщение данных, технико-экономический анализ, технический и технологический расчет.

       Основные  полученные результаты: разработана схема комплексной эксплуатации Пущинского геотермального месторождения, выполнен конструктивный расчет вихревого конденсатора-сепаратора и подбор основных аппаратов схемы комплексной эксплуатации. 

Содержание 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

       Возрастающие  энергетические потребности современного мира вызывают интенсификацию поисков  новых источников энергии. Серьёзным  резервом обеспечения потребности нашей страны в топливо-энергетических ресурсах должна стать геотермальная энергия. Её широкое освоение и промышленное использование - исключительно важная межотраслевая комплексная проблема. Эту проблему можно решить, если резко усилить работы по комплексному использованию глубинного тепла Земли в первую очередь на Камчатке. В настоящее время многие страны занимаются или собираются заниматься разведкой геотермальных месторождений, прежде всего месторождений термальных вод. В зависимости от теплосодержания термальные воды могут использоваться для выработки электроэнергии, теплоснабжения в промышленности и в сельском хозяйстве, могут быть источником ценного химического сырья и применяться для лечебных целей.

       Современные термопроявления пространственно  приурочены к областям молодого и современного вулканизма, что свидетельствует о тесной связи магматизма и гидротерм. Однако правильнее рассматривать такую связь как парагенетическую, считая, что и вулканизм и гидротермы обусловлены повышенной геотермальной активностью недр и отражают повышенный тепловой режим на данном участке земной коры. Геотермальные месторождения и проявления вулканизма связаны обычно с крупными тектоническими зонами, такими, как системы грабен-синклиналей Камчатки, рифтовые зоны Восточной Африки и Исландии, вулканическая депрессия Таупо в Новой Зеландии, Долина Больших Гейзеров в США и др., т.е. в основном к депрессионным зонам.

       С позиций исследований последних  лет генезис термальных вод связывается  с развитием в земной коре магматических очагов и отделением флюида от магмы в апикальных частях магматических камер. Условия формирования гидротерм путём смещения инфильтрационных вод и флюида определяются структурно-тектоническими и гидрогеологическими особенностями данного района, в зависимости от которых образуются парогидротермы или гидротермы с относительно низкой температурой.

       Пущинские горячие источники располагаются  в 18 км от посёлка Пущино, на западном склоне Валагинского хребта, где соединяются  Правый и Левый Кашканы, на обоих  склонах ущелья Правого Кашкана выбиваются многочисленные струйки тёплой воды. Когда-то сорвавшийся с правого склона обвал разделил источники на две группы - верхнюю и нижнюю. Несмотря на обилие выходов, общий дебит источников невелик, температура невысока, но вода имела высокое насыщение углекислым газом, повышенную минерализацию и такие ценные лечебные компоненты, как кремнекислота и бор. Не случайно, поэтому Пущинские источники раньше пользовались у местного населения большой популярностью. Не одно поколение охотников излечивало здесь многочисленные недуги и полученные на охоте травмы. Своими руками они построили на верхней группе источников небольшой домик, ванны, раздевалку. Всё было ухожено, поддерживался порядок.

       Но  так было, пока это место оставалось труднодоступным. Положение изменилось с прокладкой Мильковской автотрассы. Сюда стали приезжать покупаться, отдохнуть на лоне природы, повеселиться. Но этих посетителей меньше всего интересовали целебные свойства здешней воды. Никто не думал и о сохранении окружающей природы и самих источников. Раздевалку и часть домика разобрали на топливо, растительность вырубили, ванны ремонтировать было некому, и они разрушились и высохли, сырые лужайки вокруг основных грифонов затоптали, и они превратились в грязные лужи, а грифоны исчезли. Судьба этой основной группы Пущинских источников показывает, что может произойти с уязвимым уголком природы, если оставить его без защиты.

       В 1979—1983 годах в районе нижней площадки было пробурено несколько скважин, из которых несколько отличаются высоким общим дебитом — около 80 л/с, повышенной температурой воды — до 60°. Химический состав немногим отличается от состава в естественных выходах: минерализация - 6,0 г/л, pH=7.

       Пущинские воды являются горячими углекислыми  минеральными водами многоцелевого назначения, которых на Камчатке совсем немного, а в районе Петропавловска, Милькова - единственные. Уже давно поднимается вопрос о строительстве здесь бальнеологической лечебницы. Но высокие достоинства источников обязывают сделать это с максимально полным использованием их материальных, тепловых и лечебных ресурсов путём сооружения здесь санитарного комплекса не ниже чем областного значения.

       Для туристов Пущинские источники теперь потеряли былую привлекательность  глухого, но прелестного уголка природы, однако по-прежнему являются промежуточным географическим пунктом интересного маршрута, проходящего к вулкану Бакенингу и окружающим его озёрам и далее - по долине Средней Авачи, через Заимку Дьяконова к Северным Корякам. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 Выбор принципиальной и построение развернутой схемы геотермального теплоснабжения

       Принципиальные  схемы геотермальных систем теплоснабжения должны выбираться с учетом температуры  и химического состава геотермального теплоносителя, характера возможного потребления геотермальной теплоты, условий сброса отработанной геотермальной воды, наличия источника питьевой воды, взаимного расположения термоводозабора, потребителя, места сброса и источника воды питьевого качества, а также расстояний между ними. На термоводозаборе, как правило, следует предусматривать сборную емкость геотермальной воды, установку которой, а также прокладку сборных тепловых сетей следует производить с учетом рельефа местности и допустимой величины противодавления.

       Геотермальные системы теплоснабжения на базе месторождений высокотермальных и перегретых вод питьевого качества должны, как правило, представлять собой однотрубную открытую систему теплоснабжения с зависимым присоединением отопления.

       При использовании природных теплоносителей непитьевого качества следует, как правило, применять закрытые геотермальные системы теплоснабжения с зависимым или независимым присоединением систем отопления. При этом для размещения теплообменного оборудования системы теплоснабжения должны включать центральные геотермальные тепловые пункты (ЦТПГ).

       Температура воды Пущинских горячих источников в среднем составляет 60 °С, т.е. являются термальными. По химическому составу данные воды являются водами не питьевого качества, так как минерализация превышает допустимые СанПиНом нормы, и составляет 6 г/л. Исходя из этого предлагаю применить закрытую двухтрубную систему теплоснабжения с зависимым присоединением отопления (рис. 1).

Выбранная принципиальная схема использования месторождения как источника теплоснабжения согласно требованиям и рекомендациям ВСН 56-87 «Геотермальное теплохладоснабжение жилых и общественных зданий и сооружений. Нормы проектирования» не учитывает, что горячее водоснабжение термальными водами возможно, поэтому необходимы принципиальные улучшения:

       1. Необходимы барорегулирующий и  защитный вентиля на устье.

       2. Так как рядом со скважиной существует источник питьевой воды, то необходимо использовать эти воды для горячего водоснабжения. Для этого устанавливаем регенеративный теплообменник, который, за счет высокой температуры воды, подогреет питьевую воду из источника.