孫志剛
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孫志剛
專業(yè)型的地熱鉆井公司、是指貯存在地球內部的可再生熱能,一般集中分布在構造板塊邊緣一帶,起源于地球的熔融巖漿和放射性物質的衰變。地熱能的儲量與資源潛量十分巨大,每年從地球內部傳到地面的熱能相當于100PW·h,但是地熱能的分布相對比較分散,因此開發(fā)難度很大。由于地熱能是儲存在地下的,因此不會受到任何天氣狀況的影響,并且地熱資源同時具有其它可再生能源的所有特點,隨時可以采用,不帶有害物質,關鍵在于是否有更*的技術進行開發(fā)。目前地熱能在很多地區(qū)的應用相當廣泛,開發(fā)技術也在日益完善地熱井是有生命的——當然它不會跑不會跳,甚至不會走一步路,但是,要讓它活著,必須至始至終當它是一個生命體。不僅在打井前期,要做好很多醞釀工作。
比如用精確詳盡的地熱勘察來確定其資源開發(fā)的可行性,量身定制鉆井工藝和方案,用*合理的鉆井技術設備,進行按部就班并隨機應變地鉆探工程,這都是產生優(yōu)質地熱井的關鍵。但更重要的是,并不是開采過后就萬事大吉、坐享其成受惠百年了要把它當成一個生命體一樣地對待。那么,地熱井運行,到底貴不貴?要花多少錢?這首先要看一下地熱井運行包含哪些方面,究竟需要做什么,才能知道是如何進行收費的。地熱井也像人一樣,地熱井的運行狀況如何,并不是一目了然的,畢竟它的大部分都深深埋藏在地下,即使出了問題和隱患,也很難*時間看到,因此,定期的進行地熱井的測井,對地熱井進行體檢,是地熱井能夠*健康運行的保證。鉆井類型:一般的鉆井公司是先打探測井在打開采井這樣不僅周期長而且費時又費力。
而專業(yè)的地大熱能是采用探采一體井,既縮短了周期也節(jié)省了人力財力物力一舉三得。地熱井是需要運維的,地熱井大部分抽取的是地下熱礦泉水,本質是一種液態(tài)礦物,但又具有高溫,所以含有礦物雜質,具有腐蝕性和結垢性是通?,F(xiàn)象。而地熱井如果*運行,結垢和生銹積累到一定程度,不僅會影響水量,更加影響熱量的輸送,因此,為了保證水熱輸送的*高效,在地熱井運行一段時間后,要進行后期的保養(yǎng),如對地熱井進行洗井和固井等運維工作。出了問題不能拖,地熱井之所以造價昂貴,不僅因為它獲利巨大,也因為它的生產所要面臨的是復雜多變的地下問題和工程問題。而在施工或繼續(xù)生產過程中,由工程本身,甚或地質變化所帶來的一些問題和隱患,如果不及時處理。
姑息養(yǎng)之,很可能會在未來造成很大的損失,因此,不僅要對地熱井進行實時監(jiān)測,定期測井,而且在發(fā)現(xiàn)問題時,要迅速調查研究分析,確定問題性質,擬定解決方案,并快速操作,將小問題扼殺在萌芽之中,防微杜漸,確保地熱井生產的安全與穩(wěn)定。一般人首先會想到溫泉洗浴,地熱遠不止這些簡單的用途。地熱分高溫、中溫和低溫三類。高于150℃,以蒸汽形式存在的,屬高溫地熱;90℃~150℃,以水和蒸汽的混合物等形式存在的,屬中溫地熱;高于25℃、低于90℃,以溫水、溫熱水、熱水等形式存在的,屬低溫地熱。高溫地熱適合發(fā)電,中溫地熱可發(fā)電,也可用于房屋供暖,低溫地熱則可用于洗浴、,也可以用于供暖以及溫室種植、水產養(yǎng)殖等。
首先考慮用于發(fā)電。在國外以中溫地熱水為能源的地熱電站并不少見,美國阿拉斯加已建成用72℃地熱水發(fā)電的機組。在中國的云南騰沖,也有一座中溫發(fā)電站。地熱井還可用于供暖。除環(huán)保、節(jié)能外,地熱供暖技術上簡單易行,對溫度的要求也比較寬泛,從15℃~180℃的溫度范圍均可利用。而103℃的地下熱水,正好可免去加熱,直接引至供暖系統(tǒng)作供暖服務。地熱應進行“梯級”利用,這樣可對地熱資源“物盡其用”,*步用于供暖;第二步送入溫泉垂釣中心,提供地板供暖;第三步就是水產養(yǎng)殖,之后引到溫泉種植采摘基地,作特菜和花卉以及各種時鮮果品種植灌溉之用;后排入溫泉公園的湖里,使其冬天不結冰,綠水常清。集成創(chuàng)新:即地核原子爐和發(fā)電機+地幔地殼的熱巖層+石油鉆探式鉆地熱井+工質優(yōu)選+蒸汽發(fā)電機+發(fā)電機=6因素集成。
工作循環(huán)簡單:即工質吸熱變工質蒸汽→蒸汽機作功→聯(lián)動發(fā)電機發(fā)電。井水閉式循環(huán):即地熱井水在井內閉式循環(huán),不必抽到井外。工質閉式循環(huán):即工作介質按工質貯罐→井爐換熱→蒸汽機→冷卻→回到工質貯罐,是全封閉的循環(huán),不會泄漏。熱功轉換效率高:即采用相變傳熱和換熱,又低溫工作的蒸汽發(fā)電機,故一般每孔地熱井裝機在1500~3000KW。地熱能的利用可分為地熱發(fā)電和直接利用兩大類,200~400℃直接發(fā)電及綜合利用;150~200℃雙循環(huán)發(fā)電,制冷,工業(yè)干燥,工業(yè)熱加工;100~150℃雙循環(huán)發(fā)電,供暖,制冷,工業(yè)干燥,脫水加工,回收鹽類,罐頭食品;50~100℃供暖,溫室,家庭用熱水。
工業(yè)干燥;20~50℃沐浴,水產養(yǎng)殖,飼養(yǎng)牲畜,土壤加溫,脫水加工。許多國家為了提高地熱利用地熱蒸汽的溫度和壓力都不如火力發(fā)電高,因此地熱利用率低,像蓋塞斯的老發(fā)電機組的熱效率只有14.3%,以致冷卻水用量多于普通電站,熱污染也比較嚴重。地熱電站也可利用冷卻塔將余熱釋放到大氣中,以避免上述的熱污染。冷卻塔的補充水來源于蒸汽本身,因此不需要外來水源。地熱蒸汽在通過汽輪機之前,*入離心分離器,除去巖粒和灰塵,然后冷凝成溫水,在通過冷卻塔,使其中75%—80%轉變?yōu)檎羝?,余下的冷卻水返回冷凝器利用。過剩的冷卻水由于積累了硼﹑氨等污染物。
應排注地下,而不應該排注水體。這雖然解決了污染問題,但有可能引發(fā)地震;不過也可能因陸續(xù)注入而使巖層逐漸滑動,反而緩慢的解除積壓,以致避免地震的突發(fā)。到底結果如何,必須進行嚴密監(jiān)測。從冷卻塔排出的廢蒸汽和廢水中可能含有H2S等有體,應予重視并及時加以處理,以免污染廠區(qū)附近的空氣。地熱屬于再生比較慢的一種資源。地熱蒸汽產區(qū)只能利用一段時間,其長短難于估計,可能在30—3000a之間。由于取用的水多于回注的水,利用地熱發(fā)電,后可能會引起地面沉降,這一點須加以注意我國的高溫地熱資源(熱儲溫度≥150℃)主要分布在藏南、滇西、川西以及中國臺灣省,環(huán)太平洋地熱帶通過我國的中國臺灣省,高溫溫泉達90處以上;
地中海喜馬拉雅地熱帶通過西藏南部和云南、四川西部中國地熱開發(fā)利用,隨著社會經濟和生態(tài)環(huán)境建設的需求,十年來,每年以12%的速度增長,到1998年底,地熱采暖面積已近800萬m²,地熱溫室面積70萬m²,地熱養(yǎng)殖300萬m²,洗浴和溫泉療養(yǎng)1600多處,地熱直接利用規(guī)模已逾500萬噸/年標準煤當量。地熱發(fā)電裝機29MW,其中西藏羊八井地熱電站容量25MW,年發(fā)電1億kWh。通過地質調查,全國已發(fā)現(xiàn)地熱異常3200多處,全國經正式勘察并經儲委審批的地熱田共103處,全國已打成地熱井2000多眼。發(fā)現(xiàn)高溫地熱系統(tǒng)255處,經過評估總發(fā)電潛力5800MW·30a,主要分布在西藏南部和云南、四川的西部。在西藏羊八井地熱田ZK4002孔。
孔深2006m,已探獲329.8℃的高溫地熱[1]流體。發(fā)現(xiàn)中低溫地熱系統(tǒng)2900多處,據調查,總計天然放熱量約為1.04×1014kJ/a,相當于每年360萬噸標準煤當量。主要分布在東南沿海諸省區(qū)和內陸盆地區(qū),如松遼盆地、華北盆地、江漢盆地、渭河盆地以及眾多山間盆地區(qū)。這些地區(qū)1000—3000m深的地熱井,可獲80—100℃的地熱水。近兩年,在中國的東北高緯度寒冷的大慶地區(qū)和西北干旱的寧夏銀川地區(qū)開展了地熱勘探和開發(fā)利用工作,巨大的盆地型地熱資源已被證實。在中國的西南邊陲地區(qū)云南騰沖近代火山地區(qū)也開展了以動力開發(fā)為主的高溫地熱勘探工作,為擬建單機10MW以上電站提供資源參數,在首都北京市區(qū)鉆取到88℃地熱流體。
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