2.4 Выполнение расчета

Средняя плотность твердых по­род земной коры _гр = 2700 кг/м³, коэффициент теплопроводности λ_гр = 2 Вт/(м·К). Изменение температуры грунта по направлению к земной поверхности характеризуется температурным градиентом (dT/dz), измеряемым в °С/км или К/км.

При известном температурном градиенте можно определить температуру водо­носного пласта перед началом его эксплуатации, К:

(2.2)

где Т_o  температура на поверхности Земли, К.

К.

В расчетной практике характеристики геотермальной энергетики обычно отно­сят к 1 км ² поверхности F.

Теплоемкость пласта С_пл (Дж/К) можно определить по уравнению:

, (2.3)

где _в и С_в  соответственно плотность, кг/м³, и изобарная удельная теплоемкость воды, Дж/(кгК); _гр и С_гр  плотность, кг/м³, и удельная теплоемкость грунта, Дж/(кгК) (пород пласта); обычно С_гр = 820  850 Дж/(кг·К).

Дж/К.

Если задать минимально допустимую температуру, при которой можно использовать тепловую энергию пласта Т₁ (К), то можно оценить его тепловой потенциал к началу эксплуатации (Дж):

, (2.4)

Дж.

Постоянную времени пласта τ₀ (возможное время его использования), лет, в случае отвода тепловой энергии путем закачки в него воды с объемным расходом V (м³/с) можно определить по уравнению:

(2.5)

Считается, что тепловой потенциал пласта во время его разработки изменяется по экспоненциальному закону, Дж:

(2.6)

где τ  число лет с начала эксплуатации; е  основание натуральных логарифмов.

,

.

Тепловая мощность геотермального пласта в момент времени τ (лет с начала разработки), МВт,

(2.7)

Вт,

Вт.

Вывод: начальная температура водоносного пласта перед началом его эксплуатации T₂=433К. Количество геотермальной энергии (тепловая мощность), извлекаемая первоначально из пласта Е₀=2,34·10¹⁷ Дж. Постоянная времени извлечения тепловой энергии при закачивании воды в пласт τ₀=160 лет. Тепловая мощность геотермального пласта уменьшается с течением времени: (dE/dτ)_τ=0=4,6·10⁷ Вт, (dE/dτ)_τ=10=4,32·10⁷ Вт. Тепловой потенциал водоносного пласта во время его разработки убывает: Е_τ=0=2,34·10¹⁷ Дж, Е_τ=10=2,19·10¹⁷ Дж . Отсюда следует, что геотермальное теплоснабжение эффективно.

Практическая работа 3

Р

Взам. инв. №

Подпись и дата

ИНМВ 710603.000 ПЗ

Изм.

Кол.

Лист

№док

Подпись

Дата

Инв. № подл.

Хххх

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ОКЕАНСКОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ

Стадия

Лист

Листов

Проверил

Лазарев

АС

Утв.

Стариков

Н.контролер

Ведрученко

АСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ОКЕАНСКОЙ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ

Цель работы: с помощью практических расчетов закрепить и конкретизировать знания, полученные в рамках лекционного раздела по теме «Преобразование тепловой энергии океана».