Возобновляемые источники энергии

1
2
3
4
5
Рис. 1.12. Схема вакуумной дегазации термальных вод:
1
— геотермальная скважина; 
2
— дегазатор первой ступени; 
3
— дегазационная колонка;
4
— бак-аккумулятор дегазированной воды; 
5
— вакуумный насос

---

86
высокой теплопроводностью. Для получения противокоррозионных
покрытий, стойких к воздействию кислых или щелочных сред при
повышенных температурах, применяют фторопластовые и фторлоно-
вые лаки и эмали, фенольные, эпоксидные, хлорвиниловые лакокра-
сочные материалы. Для увеличения длительности эксплуатации про-
тивокоррозионных полимерных покрытий их наносят на
металлизационный слой из алюминия или цинка, т.е. получают
металлизационно-полимерные покрытия с улучшенным адгезион-
ным контактом с изделием. В настоящее время выпускают пластико-
вые трубы разных марок, выдерживающих большие давления и темпе-
ратуры. Применение таких труб в системах геотермального
энергоснабжения полностью разрешит проблему коррозии в комму-
никациях, предназначенных для транспортировки первичного гео-
термального теплоносителя. Весьма перспективны металлополимер-
ные высокопрочные трубы, выдерживающие температуру
теплоносителя до 100 °С. Такие трубы изготовляют из алюминия в
сочетании с окружающими его слоями особо прочного полиэтилена.
Стабильной
называют воду, не вызывающую коррозии поверх-
ностей с которыми она соприкасается, и не выделяющую на этих
поверхностях осадка, например, карбоната кальция. Солеотложение
возникает тогда, когда нарушается термическое или динамическое
равновесие в термальном растворе, и проявляется оно тем сильнее,
чем резче произошло это нарушение. Химические типы минераль-
ных отложений многообразны: карбонаты (кальцит, арагонит), суль-
фаты (гипс, ангидрит, барит), сульфиды (пирит, гидротроилит),
окислы (лимонит, кремнезем), самородные элементы (свинец, сера).
Отложение карбоната кальция является наиболее распространенным
типом солезарастания. Практически все типы поверхностных и под-
земных вод близки к насыщению по карбонату кальция. И требуется
незначительный сдвиг равновесия, который может выражаться в
изменении давления, температуры, минерализации раствора для
того, чтобы в твердую фазу выделился кальцит.
Солеотложение или коррозионная активность зависят от углекис-
лотного равновесия. Различные формы углекислотных соединений в
термальных водах находятся в динамическом равновесии:
2
↔
+ CO
2
+ H
2
O.
Из формулы видно, что определенная концентрация бикарбонат-
ных ионов в воде обеспечивается некоторым количеством свободной
углекислоты, соответствующим этой концентрации. Такая углекис-
лота называется 
равновесной
. Если концентрация углекислого газа в
воде больше равновесной, то уравнение сдвигается в сторону образо-
вания бикарбонатных ионов с одновременным уменьшением концент-
HCO
3
–
CO
3
2–

---

87
рации ионов 
. Напротив, если концентрация CO
2
ниже равновес-
ной, то бикарбонатные ионы разлагаются с образованием ионов
и увеличением концентрации CO
2
. В термальной воде, как и во
всех природных водах, присутствуют ионы кальция. Следует подчер-
кнуть, что бикарбонат кальция — хорошо растворимое соединение, а
карбонат кальция, напротив, трудно растворимое соединение, кото-
рое выпадает в осадок. Поскольку 
участвует в углекислотных
равновесиях, концентрация углекислого газа влияет на протекание
реакции
CaCO
3
↓
↔
Ca
2+
+ 
.
Если в пластовых условиях термальная углекислая вода насыщена
карбонатом кальция, то при выходе на поверхность и постепенном
снижении давления происходит дегазация углекислоты из термаль-
ного раствора и многократное его пресыщение по кальциту. На
поверхности, при дальнейшем снижении давления (после устьевой
задвижки, переходе воды из трубы меньшего диаметра в больший и т.д.),
пресыщенный раствор выпадает в осадок. В процессе солеотложения
ухудшаются теплотехнические характеристики отопительных прибо-
ров, возрастают гидравлические сопротивления трубопроводов, воз-
можна их полная закупорка и выход системы из строя (рис. 1.13 и
1.14). В г. Кизляре из-за интенсивного солеотложения в течение
CO
3
2–
CO
3
2–
CO
3
2–
CO
3
2–