地?zé)徙@井

地?zé)徙@井權(quán)威淺談地?zé)峋g及結(jié)垢問題

     

   

    地?zé)崮?/a>是蘊(yùn)藏于地球深處的熱能。按照現(xiàn)有開發(fā)技術(shù)的可能性,地?zé)崮苜Y源的范圍一般的范圍一般指在地殼表層以下5000米以內(nèi)巖石和地?zé)崃黧w所含的熱量。中國是以中低溫為主的地?zé)豳Y源大國,全國地?zé)豳Y源潛力接近全球的8%。中國地?zé)豳Y源遍布全國各地。據(jù)估算,中國深度2000米以內(nèi)的地?zé)?/a>資源所含的熱 能相當(dāng)于2500萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,初步估計(jì)可以開發(fā)其中的500億噸。


    可再生能源系指具有自我恢復(fù)原有特性并可持續(xù)利用的一次能源,包括太陽能風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?/a>、海洋能等非化石能源。地?zé)?/a>能是一種可 再生能源,可用于地?zé)岚l(fā)電直接利用。我國在地?zé)崮荛_發(fā)利用技術(shù)及裝備方面取得了長足進(jìn)步,特別是在地?zé)峁?/a>專用技術(shù)和裝備方面基本接近國際水平。但是,在世界范圍內(nèi)還存在一些技術(shù)瓶頸,嚴(yán)重制約著地熱能的高效和經(jīng)濟(jì)利用,尤其是地?zé)?/a>腐蝕和結(jié)垢問題。

    一、
地?zé)衢_發(fā)利用的腐蝕問題

    地?zé)崃黧w的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕,其腐蝕性成分主要有氯離子、溶解氧、硫酸根離子、氫離子、硫化氫、二氧化碳、氨、總固形物等,其中以氯離子的腐蝕性為最強(qiáng),是引起碳鋼、不銹鋼及其它合金的孔蝕和縫隙腐蝕的重要條件。

    一般采用Langlier 飽和指數(shù)法、Ryznar 穩(wěn)定指數(shù)法和Larson 指數(shù)法等判斷地?zé)崴?/a>的腐蝕性。但是,氯離子對(duì)金屬的腐蝕作用還與溫度有關(guān)。溫度越高,腐蝕作用越強(qiáng)。另外,地下深層地?zé)崴?/a>自然狀態(tài)下通常不含氧,流出地面 后空氣中的氧會(huì)溶解入地?zé)崴?/a>,溶解氧也是地?zé)崴?/a>中最常見、最重要的腐蝕性物質(zhì)。生產(chǎn)實(shí)踐表明,即使被判斷為不具有腐蝕或輕微腐蝕的地?zé)崴?/a>,由于存在溶解氧 和地?zé)?/a>水溫較高等原因,實(shí)際生產(chǎn)中的腐蝕程度要嚴(yán)重得多。

    二、
地?zé)衢_發(fā)利用的結(jié)垢問題

    地?zé)崴Y(jié)垢是地?zé)嵯到y(tǒng)運(yùn)行中普遍存在的現(xiàn)象,是影響地?zé)嶂苯永?/a>系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要問題之一。地?zé)崴鹘?jīng)巖層時(shí),在高溫、高壓的作用下,溶解了多種可 溶性礦物質(zhì),當(dāng)其通過系統(tǒng)時(shí),附著在系統(tǒng)設(shè)備和管道的內(nèi)表面上,形成垢層。垢層的出現(xiàn)和增厚使系統(tǒng)內(nèi)地熱流體的流動(dòng)阻力增大,出水量下降。而換熱器加熱壁 面上的結(jié)垢會(huì)導(dǎo)致傳熱效率下降,能耗增加,并有可能形成垢下腐蝕等,因此,直接影響地?zé)崂孟到y(tǒng)的正常高效運(yùn)行。地?zé)崴鸽m然有多種形式,但最普遍存在的 是碳酸鈣垢。據(jù)調(diào)研,日本冰島以及我國西藏、北京天津、河南遼寧等國家和地區(qū)的地?zé)嵯到y(tǒng)都存在不同程度的結(jié)垢現(xiàn)象。

    三、地?zé)岱栏夹g(shù)

    1、采用防腐涂層

    地大熱能地?zé)衢_發(fā)研究人員介紹采用防腐涂層對(duì)碳鋼材料進(jìn)行保護(hù),以實(shí)現(xiàn)既防腐又經(jīng)濟(jì)的目的,應(yīng)用于地?zé)嵘罹帽霉芗暗責(zé)岚迨?a href="http://m.zxkjjt.com/t/換熱器.html" >換熱器上。 Sugama 等在低碳換熱器管內(nèi)表面上涂覆聚苯硫醚聚合物(polyphenylenesulphide,PPS)復(fù)合涂層,其中以聚四氟乙烯 (polytetrafluoroethylene,PTFE)作為抗氧化劑,碳化硅(silicon carbide,SiC)作為導(dǎo)熱劑,富含氧化鋁的鋁酸鈣(aluminumoxide-rich calcium aluminate,ACA)作為抗磨損劑,用于高溫地?zé)?/a>系統(tǒng)的抗腐蝕、抗氧化、抗磨損和抗垢。冼泰來發(fā)明了一種新地?zé)岚l(fā)電廠耐腐蝕多功能真空循環(huán)水倉, 為了防止地?zé)岣g,整個(gè)水倉涂有一層防腐涂層。

    2、設(shè)備及管道選材上考慮采用防腐材質(zhì)

    采用非金屬管材,如聚氯乙烯和玻璃鋼管等,不易腐蝕,但非金屬管材還存在承壓、耐熱、老化、接頭處理、造價(jià)等一些技術(shù)問題。也可以采用不銹鋼及鈦材, 但是在高氯離子含量條件下,不銹鋼的耐腐蝕性并不比碳鋼強(qiáng),溶解氧的存在會(huì)大大加快不銹鋼的腐蝕速率;

    采用鈦材不但造價(jià)高,而且對(duì)于換熱器的傳熱效率低。 也有研制鑄鐵盒式抗腐蝕換熱器,當(dāng)流速降低時(shí),盡管其抗腐蝕性能比不銹鋼板式換熱器高,但是傳熱系數(shù)比板式換熱器下降得快。當(dāng)然,整個(gè)地?zé)嵯到y(tǒng)采用耐腐蝕 金屬材料,可使地?zé)嵯到y(tǒng)非??煽浚@種措施成本過高。

    3、充氮(隔氧密封)注硫(添加防腐抑制劑)技術(shù)

    針對(duì)一些防止氧腐蝕方法的不足和地?zé)峁┧到y(tǒng)氧腐蝕的問題,提出在地?zé)峋?/a>口充氮?dú)夂驮诠┧艿纼?nèi)注亞硫酸鈉化學(xué)藥劑法去除氧腐蝕的技術(shù)。但是這種方法需要向地?zé)峋?/a>不斷補(bǔ)充氮?dú)?,消耗氮?dú)?a href="http://m.zxkjjt.com/t/資源.html" >資源;充氮裝置要嚴(yán)格密封;向地?zé)崴砑拥膩喠蛩徕c藥劑易氧化;地?zé)崴?/a>系統(tǒng)是開放系統(tǒng),排水量大,必須考慮添加化 學(xué)藥劑的成本;向地?zé)崴砑踊瘜W(xué)藥劑亞硫酸鈉,藥物的積累可能污染地下水源。這些不足削弱了生產(chǎn)上實(shí)施的可行性。

    湖北地大熱能科技有限公司以“地?zé)岱?wù)全球”為理念,多年來致力于地?zé)衢_發(fā)整體規(guī)劃,積極促進(jìn)地?zé)崮?/a>的高效利用,通過地?zé)峥辈?/a>、地?zé)徙@井地?zé)豳Y源開發(fā)手段,將地?zé)崮?/a>廣泛應(yīng)用于溫泉規(guī)劃地?zé)峁┡?/a>、地?zé)?a href="http://m.zxkjjt.com/t/發(fā)電.html" >發(fā)電地?zé)徂r(nóng)業(yè)。

    同時(shí),為提高地?zé)崮茉?/a>的利用率,地大熱能為客戶提供地?zé)衢_發(fā)一站式服務(wù),為客戶提供地?zé)崮芫C合開發(fā)的整體方案,形成地?zé)崮荛_發(fā)的全套熱規(guī)劃系統(tǒng),使地?zé)豳Y源能夠從高溫低溫,從出水到尾水,按部就班地得到充分的利用,爭取將地熱能在利用過程中的熱效率損耗降至最低,極大地提高地熱能的利用效率,科學(xué)合理高效環(huán)保低利用地?zé)豳Y源這種清潔的綠色能源。