И. Т. Алдибеков
Геотермальдық энергияны пайдалану
жүктеу/скачать 2,7 Mb. Pdf көрінісі
|
OIpfmz5UdRAokhv7ETqW2tM9cLGBYN
| 5 Геотермальдық энергияны пайдалану
5.1 Жер қабатының жылулық режимі Геотермика деп жалпы Жердің және жер қыртысының жылулық күйінің оның геологиялық құрылысына, тау жынысының құрамына, магмалық үрдістер мен басқа да факторларға тәуелділігін зерттейтін ғылымды айтады. Жердің ядросында максимал температура 4000 °С жетеді . Құрлықтың қатты жынысы мен мұхит табаны арқылы жылудың шығуы жылуөткізгіштік (геотермальдық жылу) көмегімен және сирегірек ыстық су мен балқыған магманың конвективтік ағыны түрінде жүзеге асады. Жер қыртысы арқылы өтетін орташа геотермальдық жылу ағыны 30 °С/км тең температуралық градиент кезінде шамамен 0,06 Вт/м 2 құрайды. Бұл үзіліссіз жылу ағынын әдетте ағынының орташа мәні 500 Вт/м 2 тең басқадай қайта жаңғыртылатын энергия көздерімен салыстырады. Жер бетінде жылу ағындары шамамен 10 Вт/м 2 …20 Вт/м 2 тең, сонымен қатар температуралық градиенттері жоғары аймақтар бар. Бұл аймақтарда қуаты 100 МВт геотермальдық жылу стансаларын салуға болады. Кез келген тереңдіктегі ( H) тау жынысының температурасын ( T ) жуықтап, мына формуламен анықтауға болады: , c h H t T в (5.1) мұндағы t в – берілген аймақтағы ауаның орташа температурасы; h –жылдық температурасы тұрақты қабаттың тереңдігі; с – геотермиялық саты. Геотермиялық сатының орташа шамасы 33 м тең және тұрақты температуралы аймақта әрбір 33 м тереңдеген сайын температура 1°С көтеріледі. Геотермиялық саты деп қандай тереңдік (м) сайын температура 1 °С көтерілетіндігін көрсететін шаманы айтады. Жартылай сұйық мантиядан жылу берілу нәтижесінде жердің жұқа қыртысының ( тереңдігі шамамен 30 км) сыртқы және ішкі қабырғаларының температураларының айырмашылығы шамамен 1000 °С тең және тұрақты деңгейде болады, яғни температураның орташа градиенті шамамен 30 °С/км тең. Геотермальды аудандарды үш класқа бөледі . Геотермальды аудан. Температуралық градиент – 80 °С/км асады. Бұл аудандар континентальдық плиталар шекарасына жақын тектоникалық аймақтарда орналасқан. Мұндай аудан бірінші рет Лардереллоға (Италия) жақын жерде 1904 67 жылы электр энергиясын өндіру үшін іске қосылған. Қазіргі кезде жұмыс істейтін геотермальдық жылу электр стансалардың (ГеоЖЭС) барлығы дерлік осындай аудандарда орналасқан. Жартылай термальды аудан. Температуралық градиент – шамамен 40 °С/км...80 °С/км аралығында. Негізінде мұндай аудандар платформалардың шекарасынан шетте жатады және аномалиялармен байланысты. Жылу суы бар табиғи қабаттардан немесе ұсақталған құрғақ жыныстардан алынады. Осындай ауданның бірі Парижға жақын орналасқан және оны ғимараттарды жылытуға қолданады. Қалыпты аудан. Температуралық градиент – 40 °С/км төмен. Мұндай аудандар кеңінен таралған, дәл осындай аудандарда жылу ағынының орташа мәні 0,06 Вт/м 2 тең. Мұндай аудандарда жер астынан жылу алу экономикалық тұрғыдан тиімсіз. Жер қабатындағы жылжымалы және жылусыйымдылығы аса үлкен энергия тасығыш – су. Сұйық су тек 10 км…15 км тереңдікке дейін болады, одан төменгі тереңдікте су температурасы шамамен 700 °С тең газ (бу) күйінде болады. 50 км…60 к м тереңдікте, шамамен 3·10 2 атм қысым кезінде, су буы тығыздығы сұйық су тығыздығымен бірдей болады, яғни олардың арасындағы айырмашылық (күйлік) шекарасы жоғалады. Жылутасығыштың температурасына сәйкес барлық геотермальдық көздерді эпитермальды, мезотермальды және гипотермальды деп бөледі. Эпитермальды көздерге әдетте шөкпе жыныстардың жоғарғы қабатына орналасқан, температурасы 50 °С …90 °С болатын ыстық су көздері жатады. Мезотермальды көздерге температурасы 100 °С …200 °С тең ыстық су көздері жатады. Гипотермальды көздерде температура жоғары қабаттарда 200 0 С асады және жер асты суларына тәуелді болмайды. Алматы облысына қарасты Жаркентте температурасы 88 0 С...96 0 С тең, өнеркәсіптік пайдалануға болатын термальды сулар бар. Қазіргі таңда Қазақстанда 500 м интервалмен 6500 м тереңдікке дейін геотермальдық зерттеулер жүргізілген, солардың ішінде Каспий маңындағы ойпатта (6500 м тереңдікке дейін, макс. температура 118 0 С, макс. градиент 27 0 С/км), Маңғышылақ-Үстүрт жүйесінде (3250 м тереңдікке дейін, макс. температура 150 0 С, макс. градиент 35,8 0 С/км), Торғай және солтүстік Аралда (2900 м тереңдікке дейін, макс. температура 100 0 С, макс. градиент 27,8 0 С/км), Ертіс ойпатында (2000 м тереңдікке дейін, макс. температура 60 0 С, макс. градиент 58 0 С/км), Іле ойпатында (3800м тереңдікке дейін, макс. температура 150 0 С, макс. градиент 32 0 С/км), Сырдария ойпатында (2100 м тереңдікке дейін, макс. температура 83 0 С, макс. градиент 40 0 С/км), Шу- Сарысу ойпатында (1400 м тереңдікке дейін, макс. температура 63 0 С, макс. градиент 28 0 С/км). |