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基于高导热材料填充漏失构造的深井换热器性能分析 总被引：1，自引：0，他引：1
地热供暖可有效缓解北方雾霾天气。干热岩虽然储量丰富，但增强型地热技术由于开发费用较高，裂隙控制以及避免诱发地震的技术尚不成熟，现阶段还不能商业化应用。水热型地热开发技术虽较成熟，但受资源条件的限制，开发规模较小。对于大多地区，受地质构造和资源禀赋的控制，单井产水量较低或者回灌难，开发经济效益较差。深井换热器（DBHE）技术是开采地热水低产区或回灌难地区热能的有效方式，但受制于岩石导热系数低，单井输出功率小，投资回收期长。为提高DBHE的输出功率，本文提出了增强型深井换热器（EDBHE），通过主动将高导热性能的复合填充剂流进漏失构造的方式提高岩石的导热性能，通过调节回压、密度和黏度来控制漏失量。研究结果表明，单井EDBHE十个采暖季的平均取热功率为1002. 34 kW，是DBHE(424. 45 kW)的2. 36倍。而双井EDBHE十个采暖季的平均取热功率更是达到了27501. 61 kW，且热输出稳定，每年的衰减率0. 95%。EDBHE技术有效利用了出水量低或回灌难的水热型热储，大幅提高了其出力，扩大了地热供暖的应用范围。 相似文献
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本文建立了耦合井筒、热储、有机朗肯循环发电系统的详细数学模型, 包括三维非稳态热流固耦合模型和有机朗肯循环发电系统热动力学模型, 参考青海省共和县恰卜恰干热岩体地热地质特征, 包括压裂储层、围岩、裂隙、井筒等特征参数, 研究了注入流量、注入温度和井间距对系统净输出功、年均净输出功和热效率的影响规律。结果表明: 在一定的注入流量、注入温度和净间距下, 随着时间的推移, 岩石孔隙压力和热应力作用使得裂隙渗透率增大, 注入泵功耗是降低的, 净输出功和热效率也是降低的。注入流量的增大提高了膨胀机轴功、注入泵功耗和生产温度衰减速率, 进而导致热效率降低, 存在最优的注入流量50 kg/s, 使得年均净输出功达到最大值1 470.1 kW。注入温度的增大可以提高系统热效率, 降低净输出功的年均衰减速率, 当注入温度为60 ℃时, 年均净输出功最大。井间距的增大减缓了生产温度的衰减速率, 有利于热效率的提高, 但是也同时也增大了膨胀机轴功和注入泵功耗。当分支井间距为450 m时, 年均净输出功达到最大值1 497.3 kW。此研究可为增强地热发电系统的开发利用提供指导。 相似文献
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我国的地热发电以及部分供暖工程出现了比较严重的结垢现象,阻碍了地热能的大规模开发利用,目前地热市场急需成熟的防垢理论和工艺。地热工程的结垢现象尤以碳酸钙结垢最为普遍,为解决碳酸钙结垢问题,本文以华北保定岩溶地热井结垢为研究对象,通过理论和实验相结合的手段研究分析了垢质成分,成垢机理,结垢位置和过程以及防垢措施。研究结果表明:(1)系统降压造成的闪蒸是碳酸钙结垢的主因,液相二氧化碳逸出到气相是碳酸钙结垢的主要驱动力;(2)根据井口参数,结合质量、动量和能量守恒以及两相流压降理论,可以模拟结垢过程,确定结垢位置以及不同深度处的压力、温度、干度和二氧化碳分压等参数;(3)闪蒸造成的碳酸钙结垢,确定了闪蒸位置和闪蒸压力后,可以通过加压和加注阻垢剂的方式进行阻垢。通过模拟计算,确定了加压防垢系统所需的最低压力,通过控制系统压力可防止闪蒸,抑制二氧化碳逸出造成的结垢。设计了阻垢工艺,研制了阻垢剂加注设备,开展了井下化学阻垢实验并评价了阻垢效果,通过加注阻垢剂可有效阻止90%以上的垢生成,论证了通过加注化学阻垢剂可以有效解决碳酸钙结垢。通过上述研究,积累了从结垢原因分析,结垢位置确定,结垢过程模拟,防垢工艺和设备研发,防垢实践到阻垢效果现场评价一整套经验,可为其他地热井碳酸钙结垢问题的解决提供参考依据。 相似文献
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