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1、,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,表1 各類地熱資源開發(fā)技術(shù)概況,表1 各類地熱資源開發(fā)技術(shù)概況,1,二、地熱能的發(fā)電利用狀況,1904年，意大利在拉德瑞羅地熱站的往復(fù)式蒸汽機上試用地熱蒸汽發(fā)電，1913年又在拉德瑞羅地熱電站的250kw汽輪發(fā)電機組正式發(fā)點運行，開創(chuàng)了世界地熱發(fā)電的歷史。此后，新西蘭、菲律賓、美國、日本等國家相繼開發(fā)地熱資源，各種類型的地熱電站不斷出現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計，全世界地熱發(fā)電裝機總量：1980年為1960MW，1985年為2698MW，1990年為5832MW，1995年為7231MW，到2005年達到8912MW，其中

2、美國地熱發(fā)電裝機容量居世界首位，菲律賓第二位，墨西哥居第三位。,二、地熱能的發(fā)電利用狀況,2,我國的地熱發(fā)電事業(yè)從20世紀60年代末期至70年代，由國家科委支持，全國各地區(qū)均開發(fā)地熱用于發(fā)電，并根據(jù)國外技術(shù)進行地熱發(fā)電技術(shù)的研究。1977年，西藏羊八井國內(nèi)容量最大、參數(shù)最高的第一臺1000KW試驗地熱發(fā)電機組發(fā)電。20世紀80年代，西藏阿里地區(qū)建成了1臺地熱發(fā)電機組，為國內(nèi)設(shè)計生產(chǎn)的兩級擴容機組。80年代末期至90年代初期，在西藏的那曲地區(qū)又安裝了1臺1000kw雙工質(zhì)循環(huán)地熱機組。,作為一種電源方式，地熱發(fā)電技術(shù)是值得研究和投入的，從目前我國的情況看，地熱發(fā)電對于局部地區(qū)的電源補充很有意義。

3、,我國的地熱發(fā)電事業(yè)從20世紀60年代末期至70年,3,第二節(jié) 地熱發(fā)電原理和技術(shù),地熱能的利用目前有直接利用和發(fā)電利用兩大途徑。地熱能的發(fā)電利用主要適合于地熱井出口參數(shù)較高的地熱田，特別是蒸汽田。對于中、低溫的地熱資源，以直接利用為主要的利用方式。,圖1 地熱發(fā)電示意圖,一、地熱發(fā)電原理與分類,第二節(jié) 地熱發(fā)電原理和技術(shù) 地熱能的利用目前,4,1.地熱的發(fā)電利用,（1）地熱能直接發(fā)電。例如利用干蒸汽直接發(fā)電的汽輪機組（如圖2所示）,（2）閃蒸（擴容）發(fā)電方式,（3）雙循環(huán)低熱發(fā)電系統(tǒng),1.地熱的發(fā)電利用,5,圖 2 利用干蒸汽直接發(fā)電的汽輪機組,圖 2 利用干蒸汽直接發(fā)電的汽輪機組,6,2.

4、地熱能的直接利用,地熱能直接利用的需要的設(shè)備有：,（1）地熱水生產(chǎn)設(shè)備，包括地熱井和泵,（2）地熱利用的機械設(shè)備，包括管道、換熱器、控制系統(tǒng)等。,（3）地熱水處理系統(tǒng)，通常為回灌設(shè)備或儲水池，不采用回灌時，需要考慮低熱誰的污染物排放問題。,2.地熱能的直接利用,7,二、地熱發(fā)電資源勘探和開采,1.地熱勘探,勘探內(nèi)容有：載熱流體的類型，如蒸汽、熱水或汽水混合物等；地熱田的熱力參數(shù)，如地熱田的熱儲量、地熱水和冷水的穩(wěn)定流量、溫度及其晝夜、季節(jié)、年度變化數(shù)據(jù)等；地熱水輸出計算參數(shù)；地熱發(fā)電防腐蝕有關(guān)數(shù)據(jù)，如地熱水的化學成分、氣體成分和含量等；地熱發(fā)電工程施工的有關(guān)數(shù)據(jù)。,二、地熱發(fā)電資源勘探和開采,

5、8,三、地熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計與建設(shè),1.地熱發(fā)電設(shè)備,（1）汽輪發(fā)電機,（2）機組容量選擇,（3）汽輪機進口初壓,（4）凝汽器,（5）抽氣器,三、地熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計與建設(shè),9,2.冷卻水源及冷卻水塔選擇,地熱電站的冷卻水供應(yīng)方案，應(yīng)因地制宜按地熱區(qū)的具體條件確定。在地表冷卻水源充足的地區(qū)，可直接采用一次使用的開關(guān)供水冷卻系統(tǒng)；在冷卻水源不足的地區(qū)，則可采用帶有冷卻水塔或噴水池的循環(huán)供水冷卻系統(tǒng)。,冷卻水塔可按常規(guī)設(shè)計，但應(yīng)考慮防腐蝕問題。應(yīng)采用抗腐蝕的材料制造所有被循環(huán)水潤濕的金屬部件，對于鑄鐵件，應(yīng)涂上一層厚的煤焦油、環(huán)氧樹脂或其他保護材料。凝結(jié)水和冷卻水所有的連接管，都應(yīng)采用不銹鋼管、鋁管或塑料

6、管。,2.冷卻水源及冷卻水塔選擇,10,3.地熱流體輸送,設(shè)計地熱流體輸送系統(tǒng)，要事先了解地熱流體的化學性質(zhì)、井口壓力變化對流量和氣水比的影響以及閉井時的最大井口壓力等。設(shè)計時要考慮的主要問題之一，是管徑的選擇，以使井口到管道交付端之間的壓降不致過大，避免過大的壓降使井口產(chǎn)量降低。在輸送蒸汽的井口，還應(yīng)裝設(shè)汽水分離器。輸送沸水或接近沸點的熱水時，須保證管道中各點的壓力都要高于對應(yīng)于沸點的壓力，以免熱水沸騰。在設(shè)計中還應(yīng)對管道停運時的腐蝕控制問題加以考慮。,3.地熱流體輸送,11,4.低沸點工質(zhì)選擇,在中間介質(zhì)法地熱發(fā)電系統(tǒng)中，是由蒸汽或低沸點工質(zhì)蒸汽向地下水吸熱、對汽輪機做功、向冷卻水放熱等過

7、程實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)換的。水和低沸點物質(zhì)在設(shè)備系統(tǒng)中起著傳送和轉(zhuǎn)換熱能的作用，通常把這些物質(zhì)成為工質(zhì)。,選擇工質(zhì)時應(yīng)考慮以下基本要求：,發(fā)電性能好，即在相同條件下每噸熱水的實際發(fā)電量較大,傳熱性能好，即在相同條件下放熱系數(shù)較大,壓力水平適中，即在地下熱水溫度下相應(yīng)的飽和壓力不高,來源豐富，價格較低,化學性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解，腐蝕性和毒性小，不易燃易爆。,4.低沸點工質(zhì)選擇,12,地熱電站防腐蝕,在地熱流體中含有多種能導(dǎo)致金屬及其他物質(zhì)腐蝕的成為，對金屬表面及其他物質(zhì)會產(chǎn)生不同程度的腐蝕，直接影響地熱電站設(shè)施的使用壽命，因而也影響地熱發(fā)電的經(jīng)濟性，應(yīng)高度重視地熱電站防腐蝕問題。,地熱流體腐蝕的主要物質(zhì)有氧

8、、氫離子、氯離子、硫化氫、二氧化碳、氨和硫酸鹽等。,地熱電站的設(shè)計應(yīng)包括防腐蝕工程設(shè)計，所選擇的防腐蝕措施，既要簡便可行、使用壽命長、又要成本較低、經(jīng)濟性好。,地熱電站防腐蝕,13,地熱電站防結(jié)垢,結(jié)垢是地熱發(fā)電系統(tǒng)中常遇到的問題。垢由多種化合物混合組成，按化學成分分，可將垢分為碳酸垢、硫酸鈣垢、硅酸鹽垢和氧化鐵垢等種類，其物質(zhì)指標是硬度和孔隙度。,防結(jié)垢的方法很多，最常見的除機械除垢外，主要還有以下幾種：,（1）化學方法處理,（2）在地熱利用系統(tǒng)前增加閥門,（3）物理方法除垢,（4）根據(jù)熱力學原理計算和控制井口壓力,地熱電站防結(jié)垢,14,7.地熱電站回灌技術(shù),地熱田的大量開采，必將造成熱儲壽

9、命縮短，地下水位下降，并導(dǎo)致地面沉降。如果把地熱發(fā)電的地熱棄水回灌地下，就可大大減輕這些弊端，并減輕地熱棄水對于環(huán)境的污染?；毓嗑钠矫娌贾茫谢祀s排列和便對邊排列兩種。,8.地熱電站尾水綜合利用,地熱電站發(fā)電后排出的尾水，溫度一般都在6070攝氏度左右或更高，適合雨農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活利用，或從中提取有用的化學元素等。應(yīng)根據(jù)具體情況，對地熱電站排出的尾水進行綜合利用。不僅要利用地熱資源的熱能，還應(yīng)把地下熱水作為寶貴的礦產(chǎn)資源和水資源加以利用，使其發(fā)揮更大的經(jīng)濟效益。,7.地熱電站回灌技術(shù),15,9.地熱電站對環(huán)境的影響,地熱能開發(fā)利用對環(huán)境的有害影響很小。大型地熱電站的二氧化硫和二氧化碳排放量只有

10、燃煤火電站的百分之幾，基本上不產(chǎn)生氮氧化物，而且采用回灌技術(shù)可以避免土壤和地面水體遭受污染。,10.地熱電站運行,（1）啟動和停機,（2）運行中應(yīng)注意事項：背壓的異常變化；最佳蒸發(fā)工況；系統(tǒng)的密封性；腐蝕和結(jié)垢。,9.地熱電站對環(huán)境的影響,16,一、概述,定義：地熱資源是開發(fā)利用地熱能的物質(zhì)基礎(chǔ)。地熱資源是指在當前技術(shù)經(jīng)濟和地質(zhì)環(huán)境條件下，地殼內(nèi)能夠科學、合理地開發(fā)出來的巖石中的熱能量和熱流體中的熱能量及其有用的伴生成分。,類型：通常把地熱資源按照其在地下熱儲中存在的不同形式，分為蒸汽型地熱資源、熱水型地熱資源、干熱巖型地熱資源和巖漿型地熱資源等5類。目前能為人類開發(fā)利用的，主要是地熱蒸汽和地

11、熱水兩大類資源，統(tǒng)稱為水熱型地熱資源。,第三節(jié) 地熱資源,一、概述第三節(jié) 地熱資源,17,地下熱水形成：一般可分為深循環(huán)型和特殊熱源型兩種形成類型。深循環(huán)型地下熱水的形成、運動和儲存，與地質(zhì)構(gòu)造密切相關(guān)。,地熱田類型：分為熱水田和蒸汽田兩大類型。,（1）熱水田。這種地熱田開采出的介質(zhì)主要是液態(tài)水，既可直接用于供暖和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也可用于減壓擴充法地熱發(fā)電系統(tǒng)。,（2）蒸汽田。當儲水層的上方有一透水性很差的覆蓋巖層時，由于覆蓋層的隔水、隔熱作用，覆蓋層下面的儲水層在長期受熱的條件下，就成為聚集大量具有一定壓力和溫度的蒸汽和熱水的熱儲，即構(gòu)成為蒸汽田。,地下熱水形成：一般可分為深循環(huán)型和特殊熱源型兩

12、種形成類型。深,18,二、世界地熱資源,全世界地熱資源總儲量，據(jù)初步估算，約為1.45*J，相當于4.948*t標準煤，數(shù)量十分巨大。,在各大板塊的皎潔處形成了有豐富地熱資源的地熱帶。從世界范圍來說，主要有如下4個地熱帶：,環(huán)太平洋地熱帶,大西洋洋中瘠型地熱帶,紅海亞丁灣東非裂谷型地熱帶,地中海喜馬拉雅縫合線型地熱帶,二、世界地熱資源,19,三、中國地熱資源,1.高溫地熱資源,2.中、低溫地熱資源,（1）現(xiàn)(近)代火山型,（2）巖漿型,（3）斷裂型,（4）斷陷、凹陷盆地型,三、中國地熱資源,20,一、中國地熱發(fā)電現(xiàn)狀,中國是研究和開發(fā)利用地熱資源最早的國家之一。近50年來，國家對地熱能的開發(fā)利

13、用十分重視，先后組織了地熱資源的普查和勘探；建立了研究機構(gòu)，充實了研究力量；制訂了規(guī)劃，組織了科技攻關(guān)；積極開展了對地熱能的開發(fā)利用；組織安排了試驗示范；召開了學術(shù)會議，開展了國際合作與交流。到1998年底，中國的地熱發(fā)電裝機總量達32MW，居世界第13位；中國的地熱直接利用設(shè)備總功率2443MW，居世界前列。,第四節(jié) 中國地熱發(fā)電,一、中國地熱發(fā)電現(xiàn)狀第四節(jié) 中國地熱發(fā)電,21,二、中國地熱發(fā)電未來,關(guān)于中國地熱發(fā)電未來的初步構(gòu)想為：,（1）在國家電網(wǎng)和區(qū)域電網(wǎng)達不到的西藏高原、滇西和川西地區(qū)，礦物燃料短缺，而高溫地熱資源豐富，應(yīng)優(yōu)先開發(fā)地熱資源，實行建設(shè)地熱電站與建設(shè)小水電站并重的方針，從根本上解決這些地區(qū)的電力供應(yīng)問題。,（2）近期目標是對羊八井地熱電站現(xiàn)有地熱發(fā)電設(shè)備進行完善優(yōu)化，達到穩(wěn)發(fā)25MW；中期目標是使高溫地熱發(fā)電裝機容量發(fā)展1525MW，累計裝機容量達到4050MW；遠期目標是，發(fā)展高溫地熱發(fā)電裝機2550MW，累計裝機達到60100MW。主要是勘探開發(fā)藏滇高溫地熱200250攝氏度以上深度熱儲，力爭單井地熱發(fā)電潛力達到10MW，單機發(fā)電裝機容量達到10MW以上。,二、中國地熱發(fā)電未來,22,