第六章地熱能發電知識要點：一、地熱能基本知識二、地熱發電原理三、地熱資源四、國內外地熱發電進展第六章地熱能發電知識要點：一、地熱能基本知識一、地熱能基本知識地球的構造平均半徑6378km，包括地殼、地幔和地核。地殼由堅硬的巖石組成,厚度10-70km，陸地平均30～40km,山地底下60～70km,海底最薄處只有10km左右。地幔地球的中間部分，為熔融狀態的巖漿,由硅鎂物質組成,溫度1000℃以上,厚度約2900km。地核溫度在2000～5000℃,由鐵鎳等重金屬組成。一、地熱能基本知識地球的構造平均半徑6378km，包括地地熱能發電ppt課件總熱能內部是一個高溫高壓世界,蘊藏著巨大的熱量。值約1.25×1028KJ。地熱資源

10km內的地熱資源約1.45×1022KJ,相當于4.95×1015噸標準煤,是煤炭資源的1.7億倍，若能大規模應用，可供人類用幾十萬年。地熱能發電ppt課件

1、地熱能來源于地球物質中的放射性元素衰變在衰便過程中不斷釋放熱能，這些元素有鈾238、鈾235、釷232和鉀40等。

2、地熱能是地球生成時熾熱的火球留下的。地熱能的來源？？？1、地熱能來源于地球物質中的放射性元素衰變在衰便過程中不3、地球上的天然裂變堆1972年法國科學家在加蓬發現了天然裂變堆。證據：當地鈾-235的含量竟只占鈾的0.29%,遠低于天然油礦中鈾-235的豐度，71%,而且礦石周圍還有穩定的裂變產物釹、釤、鎘等。25000樣品復查，證明該處礦石的鈾-235豐度的平均值為0.62%,最低值為0.29%,由此證明確實是天然反應堆。在隨后的5年內經反復勘探,終于發現了9座天然反應堆,它們從20億年前開始運行,共運行了20萬-50萬年,參加裂變的反應的天然鈾約800噸。美國地球物理學家赫恩登提出地核內有一個由鈾和钚組成的巨大球體,地球是個天然的裂變堆.不僅如此,太陽系很多行星如木星、土星等也是如此。他在實驗室內用電腦對這個假設進行了模擬，并對地球磁場變化進行了解釋。3、地球上的天然裂變堆這些熱能隨地球內部的劇烈運動，通過火山爆發、地震和溫泉的形式釋放出來。這些熱能隨地球內部的劇烈運動，通過火山爆發、地震和溫泉的形式

地殼中地熱能的分布從上到下可分為3個帶，變溫帶(15m)，常溫帶(20m)和增溫帶。

①變溫帶受太陽輻射和季節影響大；②常溫帶溫度幾乎保持恒定；③增溫帶的溫度隨深度增加而增加，地表15km內的增溫帶溫度梯度一般為15-33℃/km.熱能來此于地球內部。80℃地下熱水大致在地下2000-2500米左右。地殼中地熱能的分布從上到下可分為3個帶，變溫帶(15m)大地熱流值 是指單位時間內通過地球表面單位面積所散失的熱量，單位為HFU,1HFU的熱流單位=4.1868x10-7J

cm2S.地表平均熱流值為1.4-1.5熱流單位。地表平均地溫梯度為1.5-3.0℃凡熱流值和地溫梯度超過上述平均值的地區，稱為地熱異常區。在地熱異常區，較高溫度的熱水和蒸汽埋藏在地殼較淺部位，甚至暴露出地面，是地熱能的主要利用區域。大地熱流值地熱田由于地殼巖石的阻隔，地球內部的熱量很難傳到地面，只有在特殊的區域才能得到具有經濟意義的地熱能，這就地熱田。由于地質原因而形成的地熱異常區,在該區，溫度梯度遠大于正常地區,能夠開采大量的具有經濟價值的熱水和蒸汽。一般位于火山區，地殼斷裂活動區和巖漿活動區。形成地熱資源要有熱儲層，熱儲體蓋層，流體通道和熱源4個要素。地熱田由于地殼巖石的阻隔，地球內部的熱量很難傳到地面，只有在

地熱資源根據其在地下熱儲中存在的形式分為以下5種:地熱資源根據其在地下熱儲中存在的形式分為以下5種:蒸汽型資源這種地熱資源可以直接產生過熱蒸汽推動汽輪機發電,溫度可以達到200～400℃,非常有價值，但較少見到。熱水型以產60-150℃的熱水為主,資源量很大，是目前開發的重點。地壓型

封閉于蓋層中的高壓高溫水和天然氣。總能量實際上包含機械能,熱能和化學能。干熱巖型埋藏淺具有經濟價值的高溫巖石，周圍沒有水，不能形成熱水和蒸汽，屬下一步開采的目標。巖漿型火山周圍埋藏較淺的巖漿和半熔融巖石,溫度600-1500℃。蒸汽型資源這種地熱資源可以直接產生過熱蒸汽推動汽輪機發電地熱田的形成地下熱水的形成分為深循環型和特殊熱源型兩種。地熱田的形成地下熱水的形成分為深循環型和特殊熱源型兩種。深循環型一般認為90%的地下熱水來自大氣降水,僅有極少量是從巖漿釋放的“原生熱水”。地表水在重力作用下滲入地下,在滲流過程中吸收巖石熱量成為地下熱水,受熱膨脹后又沿另外的巖石縫隙向地表移動,甚至成為熱泉。

一邊冷水下降，一邊熱水上升就構成了地下水的循環。巖層斷裂縫隙是形成熱水聚集的必要條件。深循環型一般認為90%的地下熱水來自大氣降水,僅有極少量地熱能發電ppt課件特殊熱源型

在地球運動過程中，不斷造成地殼斷裂，內部巖漿會沿斷裂縫隙上涌，如沖出地面就形成火山爆發，如停留在地表下一定深度未噴出地面,就形成巖漿侵入體。它是一個高強度地熱異常區,其地層溫度梯度達每米幾十度。如新西蘭懷臘開的地溫梯度達到3每米30-40℃。侵入體的的時代越新，所保留的余熱就越多，對地下水的加熱也越強烈。特殊熱源型地熱能發電ppt課件地熱田的類型熱水田這種地熱田開采出的介質主要是液態水，水溫多在60-120℃。之間，多屬于深循環水，也有特殊熱源型熱水。從熱水田的地質構造看，在它的儲水層上方通常沒有不透水的覆蓋巖層，那里的地溫梯度和儲水層深度足以維持對流循環，儲水層上部的溫度不超過水的沸點。蒸汽田當儲水層上方有一層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形成具有一定壓力和溫度的蒸汽-熱水的熱儲，構成蒸汽田。地熱田的類型二、地熱發電原理地熱發電就是利用地下蒸汽和熱水的熱能進行發電。在能量轉換原理上與常規電站相似。根據發電方式的不同分為蒸汽發電,熱水發電和雙循環發電。二、地熱發電原理地熱發電就是利用地下蒸汽和熱水的熱能進行發電背壓式汽輪機蒸汽排汽分離凈化背壓式蒸汽發電

地熱井產干蒸汽時可考慮采用這種系統。干蒸汽經凈化處理后進入汽輪機中膨脹做功,膨脹到與外界大氣壓平衡時排入大氣或再做其他熱源。排汽溫度仍很高，發電效率低。背壓式汽輪機蒸汽排汽分離凈化背壓式蒸汽發電地熱井產干蒸凝汽式蒸汽發電

與常規電站相似,汽輪機乏汽不直接排入大氣，而是排進凝汽器。排汽壓力低于大氣壓,汽輪機的做功能力和效率大為提高，發電量大幅提高。地熱井凝汽式汽輪機混合式凝汽器抽氣器冷卻器凝汽式蒸汽發電與常規電站相似,汽輪機乏汽不直接排入大氣，閃蒸地熱發電

地熱井產熱水或濕蒸汽時可采用這種系統。濕蒸汽就是帶水的蒸汽，其實就是蒸汽和水的混合物。由于只有蒸汽能發電，所以必須想方將水變成蒸汽。閃蒸就是其中的一種方法。原理是通過降低地熱水的壓力使熱水汽化產生蒸汽,再推動汽輪機發電.又稱減壓擴容法。由于沸騰蒸發過程進行得十分迅速,由此得名閃蒸發電。一般分為單級和雙級閃蒸。閃蒸地熱發電單級閃蒸

只用一級擴容閃蒸,適用于濕蒸汽系統。單級閃蒸雙級閃蒸系統采用兩級擴容閃蒸，能夠更充分地利用地熱能，可以比單級系統增加15%～20%的發電量。雙級閃蒸系統采用兩級擴容閃蒸，能夠更充分地利用地熱能，可全流法

直接將地熱井流出的蒸汽、水和不凝氣體送進動力機械中膨脹做功,理論上可以最大限度地利用地熱能。但在動力機內流動是蒸汽水和其他不凝結氣體的混合物，稱為多相流體，這種機械屬于多相流體機械,設計運行十分復雜。全流法直接將地熱井流出的蒸汽、水和不凝氣體送進動力機械雙循環地熱發電雙循環又稱低沸點工質地熱發電或中間介質地熱發電,也稱熱交換法地熱發電。主要目的在于利用低沸點工質在地熱水溫度下能夠產生較高壓力的蒸汽，更有效地推動汽輪機發電，從而最大限度地提高整個系統的效率。常用的低沸點工質：

氯乙烷沸點=12.4℃，正丁烷:-0.5℃,異丁烷:-11.7℃;氟里昂-11:24℃,氟里昂-12:-29.8℃采用雙循環后,地熱水不再進入發電設備內,而僅作為一種熱源,可以使發電系統更緊湊,效率更高.但低沸點工質成本高,常常有毒,而且易燃易爆,維護費用高。雙循環地熱發電雙循環又稱低沸點工質地熱發電或中間介質地熱發電地熱能發電ppt課件地熱能發電ppt課件地熱能發電ppt課件地熱勘探與開采地熱電站的建設容量主要取決于地熱田的資源和冷卻水源的條件。勘探內容包括熱流體類型，熱儲量，熱流體輸出參數，化學成分，地質條件等。打井開采必須通過鉆井的方式才能將地熱取出.一般低溫井為熱水,完井后可以自噴,使用一段時間后需加水泵抽水.高溫井流出的工質為蒸汽、水、甲烷、二氧化碳等氣體，需要用多相流體管道。地熱發電系統的防腐地熱流體的成分很復雜,含有多種對設備有腐蝕作用的有害物質和離子,如O2、H+、Cl-

、H2S、CO2、NH3和硫酸鹽等。其中O2和Cl-

危害最大。地熱勘探與開采地熱電站的建設容量主要取決于地熱田的資源和冷卻地熱發電系統的防結垢

地熱流體的另一個突出問題是結垢,結垢常常使換熱器的效率大大降低,若直接進入汽輪機系統還會造成系統的安全問題.最常見的垢是CaCO3,防垢方法有控制pH,控制壓力,加磁化裝置等。地熱電站回灌技術將發電后的棄水回灌地下，可以防止水位下降,地面沉降和地層壓力降低,提高熱儲壽命，同時也避免了污染環境.回灌方式要科學,防止井水溫度過快降低.要合理布置回灌井的位置和井深。地熱電站對環境的影響開采地熱過程中會向外排放少量的CO2、CH4、H2S等,但比火電要少得多。廢水中含有硼、砷等有害元素.大量采水也對地層穩定有影響.通過回灌可以減輕。地熱發電系統的防結垢地熱流體的另一個突出問題是結垢,結垢地熱電站尾水的綜合利用地熱電站發電后排出的尾水，溫度都在60-70度左右或更高，還有一定的利用價值。可以作為生活熱水，也可以與冷水混合后灌溉農田。還可以提取有用的化學元素。地熱電站的運行地熱電站的熱慣性小，起停一般比火力發電站方便，但在運行中有一些特殊問題需要注意。包括，背壓異常，最佳蒸發工況的維持，系統的密封性保護等。地熱電站尾水的綜合利用地熱電站發電后排出的尾水，溫度都三、地熱資源分布根據地熱的形成規律和地殼板塊學說，地熱資源豐富的地帶一般位于各板塊的結合交接處。全球共有4個大的地熱帶。環太平洋地熱帶大西洋洋中脊型地熱帶紅海—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。三、地熱資源分布根據地熱的形成規律和地殼板塊學說，地熱資源豐地熱能發電ppt課件中國地熱資源中國的高溫地熱資源主要分布在西藏、滇西和臺灣地區。已發現可用于發電的共255處，總發電潛力為5800MW。中國的中低溫地熱資源分布面很廣，已發現2900多處，其中盆地型地熱資源總量約相當于2000億噸標準煤。主要分布在松遼盆地，華北盆地，江漢盆地，渭河盆地，太原盆地，臨汾盆地，運城盆地及東南沿海等地。中國地熱資源中國的高溫地熱資源主要分布在西藏、滇西和臺灣地區中國地熱資源分布中國地熱資源分布中國地熱電站中國的高溫地熱電站主要集中在西藏，總裝機容量為27.18MW,占拉薩電網總電量的40%。其他試驗型的中低溫電站還有10多處,單機功率大多為50～300KW。羊八井地熱電站是我國目前最大的高溫地熱電站,總裝機25.18MW,由第一和第二電站共9臺機組組成,單機功率達3.18MW。電站位于拉薩西北90km處,海拔4300m。中國地熱電站中國的高溫地熱電站主要集中在西藏，總裝機容量為2

除1號機組外其余均采用兩級擴容法發電,汽輪機全部采用凝汽式,冷卻水直接取自藏布曲河。羊八井目前共有40多眼地熱井,根據地質測評,其發展潛力為28～32MW。與羊八井相近的地熱源還有羊易鄉地熱田和拉多崗地熱田。除1號機組外其余均采用兩級擴容法發電,汽輪機全部采用凝汽式地熱能發電ppt課件地熱研究進展干熱巖發電在地殼深處干熱巖區人工制造裂縫系統,然后將地表水注入地下取出熱能進行發電。經計算，若把熱干巖從300℃冷卻到200℃,那么