地热发电原理.ppt

地热能发电原理与研究进展 地球的构成 地球是一个具有明显圈层结构的星球 分为外部圈层和内部圈层 外部圈层 包括大气圈 生物圈和水圈 内部圈层 包括地壳 地幔和地核 地幔 地幔 地壳由低密度的富铝硅酸盐岩石组成 地幔主要由中密度 固态富镁硅酸盐岩石组成 地核主要由高密度的铁镍合金组成 外核呈液态 内核呈固态 地幔中的对流把热能从地球内部传到近地壳的表面地区 在那里热能可能绝热储存达百万年之久 由于地壳表层中含有游离水 这些水可能将热储区的热能带到地表附近 或者穿出地面而形成温泉 特别在所谓的地质活动区更是如此 世界地热资源储备主要国家分布占比 全球地热资源潜力的分布 中国地热分布 高温地热 西藏南部 云南西部 福建 广东 台湾等地 迄今为止中国已发现的温度最高的地热钻井为西藏羊八井2004号钻井 温度高达329 8 属世界少有的高温地热 中温地热 遍布全国各地 仅自然露头就有3000多处 中低温地热 华北 京津地区的地热田 中国地热资源分布图 地热资源的分类 蒸汽型 是以温度较高的干蒸汽或过热蒸汽形式存在的地下储热 热水型 以热水形成的地热田 包括有压力的热水和湿蒸汽 地压型 是处於地层深处沉积岩中的含有甲烷的高盐分水 由於上部的岩石覆盖层把热能封闭起来 使热水的压力超过水的静压力 干热岩型 这是地层深处温度为 左右的热岩层 岩浆型 这是埋藏部位最深的一种完全熔化的热熔岩 其温度高达 目前应用最广的是热水型和蒸汽型 地热能的利用 地热发电 蒸汽型地热发电蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电 但在引入发电机组前应把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去 主要有背压式和凝汽式两种发电系统 热水型地热发电热水型地热发电是地热发电的主要方式 目前热水型地热电站有两种循环系统 A 闪蒸系统 B 双循环系统 地热发电 闪蒸系统 闪蒸系统的发电方式 不论地热资源是湿蒸汽田或者是热水层 都是直接利用地下热水所产生的蒸汽来推动汽轮机做功的 当高压热水从热水井中抽至地面 由于压力降低部分热水沸腾并 闪蒸 成蒸气 蒸气送至汽轮机做功 而分离后的热水可继续利用后排出 当然最好是再回注入地层 双循环系统 地热水首先流经热交换器 将地热能传给另一种低沸点的工作流体 使之沸腾而产生蒸气 蒸气进入汽轮机做功后进入凝汽器 再通过热交换器从而完成发电循环 地热水则从热交换器回流注入地下 我国地热电站装机容量 一些国家的地热电站的装机容量 地热发电的影响 地热蒸汽的温度和压力都不如火力发电高 因此地热利用率低 以致冷却水用量多于普通电站 热污染也比较严重 地热电站也可利用冷却塔将余热释放到大气中 以避免上述的热污染 冷却塔的补充水来源于蒸汽本身 因此不需要外来水源 这虽然解决了污染问题 但有可能引发地震 不过也可能因陆续注入而使岩层逐渐滑动 从冷却塔派出的废蒸汽和废水中可能含有H2S等有毒气体 地热属于再生比较慢的一种资源 地热蒸汽产区只能利用一段时间 可能会引起地面沉降 地热能的利益 地热能的开发利用无疑会有很好的社会 经济和环境效益 目前 许多地热资源丰富且开发利用好的国家 如美国 日本 意大利 冰岛 新西兰及印尼 菲律宾等 其地热在整个国民经济中已起到一定作用 例如冰岛 其首都雷克雅未克及其它几个声调供暖全部地热 仅此一项每年可节省1 3亿美元 与燃油供暖相比 我国地热发电装机容量虽小 但羊八井地热电站年发电量超过1亿kW h 在解决拉萨供电方面起着很大作用 基本上解决了工 农 牧业和人民生活日益增长的用电要求 另一方面 地热能的开发利用在消灭无电县方面也能起到举足轻重的作用 据统计 西藏目前仍有无电县22个 其中大部分地区有高温地热资源 若能在这些无电县当中发展小功率的模块地热电站 无疑是一条切实可行的路子 我国地热利用计划 长期目标与任务1 高温地热发电装机达到75 100MW2 地热采暖达到2200 2500m2中期目标与任务1 高温地热发电装机达到40 50MW2 地热采暖达到1500万m2初期目标与任务1 高温地热发电2 地热采暖达到950万m2 我国地热发展趋势 近10年 我国对地热资源的勘查开发利用进展迅速 是我国历史上最快的时期 勘查 开发利用技术与管理逐步走向成熟 一 随着地质勘探技术的进步 目前钻3000 4000m的地热深井已不是难题 这就使得对地热资