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1、1题目名称：地热能发电技术姓 名： 王军 班 级： 电气 102 学 号： 201033495229 日 期： 11 月 12 日 嘉兴学院机电工程学院2地热能发电技术王军(嘉兴学院机电工程学院, 浙江 嘉兴 )摘要：概述了地热能及其发电的方式以及国内外地热能发电的现状，分析了地热能发电的关键技术，讨论了我国地热能发电的工程技术发展方向，提出目前我国地热能发电工程技术的重点是地热发电设备的设计制造技术和成套设备的优化集成。关键字：地热能发电 优化集成Geothermal power generation technologyWang jun ( College of Mechanical &
2、Electrical Engineering, Jiaxing University, Jiaxing Zhejiang China)Summary：Overview of geothermal energy and power generation and geothermal power status at home and abroad, analyzes the key technology of geothermal power, geothermal power generation in China are discussed engineering technology dev
3、elopment,At present, China proposed geothermal power engineering focuses on the design of geothermal power generation equipment manufacturing technology and equipment to optimize integration.Keywords:optimization ofintegratedgeothermal power历史背景：地热能是来自地球深处的可再生热能，它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水深处的循环和来自极深处的岩浆
4、侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。地热能的储量比人们所利用的能量总量还要多，大部分集中分布在构造板块边缘一带。地热能不但是无污染的清洁能源，而且如果热量提取速度不超过补充的速度，那么热能还是可再生的。随着化石能源的紧缺、环境压力的加大，人们对于清结可再生的绿色能源越来越重视，但地热能在很久以前就被人类所利用。早在20世纪40年代，意大利的皮也罗吉诺尼康蒂王子在拉德雷罗首次把天然的地热蒸汽用于发电。地热发电，是利用液压或爆破碎裂法将水注入到岩层中，产生高温水蒸气，然后将蒸汽抽出地面推动涡轮机转动，从而发电。将一部分未利用的蒸汽或者废气经过冷凝器处理还原为水回灌到地下，循环往复。简而言之，
5、地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程。针对温度不同的地热资源，地热发电有4种基本发电方式，即直接蒸汽发电法、扩容（闪蒸法）发电法、中间介质（双循环式）发电法和全流循环式发电法。地热发电至今已有近百年的历史了，新西兰、菲律宾、美国、日本等国都先后投入到地热发电的大潮中，其中美国地热发电的装机容量居世界首位。盖瑟斯地热电站位于加利福尼亚州旧金山以北约20公里的索诺马地区。1920年在该地区发现温泉群、喷气孔等热显示，1958年投入多个地热井和多台汽轮发电机组，至1985年电站装机容量已达到1361兆瓦。20世纪70年代初，在国家科委3的支持下，中国各地
6、涌现出大量地热电站。引言当前，能源短缺和环境污染已成为制约全球可持续发展的重要问题之一。地热能来源于地球深处的熔融岩浆和放射性物质的衰变，是一种重要的清洁能源。自20世纪70年代以来，随着地热能基础研究、勘测技术、利用技术的发展，全球地热能利用的水平与规模大幅提高。中国地热能资源丰富，分布范围广。中国政府高度重视可再生能源的开发利用，一直将其作为解决资源紧缺、环境污染压力的重要措施，2006年1月1日，正式颁布实施了中华人民共和国可再生能源法 ，相继出台了多项鼓励地热推广的优惠政策，地热能开发利用与相关服务产业得到快速的发展。在国家“十二五”科学技术发展规划中，科学技术部对清洁能源开发研究做出
7、了重点部署和具体安排，重点支持地热能开发利用技术研发与转化应用，深入推进相关领域科技合作。可以预见，在各方面的共同努力下，中国的地热能利用必将得到更好、更快的发展。中电联发布电力工业十二五规划滚动中预计2015年和2020年地热和海洋能发电装机分别达到1万千瓦和5万千瓦。一、地热发电技术介绍地热发电是一种利用地下热水和蒸汽力动力源的发电技术，其原理类似于火力发电，是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。中国利用地热发电始于 20世纪 70年代初期，1970 年广东丰顺建成第一座地热试验电站，机组功率 0.01万千瓦，随后在河北后郝窑、广东邓屋、湖南灰汤、江西遂川、广西象州、
8、山东招远、辽宁熊岳等地建立了地热试验电站。目前湖南灰汤、广东邓屋两个地热试验电站仍在运行。中国曾一度建有 10余座地热发电站，总装机容量达 2.8万千瓦，但由于设备老化等原因，目前缩减为约 2.4万千瓦，居世界地热发电第 18位。按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同，地热发电可分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。中国地热能的发展趋势及存在问题地 热 资 源 存 在 问 题目前,我国尚未勘探到与浅成年表的酸性侵入体有关的地热系统。相反世界上各国进行商业性地热发电的热源，几乎均与浅成年青酸性侵人体有关，并出现在具有高孔隙率、高渗透率的地质环境中的水热系统。这种岩浆囊主要出露在特定的地质
9、构造条件下，诸如大洋中脊、聚敛板块边缘、大陆裂谷和板内热点等，组分属酸性或中性酸性。地热资源地域分布具有局限性，地热能最大特点之一就是其分布具有地区性，这一特性往往制约其开发的进程。地热资源勘探风险投资大通过目前我国高温地热钻井的揭示，高温热储与地质构造密切相关。一定程度反映出了高温地热的勘探风险是制约其深人开发的另一主要因素含热泵技术等等。国家有关领导部门在对常规能源与新能源和可再生能源的认识上是有较大差距的，虽然目前我国能源构成中常规能源仍占主导份额，但从长远发展来看，新能源和可再生能源必将逐步取代，成为绿色能源主力军的潜在力认识不够。政策上差距基于政府部门认识上的原因，当前我国的新能源和
10、可再生能源没能纳人国家能源建设计划之内，4没有纳入各级正常的财政拨款渠道，没有出台鼓励推广及扶持的相应优惠政策与法规，当然也谈不上充足资金的投入。5发展趋势：(1) 地热是一种较为清洁的能源。 (2) 资源储量丰富。尤其是中低温资源遍及全国各省市区。 (3) 地热勘查，钻探技术，尤其是沉积盆地传导型热田的勘查趋于成熟。 (4) 地热发电与热能利用，包括高效传热、节能、防腐等方面也积累了一定的技术。 (5) 具备有生产地热专用设备的企业，产品形成系列化， 基本满足国内市场的需求。 (6) 有广阔的市场需求和发展空间。 (7) 具备经济评价的优势。地热只要坚持以梯级开发、综合利用的开发原则，是具备
11、与其它能源相竞争的优势。地热发电原理及技术：地热发电的过程就是把地下热能首先转变为机械能,然后再把机械能转变为电能的过程,原理和火力发电的基本原理是一样的。所不同的是,地热发电不像火力发电那样需要备有庞大的锅炉,也不需要消耗燃料,它所用的能源是地热能。 根据可利用地热资源的特点以及采用技术方案的不同,地热发电主要划分为地热蒸汽、地下热水、联合循环和地下热岩四种发电方式。地热蒸汽发电：1 背压式汽轮机发电背压式汽轮机发电 工作原理为:把干蒸汽从蒸汽井中引出,先加以净化,经过分离器分离出所含的固体杂质,然后使蒸汽推动汽轮发电机组发电,排汽放空(或送热用户)。这是最简单的发电方式,大多用于地热蒸汽中
12、不凝结气体含量很高的场合,或者综合利用于工农业生产和生活用水。2 凝汽式汽轮机发电为了提高地热电站的机组输出功率和发电效率,做功后的蒸汽通常排入混合式凝汽器,冷却后再排出,在该系统中,蒸汽在汽轮机中能膨胀到很低的压力,所以能做出更多的功,。该适用于高温(160 以上)地热田的发电,系统简单。地下热水发电：1 闪蒸地热发电工作原理:将地热井口来的地热水,先送到闪蒸器中进行降压闪蒸(或称扩容)使其产生部分蒸汽,再引到常规汽轮机做功发电。汽轮机排出的蒸汽在混合式凝汽器内冷凝成水,送往冷却塔。分离器中剩下的含盐水排入环境或打入地下,或引入作为第二级低压闪蒸分离器中,分离出低压蒸汽引入汽轮机的中部某一级
13、膨胀做功。用这种方法产生蒸汽来发电就叫做闪蒸法地热发电。它又可以分为单级闪蒸法、两级闪蒸法和全流法等。采用闪蒸法的地热电站,热水温度低于 100时,全热力系统处于负压状态。这种电站,设备简单,易于制造,可以采用混合式热交换器。缺点是,设备尺寸大,容易腐蚀结垢,热效率较低。由于系直接以地下热水蒸汽为工质,因而对于地下热水的温度、矿化度以及不凝气体含量等有较高的要求。62 中间介质法地热发电工作原理:通过热交换器利用地下热水来加热某种低沸点的工质,使之变为蒸汽,然后以此蒸汽去推动气轮机,并带动发电机发电。因此,在这种发电系统中,采用两种流体:一种是采用地热流体作热源,它在蒸汽发生器中被冷却后排入环
14、境或打入地下;另一种是采用低沸点工质流体作为一种工作介质(如氟里昂、异戊烷、异丁烷、正丁烷、氯丁烷等),这种工质在蒸汽发生器内由于吸收了地热水放出的热量而汽化,产生的低沸点工质蒸汽送入汽轮机发电机组发电。做完功后的蒸汽,由汽轮机排出,并在冷凝器中冷凝成液体,然后经循环泵打回蒸汽发生器再循环工作。该方式分单级中间介质法系统和双级(或多级)中间介质法系统。 这一系统的优点是能够更充分地利用地下热水的热量,降低发电的热水消耗率,缺点是增加了投资和运行的复杂性。联合循环发电：联合循环地热发电系统就是把蒸汽发电和地热水发电两种系统合二为一,这种地热发电系统一个最大的优点就是适用于大于 150的高温地热流
15、体发电,经过一次发电后的流体,在不低于 120 的工况下,再进入双工质发电系统,进行二次做功,充分利用了地热流体的热能,既提高了发电效率又将以往经过一次发电后的排放尾水进行再利用,大大节约了资源。该机组目前已经在一些国家安装运行,经济和环境效益都很好。 该系统从生产井到发电,再到最后回灌到热储,整个过程都是在全封闭系统中运行的,因此即使是矿化程度很高的热卤水也可以用来发电,不存在对环境的污染。同时,由于是全封闭的系统,在地热电站也没有刺鼻的硫化氢味道,因而是 100%的环保型地热系统。这种地热发电系统进行 100%的地热水回灌,从而延长了地热田的使用寿命。利用地下热岩石发电：1 热干岩过程法与
16、那些只从火山活动频繁地区的温泉中提取热能的方法相比,热干岩过程法将不受地理限制,可以在任何地方进行热能开采。首先将水通过压力泵压人地下 4到 6km深处,在此处岩石层的温度大约在 200左右。水在高温岩石层被加热后通过管道加压被提取到地面并输入个热交换器中。热交换器推动汽轮发电机将热能转化成电能。而推动汽轮机工作的热水冷却后再重新输入地下供循环使用。这种地热发电成本与其它再生能源的发电成本相比是有竞争力的,而且这种方法在发电过程中不产生废水、废气等污染,所以它是一种未来的新能源。结束语地热资源是一种可再生的清洁能源，在我国十分丰富，分布广泛。浅层地热能随处可取。地热能作为新能源大家族中的成员是最容易利用的。从能源角度看，促进新能源的发展不仅符合世界能源利用的潮流，也是我国现阶段能源产业结构优化调整的需求。只要我们适时抓住机遇，调整政策，加大推进力度，我国地热能发展前景将极为广阔。7参考文献: 1朱家玲地热能开发与应用技术(第 1版)M.
