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1、地热简述,11环工 赵松涛 高蕾 谢红丽 汪汉,Page 2,地热的成因 地热的分布 形成地热资源的要素 地热资源的分类 地热资源的开发利用概况（直接，间接） 地热开发利用中的潜在环境风险 地热能的未来,介绍顺序,Page 3,地热现象,Page 4,一、地热成因,所谓地热能，简单地说就是来自地下的热能，即地球内部的热能。 据计算，地球陆地以下5000米内，15摄氏度以上岩石和地下水总含热量达1.05*1025焦尔，相当于9950万亿吨标准煤。按世界年耗100亿吨标准煤计算，可满足人类几万年能源之需要. 如果把地球上贮存的全部煤炭燃烧时所放出的热量作为标准来计算、那么，石油的贮存量约为煤炭的3
2、，目前可利用的核燃料的贮存量约为煤炭的15，而地热能的总贮存量则为煤炭的1.7亿倍。,Page 5,地球是一个巨大的实心椭球体，赤道半径为6378km，极半径为6357km。地球的构造好像是一只半熟的鸡蛋，主要分为3层。温度分布图 1)地壳:地球的最外面一层，即地球外表相当于鸡蛋壳的部分，地壳由土层和坚硬的岩石组成，它的厚度各处不一，介于1070km之间， 2)地幔:地球的中间部分，即地壳下面相当于鸡蛋白的部分，也叫做“中间层”，它大部分是熔融状态的岩浆地幅的厚度约为2900km,它内硅镁物质组成，温度在1000以上.,地球构造,Page 6,地球构造及其温度随深度的变化,3)地核:地球的中心
3、，即地球内部相当于鸡蛋黄的部分地核的温度在20005000 之间，外核深29005100km，内核深5100M以下至地心，一般认为是由铁、镍等重金属组成的,Page 7,地热从何而来,关于地热的起源问题，说法不同，当前主流认为地球物质中放射性元素衰变产生的热量是地热的主要来源。 放射性元素有铀238、铀235、针232和钾40等，这些放射性元素的衰变是原子核能的释放过程。 地热能中能被人们利用的成为地热资源,Page 8,形成地热资源的要素,形成地热资源有热储层、热储体盖层、热流体通道和热源4个要素。,Page 9,地热分布,1环太平详地热带2大西洋洋中脊型地热带 3红海亚丁湾东非裂谷型地热带
4、 4地中海一喜马拉雅缝合线型地热带,世界范围分布,Page 10,地热资源温度分级,国际上的一般划分方法为：150以上为高温；90150 为中温；如90 以下为低温。 中国地热勘查国家标准(GBll6151989)规定，地热资源按温度分为高温、中温、低温3级，按地热田规模分为大、中、小3类。,Page 11,地热在中国的分布,中低温热源中，盆地型潜在地热资源埋藏量约相当于2000亿t标准煤。主要分布在松辽盆地、华北盆地、江汉盆地、渭河盆地、太原盆地、临汾盆地、运城盆地等众多的山问盆地以及东南沿海的福建、广东、赣南、湘南等地。 目前的开发利用量还不到资源保有量的1,Page 12,地热在中国的分
5、布,高温热源 全国已发现地热点3200多处，打成的地热井2000多眼，其中具有高温地热发电潜力有255处，预计可获发电装机5800MW，现已利用的只有近30MW。中国的高温地热资源丰富，可用于地热发电的合255处，总发电潜力为5800Mw。主要分布在西藏、滇西和中国台湾地区。,Page 13,地热资源分类,5类地热资源中，目前能为人类开发利用的主要是地热蒸汽和地热水两大类资源，人类对这两类资源已有较多的应用； 干热岩和地压两大类资源尚处于试验阶段，开发利用很少。,Page 14,地热资源类型介绍,(1)蒸汽型资源 蒸汽型资源是指地下热储中以蒸汽为主的对流水热系统，它以产生温度较高的过热蒸汽为主
6、，掺杂有少量其他气体，所含水分很少或没有。 这种干蒸汽可以直接进入汽轮机，对汽轮机腐蚀较轻，能取得满意的工作效果。 但这类构造需要独特的地质条件，因而资源少、地区局限性大。,Page 15,（2）热水型资源,热水型资源是指地下热储中以水为主的对流水热系统，它包括喷出地面时呈现的热水以及水汽混合的湿蒸汽，主要存在于火山活动地区和沉积盆地 这类资源分布广、储量丰富，根据其温度可分为高温(150)、中温(90150)和低温(90 以下)。,（2）热水型资源,Page 16,(3)地压型资源,埋藏于地表以下23Km的深处沉积岩中有压力的高盐分热水，并被不透水的盖层所封闭，形成长1000km、宽数百千米
7、的巨大热水体。地压水除了高压、高温的特点外，还溶有大量的碳氢化合物(如甲烷等)。,所以，地压型资源中的能量 实际上是压力能、高温 热能和化学能(天然气) 3个部分组成的。,Page 17,(4)干热岩型资源,它是指地下普遍存在的没有水或蒸汽的热岩石储存的大量能量,比上述三种资源大的多。 高温热岩温度200600摄氏度之间，深度为212km。 提取干热岩中的热量，需要有特殊的办法，技术难度大，是未来发展的重点。,Page 18,干热开发,Page 19,(5)岩浆型资源,岩浆型资源是指蕴藏在地层深处熔融状和半熔融状岩浆中的巨大能量，它的温度高达6001500左右。 开发需钻几千米的深井，抽取熔岩
8、。缺乏耐高温高压、耐腐蚀的材料。 在岩浆中放入换热器或热电设备是未来的可行方法,Page 20,地下热水形成,地下热水的形成一般可分为深循环型和特殊热源型两种形成类型. (1)深循环型。一边冷水下降，一边热水上升，这就构成地下热水的循环运动。形成过程图 深循环型地下热水的形成、运动和储存，与地质构造密切相关。 (2)特殊热源型。数十亿年来地壳岩层一直在经历着断裂、挤压、折曲及破碎等变化。每当岩层破裂时，地球深部的岩浆就会通过裂缝向地表涌来。如果涌出地表，即成为火山爆发。如果停驻在地表下一定的深度，则成为岩浆侵入体。形成过程图,Page 21,深循环水图,Page 22,特殊热源型地下热水形成过
9、程,Page 23,地热发电,Page 24,地热发电类型,Page 25,1、地热蒸汽发电,(1)背压式汽轮机发电系统 首先把干蒸汽从蒸汽井中引出，先加以净化，然后就可把蒸汽通入汽轮机做功，驱动发电机发电。做功后的蒸汽，可直接排入大气；也可用于工业生产中的加热过程。 应用：这种系统大多用于地热蒸汽中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人民生活的场合.,Page 26,1,地热蒸汽发电,(2)凝汽式汽轮机发电系统 在该系统中，由于蒸汽在汽轮机中能膨胀到很低的压力，因而能做出更多的功。做功后的蒸汽排入混合式凝汽器，并在其中被循环水泵打入冷却水所冷却而凝结成水，然后排走。,Page
10、 27,2地下热水发电,两种方式：闪蒸地热发电系统；双循环地热发电系统 （1）闪蒸地热发电系统：直接利用地下热水所产生的蒸汽进入汽轮机工作。也叫做减压扩容法地热发电系统。 类型：可以分为： 1）单级闪蒸地热发电系统(又包括湿蒸汽型和热水型两种)； 2）两级闪蒸地热发电系统； 3）全流法地热发电系统；,Page 28,单级闪蒸发电系统,2.1闪蒸地热发电系统,当高压热水从热水井中抽到地面，压力降低，部分热水会闪蒸成蒸汽，利用该蒸汽来发电,一级闪蒸发电系统,Page 29,闪蒸地热发电系统,在一级闪蒸的基础上，再次闪蒸，带动汽轮机,两级级闪蒸发电系统,Page 30,全流法发电,全流发电系统是将地
11、热井口的全部流体，包括蒸汽、热水、不凝气体及化学物质等不经处理直接送进全流动力机械中膨胀做功，气体排放或收集到冷凝器中。,闪蒸地热发电系统,Page 31,2地下热水发电,（2）双循环地热发电系统：利用地下热水来加热某种低沸点工质，使其产生蒸汽进入汽轮机工作。 （图） 双循环地热发电也叫做低沸点工质地热发电或中间介质法地热发电，又叫做热交换法地热发电。 在这种发电系统中，低沸点介质常采用两种流体；一种是采用地热流体作热源；另一种是采用低沸点工质流体作为一种工作介质来完成将地下热水的热能转变为机械能。所谓双循环地热发电系统即是由此而得名。 常用的低沸点工质有氯乙烷、正丁烷、异丁烷、氟利昂11、氟
12、利昂12等。,Page 32,双循环地热发电系统,单级双循环地热发电,Page 33,双循环地热发电系统,两级双循环地热发电,经过两次热交换，热量利用更充分，能量转化率更高,Page 34,双循环地热发电系统,闪蒸与双循环两级串联发电系统,Page 35,利用地热取暖,利用循环的热流体（水等）将地下的热量带到地面上，给房间供暖，提供洗浴等,Page 36,地热的其他利用,Page 37,其他利用,Page 38,地热能开发的潜在环境风险,地热能开发利用对环境的有害影响很小。地热能作为新能源，无论是用来发电，还是用于非电直接用热，都能大幅度削减温室气体排放量，减轻环境污染。 但地热能的开发利用中
13、也存在一环境风险，必须加以重视。 地下热水和地热蒸汽中含有二氧化碳、甲烷、氢、氮、氨、硫化氢等不凝结气体可能造的空气污染 废水中硼、砷等有害物质可能造成地表和水源的化学污染； 地热电站排出大量度热水可能造成的热污染； 大量开采地下热水可能引起的地变形、地面沉降和诱发地震；,Page 39,总结,展望未来 地热能中，蒸汽和热水只是一小部分的地热资源。地球的岩浆和干热岩将提供廉价，清洁，以及几乎无限的能源，随着技术的发展，干热岩及岩浆型地热开发将取得突破，人们对地热的直接利用也会多起来。在化石能源日益紧张的背景下，地热资源的开发对人类更具吸引力，它是地球奉献给人类的又一个能量宝库，有其不可估量的前途。,Page 40,End 谢谢观赏,
