地熱發(fā)電技術(shù)

地熱資源是指貯存在地球內部的可再生熱能，一般集中分布在構造板塊邊緣一帶，起源于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。地熱資源是一種十分寶貴的綜合性礦產(chǎn)資源，其功能多，用途廣，地熱的利用形式總體上可分為地熱發(fā)電和直接利用兩大類(lèi)。地熱發(fā)電是指利用地熱蒸汽的動(dòng)力和熱能進(jìn)行發(fā)電，具有全年利用時(shí)間長(cháng)、安全可靠、環(huán)保無(wú)污染和可持續性的特點(diǎn)。

地熱發(fā)電是地熱利用的最重要方式。地熱發(fā)電是利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉變?yōu)闄C械能，然后帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。將地熱流體所運載的熱能轉換為電能的系統，可分為地熱閃蒸發(fā)電系統、地熱雙工質(zhì)循環(huán)發(fā)電系統、地熱全流發(fā)電系統、地熱干蒸汽發(fā)電系統以及地熱聯(lián)合發(fā)電系統。具體如下：

（1）地熱閃蒸發(fā)電系統 flash geothermal power generation system

地熱閃蒸發(fā)電系統是將地熱井中的地熱流體，先送到閃蒸器中進(jìn)行閃蒸，再將產(chǎn)生的蒸汽引入膨脹 機做功發(fā)電的系統。

圖1-地熱單極閃蒸示意圖

工作原理：首先把干蒸汽從蒸汽井中引出，先加以?xún)艋?，?jīng)過(guò)分離器分離出所含的固體雜質(zhì)，然后就可把蒸汽通入汽輪機做功，驅動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。做功后的蒸汽，可直接排入大氣；也可用于工業(yè)生產(chǎn)中的加熱過(guò)程。

應用：這種系統大多用于地熱蒸汽中不凝結氣體含量很高的場(chǎng)合，或者綜合利用于工農業(yè)生產(chǎn)和人民生活的場(chǎng)合.

圖2-地熱雙極閃蒸示意圖

（2）地熱雙工質(zhì)循環(huán)發(fā)電系統 binary cycle geothermal power generation system

地熱雙工質(zhì)循環(huán)發(fā)電系統由地熱流體循環(huán)和低沸點(diǎn)工質(zhì)發(fā)電循環(huán)組成，是用地熱流體在熱交換器中加熱低沸點(diǎn)工質(zhì)，使之蒸發(fā)為蒸氣，再將其引入膨脹機做功發(fā)電的系統。

在這種發(fā)電系統中，低沸點(diǎn)介質(zhì)常采用兩種流體；一種是采用地熱流體作熱源；另一種是采用低沸點(diǎn)工質(zhì)流體作為一種工作介質(zhì)來(lái)完成將地下熱水的熱能轉變?yōu)闄C械能。所謂雙循環(huán)地熱發(fā)電系統即是由此而得名。常用的低沸點(diǎn)工質(zhì)有氯乙烷、正丁烷、異丁烷、氟利昂—11、氟利昂—12等。

優(yōu)點(diǎn)：利用低溫位熱能的熱效率較高：設備緊湊，汽輪機的尺寸??；易于適應化學(xué)成分比較復雜的地下熱水。

缺點(diǎn)：不像擴容法那樣可以方便地使用混合式蒸發(fā)器和冷凝器；大部分低沸點(diǎn)工質(zhì)傳熱性都比水差，采用此方式需有相當大的金屬換熱面積；低沸點(diǎn)工質(zhì)價(jià)格較高，來(lái)源欠廣，有些低沸點(diǎn)工質(zhì)還有易燃、易爆、有毒、不穩定、對金屬有腐蝕等特性。

圖3-地熱循環(huán)發(fā)電系統示意圖

（3）地熱全流發(fā)電系統 total flow geothermal power generation system

地熱全流發(fā)電系統是將地熱井中的地熱流體直接引入膨脹機做功發(fā)電的系統。

圖4-地熱全流發(fā)電系統示意圖

（4）地熱干蒸汽發(fā)電系統 dry steam geothermal power generation system

地熱干蒸汽發(fā)電系統是將地熱井中的地熱干蒸汽直接引入膨脹機做功發(fā)電的系統。

首先把干蒸汽從蒸汽井中引出，先加以?xún)艋?，?jīng)過(guò)分離器分離出所含的固體雜質(zhì)，然后就可把蒸汽通入汽輪機做功，驅動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。做功后的蒸汽，可直接排入大氣；也可用于工業(yè)生產(chǎn)中的加熱過(guò)程。

這種系統大多用于地熱蒸汽中不凝結氣體含量很高的場(chǎng)合，或者綜合利用于工農業(yè)生產(chǎn)和人民生活的場(chǎng)合.