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地熱發(fā)電

地熱發(fā)電的分類(lèi)

  地熱發(fā)電實(shí)際上就是把地下的熱能轉變?yōu)闄C械能，然后再將機械能轉變?yōu)殡娔艿哪芰哭D變過(guò)程或稱(chēng)之為地熱發(fā)電。地熱發(fā)電原理與一般火電并無(wú)根本的區別，有所不同之處是地熱電站用“天然地熱鍋爐”，從而代替由火電站燃燒化石燃料的化學(xué)能轉變?yōu)?a href="http://keyinmall.com/t/熱能.html" >熱能的過(guò)程。作為地下鍋爐熱能的載熱體可以是蒸汽或熱水，它們的溫度和壓力要比火電站的高壓鍋爐生產(chǎn)的蒸汽溫度和壓力低得多，由于地熱鍋爐里的地熱液體類(lèi)型、溫度、壓力和焓的不同，地熱發(fā)電方式也不一樣。目前開(kāi)發(fā)的地熱資源主要是蒸汽型和熱水型兩類(lèi)．因此地熱發(fā)電也分為兩大類(lèi)。
 
  1.地熱蒸汽發(fā)電
 
  地熱蒸汽發(fā)電有一次蒸汽法和二次蒸汽法兩種。
 
  一次蒸汽法直接利用地下的干飽和（或稍具過(guò)熱度）蒸汽，或者利用從汽、水混合物中分離出來(lái)的蒸汽發(fā)電。二狀蒸汽法有兩種含義，一種是不直接利用比較臟的天然蒸汽（一次蒸汽），而是讓它通過(guò)換熱器汽化潔凈水，再利用潔凈蒸汽（二次蒸汽）發(fā)電。這樣可以避免天然蒸汽對汽輪機的腐蝕和結垢。為了避免腐蝕以及地熱流體對環(huán)境的污染。美國正在試驗推廣一種雙循環(huán)發(fā)電系統，如用異丁烷和氟里昂渦輪機。高溫地熱流體用泵壓入換熱器蒸發(fā)異丁烷以后，直接回灌至地下；異丁烷則通過(guò)換熱器、渦輪機和凝結器做密閉循環(huán)。第二種含義是，將從第一次汽水分離出來(lái)的高溫熱水進(jìn)行減壓擴容產(chǎn)生二次蒸汽，壓力仍高于當地大氣壓力，和一次蒸汽分別進(jìn)入汽輪機發(fā)電。
地熱發(fā)電系統
  2.地熱水發(fā)電
 
  利用地下熱水發(fā)電就不像利用地熱蒸汽那么方便，因為用蒸汽發(fā)電時(shí)，蒸汽本身既是載熱體，又是工作流體。但地熱水中的水，按常規發(fā)電方法是不能直接進(jìn)入汽輪機去做功的，必須以蒸汽狀態(tài)輸入汽輪機做功。目前對溫度低于100℃的非飽和態(tài)地下熱水發(fā)電，有兩種方法：一是減壓擴容法。利用抽真空裝置，使進(jìn)入擴容器的地下熱水減壓汽化，產(chǎn)生低于當地大氣壓力的擴容蒸汽，然后將汽和水分離、排水、輸汽充入汽輪機做功，這種系統稱(chēng)“閑蒸系統”。低壓蒸汽的比容很大，因而使汽輪機的單機容量受到很大的限制。這種方法發(fā)電還存在結垢問(wèn)題。不過(guò)減壓擴容方式發(fā)電，雖然發(fā)電機組容量小，但運行過(guò)程中比較安全，所以至今我國仍保留下來(lái)兩個(gè)小發(fā)電站，單機容量?jì)H300kW。另一種是利用低沸點(diǎn)物質(zhì)，如氯乙烷、正丁烷、異丁烷和氟里昂等作為發(fā)電的中間工質(zhì)，地下熱水通過(guò)換熱器加熱，使低沸點(diǎn)物質(zhì)迅速氣化，利用所產(chǎn)生氣體進(jìn)入發(fā)電機做功，做功后的工質(zhì)從汽輪機排入凝汽器，并在其中經(jīng)冷卻系統降溫，又重新凝結成液態(tài)工質(zhì)后再循環(huán)使用。這種方法稱(chēng)“中間工質(zhì)法”，這種系統稱(chēng)“雙流系統”或“雙工質(zhì)發(fā)電系統。這種發(fā)電方式安全性較差，如果發(fā)電系統的閉封稍有泄漏，工質(zhì)逸出后很容易發(fā)生事故。我國在20世紀70年代建造的這一類(lèi)型的小試驗電站由于這一原因均相繼停產(chǎn)。
地熱發(fā)電原理
  20世紀90年代中期，以色列奧瑪特(Ormat)公司把上述地熱蒸汽發(fā)電和地熱水發(fā)電兩種系統合二為一，設計出一個(gè)新的被命名為聯(lián)合循環(huán)地熱發(fā)電系，該機組已在世界一些國家安裝運行，效果很好。
 
  這種聯(lián)合循環(huán)地熱發(fā)電系統的最大優(yōu)點(diǎn)是，可以適用于大于150℃的高溫地熱流體（包括熱鹵水）發(fā)電，經(jīng)過(guò)一次發(fā)電后的流體，在并不低于120℃的工況下，再進(jìn)入雙工質(zhì)發(fā)電系統，進(jìn)行二次做功，這就充分利用了地熱流體的熱能，既提高發(fā)電的效率，又能將以往經(jīng)過(guò)一次發(fā)電后的排放尾水進(jìn)行再利用，大大地節約了資源。從生產(chǎn)井到發(fā)電最后回灌到熱儲，整個(gè)過(guò)程是在全封閉系統中運行的。因此，即使是礦化度甚高的熱鹵水也照?？捎脕?lái)發(fā)電，不存在對生態(tài)環(huán)境的污染。同時(shí)由于是封閉系統，所以電廠(chǎng)廠(chǎng)房上空也見(jiàn)不到團團白色汽霧的籠罩，也聞不到刺鼻的硫化氫氣味，是百分之百環(huán)保型地熱電站。由于發(fā)電后的流體全部回灌到熱儲層，無(wú)疑又起到節約資源延長(cháng)熱田壽命的作用，達到可持續利用之目的，所以它又屬節能型地熱電站。彩圖13為新西蘭羅托魯瓦裝機27MW地熱電站，由于地熱流體100%回灌，所以電站廠(chǎng)房上空呈現的不是白色蒸汽，而是藍天白云。
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