國內地熱資源的開(kāi)發(fā)及應用

  中國地熱資源豐富,通過(guò)30多年地熱地質(zhì)調查,已發(fā)現地熱區3 200多處,已完成 的大、中型地熱田勘查50多處,主要分布在京、津、冀、東南沿海、內陸盆地和藏滇地區。其中大于150℃的高溫地熱系統,即直接可以用于發(fā)電的有255處,總發(fā)電潛力5 800MW (30年);中低溫地熱系統可用于非電直接利用的2 900多處,開(kāi)發(fā)潛力在2 000億t標準煤當量以上。

 

  “缺電”境遇下的新方向

 

  中國適于發(fā)電的高溫地熱資源主要分布在西藏、云南和臺灣等地區。西藏地熱 資源豐富,境內已發(fā)現溫泉和沸水等各類(lèi)型的地熱約666處。依據初步調查的350余處地熱顯示點(diǎn)的熱流量,其熱能每年可折合約300萬(wàn)噸標準煤所釋放的熱量。通過(guò)與聯(lián)合國開(kāi)發(fā)計劃署和意大利等國政府的合作,西藏對羊八井和那曲地熱資源進(jìn)行了頗有成效的勘探、開(kāi)發(fā)和利用?，F在西藏全區已建成了3座地熱電站,總裝機容量近3 MW。其中著(zhù)名的羊八井地熱電站裝機容量達到2·5MW,是中國最大的地熱電站。

 

  干蒸汽發(fā)電

 

  干蒸汽就是從地下噴出的無(wú)熱水的純蒸汽。干蒸汽電站直接將蒸汽從井中傳輸到發(fā)電機組進(jìn)行發(fā)電。干蒸汽從蒸汽井中引出，經(jīng)過(guò)分離器分離出固體雜質(zhì)（≥10 μm）后，就進(jìn)入汽輪機做功，驅動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。

 

  干蒸汽電站所用發(fā)電設備基本上與常規火電設備相同。干蒸汽發(fā)電系統的工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，安全  可靠，是地熱發(fā)電的主要形式。干蒸汽發(fā)電對蒸汽質(zhì)量的要求較高， 在引入發(fā)電機組前要把蒸汽中所含的巖屑和水滴分離出去。

 

  雙循環(huán)式發(fā)電

 

  雙循環(huán)發(fā)電方式的特點(diǎn)是地熱水與發(fā)電系統不直接接觸，而是將地熱水的熱量傳給某種低沸點(diǎn)介質(zhì)（如丁烷、氟利昂等），由低沸點(diǎn)介質(zhì)推動(dòng)汽輪機來(lái)發(fā)電  。

 

  這種發(fā)電方式由地熱水系統和低沸點(diǎn)介質(zhì)系統組成，故稱(chēng)之為雙循環(huán)式發(fā)電，也稱(chēng)之為中間介質(zhì)法發(fā)電。雙循環(huán)發(fā)電的工作過(guò)程：地熱井輸出的熱水進(jìn)入換熱器，在換熱器中將熱量傳給低沸點(diǎn)介質(zhì)放熱以后，溫度降低了的地熱水排入回灌井或作其它應用。低沸點(diǎn)介質(zhì)在換熱器中吸熱，變?yōu)榫哂幸欢▔毫Φ恼羝?，推?dòng)汽輪機并帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。從汽輪機排出的氣體，在冷凝器中凝結成液體，用 泵將液體送入換熱器，重新吸熱蒸發(fā)變成氣體，如此周而復始，地熱水的熱量不斷地傳給低沸點(diǎn)介質(zhì)進(jìn)行連續發(fā)電。

 

  擴容蒸汽發(fā)電

 

  從地熱井輸出的、 具有一定壓力的汽水混合物首先進(jìn)入汽水分離器，將蒸汽與水分離，分離后的一次蒸汽進(jìn)入汽輪機。 分離后的地熱水進(jìn)入減壓器（也稱(chēng)閃蒸器或擴容器），由于其壓力下降，一部分地熱水變?yōu)閴毫^低的二次蒸汽， 被引入汽輪機的低壓段。

 

  一次蒸汽和二次蒸汽都用于驅動(dòng)汽輪機，帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。對汽輪機來(lái)說(shuō)，由于只能用蒸汽推動(dòng)葉片，蒸汽中不能有水， 因此需要通過(guò)降低工質(zhì)壓力的辦法來(lái)降低蒸汽的沸點(diǎn)，以得到大量的純凈蒸汽，單機容量為 3 000 kW 的西藏羊八井地熱發(fā)電站即屬此種方式。一般擴容法發(fā)電要經(jīng)過(guò)幾級減壓，以獲得更多的蒸汽。

 

  干熱巖發(fā)電

 

  各國開(kāi)發(fā)的主要是地表以下3500m以?xún)鹊?a href="http://keyinmall.com/t/地熱能資源.html" >地熱能資源，而且是以水熱型地熱為主。實(shí)際上，水熱型地熱能的儲量相對于地球熱庫來(lái)說(shuō)，數量是很少的，而且溫度也相對較低。大部分地熱能都儲存于巖石中，稱(chēng)為干熱巖。干熱巖中地熱能的開(kāi)發(fā)潛力巨大，目前開(kāi)發(fā)技術(shù)處于試驗性階段，其過(guò)程是將水通過(guò)壓人泵壓入地下4～6km深，在此處巖石的溫度大約在200℃左右，水在高溫巖石層被加熱后通過(guò)管道加壓被提取到地面并輸人一個(gè)熱交換器中。熱交換器通過(guò)推動(dòng)汽輪發(fā)電機將熱能轉化為電能。