地熱能的綜合利用

  地熱能的利用通常分為三種  —用于發(fā)電的蒸汽或溫度極高的熱流體；

 

  —可被直接利用的中低溫的熱流體；

 

  — 地源熱泵（GHPs）利用地表淺層的能源，為建筑物制冷/供暖。

 

  地熱發(fā)電是地熱利用的最重要方式。高溫地熱流體應首先應用于發(fā)電。地熱發(fā)電和火力發(fā)電的原理是一樣的，都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。所不同的是，地熱發(fā)電不象火力發(fā)電那樣要備有龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地熱能。地熱發(fā)電的過(guò)程，就是把地下熱能首先轉變?yōu)闄C械能，然后再把機械能轉變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程。要利用地下熱能，首先需要有“載熱體”把地下的熱能帶到地面上來(lái)。目前能夠被地熱電站利用的載熱體，主要是地下的天然蒸汽和熱水。  蒸汽型地熱發(fā)電是把蒸汽田中的干蒸汽直接引人汽輪發(fā)電機組發(fā)電，但在引人發(fā)電機組前應把蒸汽中所含的巖屑和水滴分離出去。這種發(fā)電方式最為簡(jiǎn)單，但干蒸汽地熱資源十分有限，且多存于較深的地層，開(kāi)采技術(shù)難度大，故發(fā)展受到限制。

 

  一、閃蒸發(fā)電  原理：當高壓熱水從熱水井中抽至地面，于壓力降低部分熱水會(huì )沸騰并“閃蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽輪機做功；而分離后的熱水可繼續利用后排出，當然最好是再回注入地層。

 

  二、中低溫雙工質(zhì)發(fā)電

 

  地熱水首先流經(jīng)熱交換器，將地熱能傳給另一種低沸點(diǎn)的工作流體，使之沸騰而產(chǎn)生蒸汽。蒸汽進(jìn)人汽輪機做功后進(jìn)人凝汽器，再通過(guò)熱交換器而完成發(fā)電循環(huán)。地熱水則從熱交換器回注人地層。這種系統特別適合于含鹽量大、腐蝕性強和不凝結氣體含量高的地熱資源。發(fā)展雙循環(huán)系統的關(guān)鍵技術(shù)是開(kāi)發(fā)高效 的熱交換器。

 

  三、干熱巖發(fā)電

 

  干熱巖是埋藏于地面1km以下、溫度大于200℃的、內部不存在流體或僅有少量地下流體的巖體。干熱巖發(fā)電是從地表往干熱巖注入溫度較低的水，注入的水沿著(zhù)裂隙運動(dòng)并與周邊的巖石發(fā)生熱交換，產(chǎn)生高溫高壓超臨界水或水汽混合物，然后從生產(chǎn)井中提取高溫蒸氣，用于地熱發(fā)電和綜合利用。

 

  國內知名專(zhuān)家: 馬偉斌,中國科學(xué)院廣州能源研究所地熱工程中心副主任、首席科學(xué)家,長(cháng)期從事地熱資源的利用與研究工作,在地源熱泵的研究與開(kāi)發(fā)領(lǐng)域具有高深的技術(shù)造詣與工程實(shí)踐經(jīng)驗,目前兼任北京中科能能源高科技集團有限公司總工程師及常務(wù)副總經(jīng)理。參與中國幾乎所有的地熱發(fā)電項目的論證與設計，對中國地熱發(fā)電情況相當了解。