能动经济其他新能源.优秀PPT.ppt

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1、地热发电技术概述地热发电技术概述1.地热资源地热资源一、概述一、概述1地热资源定义地热资源定义n n地热资源是指在当地热资源是指在当今的技术经济和地质环境条今的技术经济和地质环境条件下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩件下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热能量和热流体中的热能量及其有用的石中的热能量和热流体中的热能量及其有用的伴生成分伴生成分。n n目前地热资源勘探的深度可达地表以下目前地热资源勘探的深度可达地表以下5000m，其中，其中2000m以下为以下为经济型地热资经济型地热资源源，20005000m为为亚经济型地热资源亚经济型地热资源。2地热资源类型介绍地热资源类型介绍(1

2、)蒸汽型资源蒸汽型资源蒸汽型资源是指地下热储中以蒸汽为主的对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流水热系统，它以产生温度较高的过热蒸汽为主，掺杂有少量其他气体，所含水分汽为主，掺杂有少量其他气体，所含水分很少或没有。很少或没有。这种干蒸汽可以干脆进入汽轮机，对汽轮机这种干蒸汽可以干脆进入汽轮机，对汽轮机腐蚀较轻，能取得满足的工作效果。腐蚀较轻，能取得满足的工作效果。但这类构造须要独特的地质条件，因而资源但这类构造须要独特的地质条件，因而资源少、地区局限性大。少、地区局限性大。（2）热水型资源）热水型资源n n热水型资源是指地下热储中以水为主的对热水型资源是

3、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。水以及水汽混合的湿蒸汽。n n这类资源分布广、储量丰富，依据其温度这类资源分布广、储量丰富，依据其温度可分为高温可分为高温(150)、中温、中温(90150)和低温和低温(90 以下以下)。(3)地压型资源地压型资源n n地压型资源是一种目前尚未被人们充分相识的、但地压型资源是一种目前尚未被人们充分相识的、但地压型资源是一种目前尚未被人们充分相识的、但地压型资源是一种目前尚未被人们充分相识的、但可能是一种特别重要的地热资源可能是一种特别重要的地热资源可能是一种特别重要的地热资

4、源可能是一种特别重要的地热资源.n n它以高压水的形式储存于地表以下它以高压水的形式储存于地表以下它以高压水的形式储存于地表以下它以高压水的形式储存于地表以下23Km23Km的深部的深部的深部的深部沉积盆地中，并被不透水的盖层所封闭，形成长沉积盆地中，并被不透水的盖层所封闭，形成长沉积盆地中，并被不透水的盖层所封闭，形成长沉积盆地中，并被不透水的盖层所封闭，形成长1000km1000km、宽数百千米的巨大热水体。、宽数百千米的巨大热水体。、宽数百千米的巨大热水体。、宽数百千米的巨大热水体。n n地压水除了高压、高温的特点外，还溶有大量的碳地压水除了高压、高温的特点外，还溶有大量的碳地压水除了高

5、压、高温的特点外，还溶有大量的碳地压水除了高压、高温的特点外，还溶有大量的碳氢化合物氢化合物氢化合物氢化合物(如甲烷等如甲烷等如甲烷等如甲烷等)。n n所以，地压型资源中的能量，事实上是由机械能所以，地压型资源中的能量，事实上是由机械能所以，地压型资源中的能量，事实上是由机械能所以，地压型资源中的能量，事实上是由机械能(压力压力压力压力)、热能、热能、热能、热能(温度温度温度温度)和化学能和化学能和化学能和化学能(自然气自然气自然气自然气)3)3个部分组个部分组个部分组个部分组成的。成的。成的。成的。(4)干热岩型资源干热岩型资源n n干热岩型资源是比上述各种资源规模更为巨大的干热岩型资源是比

6、上述各种资源规模更为巨大的地热资源。地热资源。n n它是指地下普遍存在的没有水或蒸汽的热岩石。它是指地下普遍存在的没有水或蒸汽的热岩石。n n从现阶段来说，干热岩型资源专指埋深较浅、温从现阶段来说，干热岩型资源专指埋深较浅、温度较高的有开发经济价值的热岩石。度较高的有开发经济价值的热岩石。n n提取干热岩中的热量，须要有特殊的方法，技术提取干热岩中的热量，须要有特殊的方法，技术难度大。难度大。(5)岩浆型资源岩浆型资源n n岩浆型资源是指隐藏在熔融状和半熔融状岩浆型资源是指隐藏在熔融状和半熔融状岩浆中的巨大能量，它的温度高达岩浆中的巨大能量，它的温度高达6001500左右。左右。n n在一些多

7、火山地区，这类资源可以在地表在一些多火山地区，这类资源可以在地表以下较浅的地层中找到，但多数则是埋在以下较浅的地层中找到，但多数则是埋在目前钻探还比较困难的地层中。目前钻探还比较困难的地层中。n n目前能为人类开发利用的主要是地热蒸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，开发利用少。资源尚处于试验阶段，开发利用少。5-3 地热发电原理和技术地热发电原理和技术 n n地热能的利用可分为干脆利用和地热发电两大地热能的利用可分为干脆利用和地热发

8、电两大方面方面.n n 一、地热发电原理及分类一、地热发电原理及分类(示意图示意图2)n n 原理原理:地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术，它涉及地质学、地球源的一种新型发电技术，它涉及地质学、地球物理、地球化学、钻探技术、材料科学和发电物理、地球化学、钻探技术、材料科学和发电工程等多种现代科学技术。示意图工程等多种现代科学技术。示意图1n n分类分类:依据载热体类型、温度、压力和其他特性依据载热体类型、温度、压力和其他特性的不同，可把地热发电的方式划分为地热蒸汽的不同，可把地热发电的方式划分为地热蒸汽发电和地下热水发电两大类发电和地下热水

9、发电两大类.（外景图）（外景图）1、地热蒸汽发电、地热蒸汽发电1 1地热蒸汽发电地热蒸汽发电地热蒸汽发电地热蒸汽发电(1)(1)背压式汽轮机发电系统。最简洁的地热干蒸汽发电，背压式汽轮机发电系统。最简洁的地热干蒸汽发电，背压式汽轮机发电系统。最简洁的地热干蒸汽发电，背压式汽轮机发电系统。最简洁的地热干蒸汽发电，是接受背压式汽轮机地热蒸汽发电系统是接受背压式汽轮机地热蒸汽发电系统是接受背压式汽轮机地热蒸汽发电系统是接受背压式汽轮机地热蒸汽发电系统(如图如图如图如图)工作原理：首先把干蒸汽从蒸汽井中引出，先加以净化，工作原理：首先把干蒸汽从蒸汽井中引出，先加以净化，工作原理：首先把干蒸汽从蒸汽井中

10、引出，先加以净化，工作原理：首先把干蒸汽从蒸汽井中引出，先加以净化，经过分别器分别出所含的固体杂质，然后就可把蒸汽经过分别器分别出所含的固体杂质，然后就可把蒸汽经过分别器分别出所含的固体杂质，然后就可把蒸汽经过分别器分别出所含的固体杂质，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，通入汽轮机做功，驱动发电机发电。做功后的蒸汽，通入汽轮机做功，驱动发电机发电。做功后的蒸汽，通入汽轮机做功，驱动发电机发电。做功后的蒸汽，可干脆排入大气；也可用于工业生产中的加热过程。可干脆排入大气；也可用于工业生产中的加热过程。可干脆排入大气；也可用于工业生产中的加热过程。可干脆排入大气；也可用于工

11、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合气体含量很应用：这种系统大多用于地热蒸汽中不凝合气体含量很应用：这种系统大多用于地热蒸汽中不凝合气体含量很应用：这种系统大多用于地热蒸汽中不凝合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高的场合，或者综合利用于工农业生产和人民生活的高的场合，或者综合利用于工农业生产和人民生活的高的场合，或者综合利用于工农业生产和人民生活的场合场合场合场合.1、地热蒸汽发电、地热蒸汽发电(2)凝汽式汽轮机发电系统凝汽式汽轮机发电系统为提高地热电站的机组出力和发电效率，通常为提高地热电站的机组出力和发电效率，通常接受凝汽式汽轮机地热蒸汽发电系

12、统接受凝汽式汽轮机地热蒸汽发电系统(如图如图)。在该系统中，由于蒸汽在汽轮机中能膨胀到很在该系统中，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合成水，然后排走。入冷却水所冷却而凝合成水，然后排走。在凝汽器中，为保持很低的冷凝压力，即真空在凝汽器中，为保持很低的冷凝压力，即真空状态，设有两台带有冷却器的射汽抽气器来抽状态，设有两台带有冷却器的射汽抽气器来抽气，把由地热蒸汽带来的各种不凝合气体和外气，把由地热蒸汽带来的各种不凝合气体和外

13、界漏入系统中的空气从凝汽器中抽走。界漏入系统中的空气从凝汽器中抽走。2地下热水发电地下热水发电n n两种方式：闪蒸地热发电系统；双循环地两种方式：闪蒸地热发电系统；双循环地热发电系统热发电系统n n（1）闪蒸地热发电系统：干脆利用地下热）闪蒸地热发电系统：干脆利用地下热水所产生的蒸汽进入汽轮机工作。也叫做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。减压扩容法地热发电系统。n n类型：可以分为：类型：可以分为：n n1）单级闪蒸地热发电系统（又包括湿蒸汽）单级闪蒸地热发电系统（又包括湿蒸汽型和热水型两种）；型和热水型两种）；n n2）两级闪蒸地热发电系统；）两级闪蒸地热发电系统；

14、n n3）全流法地热发电系统；）全流法地热发电系统；2地下热水发电地下热水发电n n（2 2）双循环地热发电系统：利用地下热水来加热某）双循环地热发电系统：利用地下热水来加热某）双循环地热发电系统：利用地下热水来加热某）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。种低沸点工质，使其产生蒸汽进入汽轮机工作。种低沸点工质，使其产生蒸汽进入汽轮机工作。种低沸点工质，使其产生蒸汽进入汽轮机工作。（图）（图）（图）（图）n n双循环地热发电也叫做低沸点工质地热发电或中间双循环地热发电也叫做低沸点工质地热发电或中间双循环地热发电也叫做低沸点工质地热发电或中间双循环地热

15、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。介质法地热发电，又叫做热交换法地热发电。介质法地热发电，又叫做热交换法地热发电。介质法地热发电，又叫做热交换法地热发电。n n在这种发电系统中，低沸点介质常接受两种流体；在这种发电系统中，低沸点介质常接受两种流体；在这种发电系统中，低沸点介质常接受两种流体；在这种发电系统中，低沸点介质常接受两种流体；一种是接受地热流体作热源；另一种是接受低沸点一种是接受地热流体作热源；另一种是接受低沸点一种是接受地热流体作热源；另一种是接受低沸点一种是接受地热流体作热源；另一种是接受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工质

16、流体作为一种工作介质来完成将地下热水的热工质流体作为一种工作介质来完成将地下热水的热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能转变为机械能。所谓双循环地热发电系统即是由能转变为机械能。所谓双循环地热发电系统即是由能转变为机械能。所谓双循环地热发电系统即是由此而得名。此而得名。此而得名。此而得名。n n常用的低沸点工质有氯乙烷、正丁烷、异丁烷、氟常用的低沸点工质有氯乙烷、正丁烷、异丁烷、氟常用的低沸点工质有氯乙烷、正丁烷、异丁烷、氟常用的低沸点工质有氯乙烷、正丁烷、异丁烷、氟利昂利昂利昂利昂1111、氟利昂、氟利昂、氟利昂、氟利昂1212等。等。等

17、。等。双循环地热发电系统的优缺点双循环地热发电系统的优缺点n n优点：利用低温位热能的热效率较高：设优点：利用低温位热能的热效率较高：设备紧凑，汽轮机的尺寸小；易于适应化学备紧凑，汽轮机的尺寸小；易于适应化学成分比较困难的地下热水。成分比较困难的地下热水。n n缺点：不像扩容法那样可以便利地运用混缺点：不像扩容法那样可以便利地运用混合式蒸发器和冷凝器；大部分低沸点工质合式蒸发器和冷凝器；大部分低沸点工质传热性都比水差，接受此方式需有相当大传热性都比水差，接受此方式需有相当大的金属换热面积；低沸点工质价格较高，的金属换热面积；低沸点工质价格较高，来源欠广，有些低沸点工质还有易燃、易来源欠广，有些

18、低沸点工质还有易燃、易爆、有毒、不稳定、对金属有腐蚀等特性。爆、有毒、不稳定、对金属有腐蚀等特性。双循环地热发电系统的分类双循环地热发电系统的分类a)单级双循环地热发电系统单级双循环地热发电系统单级双循环地热发电系统单级双循环地热发电系统(如图如图如图如图)；b)两级双循环地热发电系统两级双循环地热发电系统两级双循环地热发电系统两级双循环地热发电系统(如图如图如图如图)；c)闪蒸与双循环两级串联发电系统闪蒸与双循环两级串联发电系统闪蒸与双循环两级串联发电系统闪蒸与双循环两级串联发电系统(如图如图如图如图)。d)经济性是考察地热发电站设计和建设的最重要的综经济性是考察地热发电站设计和建设的最重要

19、的综经济性是考察地热发电站设计和建设的最重要的综经济性是考察地热发电站设计和建设的最重要的综合性指标。合性指标。合性指标。合性指标。e)衡量地热发电站经济性的指标，主要有两个：衡量地热发电站经济性的指标，主要有两个：衡量地热发电站经济性的指标，主要有两个：衡量地热发电站经济性的指标，主要有两个：f)1 1）一个是发电量）一个是发电量）一个是发电量）一个是发电量(kWh(kWht t热水热水热水热水)，它表示地热发电站，它表示地热发电站，它表示地热发电站，它表示地热发电站发电效率的凹凸；发电效率的凹凸；发电效率的凹凸；发电效率的凹凸；g)2 2）一个是地热发电站的投资费用）一个是地热发电站的投资费用）一个是地热发电站的投资费用）一个是地热发电站的投资费用(元元元元/kw)/kw)，它表示，它表示，它表示，它表示电站建设费用的大小。电站建设费用的大小。电站建设费用的大小。电站建设费用的大小。地热发电示意图地热发电示意图地热发电示意图地热发电示意图2背压式汽轮机地热蒸汽发电系统背压式汽轮机地热蒸汽发电系统凝气式汽轮机地热蒸汽发电系统凝气式汽轮机地热蒸汽发电系统单级双循环地热发电系统单级双循环地热发电系统两级双循环地热发电系统两级双循环地热发电系统两级双循环地热发电系统两级双循环地热发电系统闪蒸与双循环两级串联发电系统闪蒸与双循环两级串联发电系统地热电站外景图地热电站外景图