常規(guī)能源開發(fā)與利用-石油天然氣水能

1、 本文由snowman002008貢獻(xiàn) ppt文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 常規(guī)能源石油 二、常規(guī)能源石油 知識(shí)點(diǎn)： 知識(shí)點(diǎn)： 1、石油的形成； 、石油的形成； 2、石油的主要成分和元素； 、石油的主要成分和元素； 3、石油的分類； 、石油的分類； 4、石油對(duì)煤的優(yōu)勢； 、石油對(duì)煤的優(yōu)勢； 5、油田開發(fā)的程序。 、油田開發(fā)的程序。 第二節(jié) 能源概述 2、石油 、 石油是僅次于煤的化 石燃料， 石燃料，它是一種天 然的黃色、 然的黃色、褐色或黑 黃色 流動(dòng)或半流動(dòng)的 色的流動(dòng)或半流動(dòng)的 黏稠的可燃液體烴類 黏稠的可燃液體烴類 混合物。 混合物。

2、顏色： 顏色：由所含的膠質(zhì)和瀝青 的比例不同而引起； 的比例不同而引起； 黏稠度： 黏稠度：由石蠟含量的高低 決定。 決定。 （1）石油的優(yōu)勢與地位 優(yōu)勢：1、釋放的熱量比煤大。就發(fā)熱量而言，石油大 優(yōu)勢： 、釋放的熱量比煤大。 發(fā)熱量而言， 約為煤的23倍。（標(biāo)煤：7000 kcal/kg，標(biāo)油：10000 約為煤的 倍。（標(biāo)煤： ，標(biāo)油： 標(biāo)煤 kcal/kg） ） ? 2、石油使用方便，易燃且不留灰燼。（無煙煤燃點(diǎn)： 、石油使用方便，易燃且不留灰燼。 無煙煤燃點(diǎn)： 550700，煙煤：400550；褐煤：300400。汽 煙煤： 褐煤： 油：427，柴油：220，煤油：210） 柴油：

3、煤油： ? 地位：世界能源第一位，能源40依賴石油；對(duì)國家 地位：世界能源第一位，能源 依賴石油； 和政府而言，石油化工是支柱產(chǎn)業(yè)，接近一半的稅收 和政府而言，石油化工是支柱產(chǎn)業(yè)， 來源。 來源。 （2）石油的形成 ? 水體中有機(jī)物隨地殼變遷不斷深埋，經(jīng) 水體中有機(jī)物隨地殼變遷不斷深埋， 有機(jī)物隨地殼變遷不斷深埋 歷生物和化學(xué)轉(zhuǎn)化過程（先是好氧菌和厭氧菌 的改造，然后是以低溫為主的地球化學(xué)轉(zhuǎn)化階段） 的改造，然后是以低溫為主的地球化學(xué)轉(zhuǎn)化階段）。 ? 有效的生油階段從 60開始，到 有效的生油階段從50 開始， 150160 結(jié)束。 結(jié)束。 ? 過高的地溫使石油逐步裂解成為甲烷， 過高的地溫使

4、石油逐步裂解成為甲烷， 逐步裂解成為甲烷 最終演化成為石墨。 演化成為石墨 最終演化成為石墨。 ? 石油 只是有機(jī)物在地球演化過程中的一 石油只是有機(jī)物在地球演化過程中的一 中間產(chǎn)物。 種中間產(chǎn)物。 （3）石油的主要成分與組成 石油主要是由烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴等烴類化 石油主要是由烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴等烴類化 烷烴 合物組成。 合物組成。 ? 石油主要元素是碳（8590%）和氫（10 石油主要元素是碳 ） 14），還有少量硫（0.20.7），氧（0 還有少量硫 1.5）、氮（0.12）以化合物、膠質(zhì)、 以化合物、膠質(zhì)、 瀝青質(zhì)等非烴類物資形態(tài)存在。 瀝青質(zhì)等非烴類物資形態(tài)存在。 ? 還有微量鈉

5、、鉛、鐵、鎳、釩等金屬元素，濃 還有微量鈉、 釩等金屬元素， 度約為100 mg/L。 度約為 。 ? 一般還有不溶解的水分存在； 一般還有不溶解的水分存在； ? 標(biāo)準(zhǔn)油的熱值為：10000 kcal/kg。 標(biāo)準(zhǔn)油的熱值為： 。 （4）石油的分類 由于石油是一種由多種化合物組成的復(fù)雜的混合物 ， 因 由于石油是一種由多種化合物組成的復(fù)雜的混合物， 此其成分隨產(chǎn)地的不同而變化很大，可用黏度 鹽含量、 黏度、 此其成分隨產(chǎn)地的不同而變化很大 ， 可用 黏度 、 鹽含量 、 凝點(diǎn)、硫含量、殘?zhí)?、蠟含量?沸點(diǎn)、 餾程等物性指標(biāo) 凝點(diǎn) 、 硫含量 、 殘?zhí)?、 蠟含量 、 沸點(diǎn) 、 餾程 等物性指標(biāo)

6、 來說明其特性。 來說明其特性。 ? 石油組成復(fù)雜，通常的分類方法： 石油組成復(fù)雜，通常的分類方法： ? （ 1 ） 按 密 度 ： 輕 質(zhì) 石 油 （ 相 對(duì) 密 度 <0.83 ） 、 中 質(zhì) 石 油 (0.830.89)、重質(zhì)石油（相對(duì)密度 相對(duì)密度>0.89） 、特重質(zhì)石油（相對(duì) ） 密度>1.076） ） 密度 （ 2）按硫含量： 硫含量小于 為低硫石油， 0.52.0 ）按硫含量：硫含量小于0.5為低硫石油， 為含硫石油，大于2.0為高硫石油。 為含硫石油，大于 為高硫石油。 ? （ 3）按蠟含量： 蠟含量 2.5為低蠟石油 ， 2.510 ）按蠟含量：蠟含量0.

7、5 為低蠟石油， 為含蠟石油，大于10為高蠟石油。 為含蠟石油，大于 為高蠟石油。 （5）石油資源 目前世界上已找到近 萬個(gè)油田和7500個(gè)氣田，這些油 目前世界上已找到近3萬個(gè)油田和 個(gè)氣田， 萬個(gè)油田 個(gè)氣田 氣田遍布于地殼上六大穩(wěn)定板塊及其周圍的大陸架地 區(qū)。在156個(gè)較大的盆地內(nèi)幾乎均有油氣田發(fā)現(xiàn)，但分 個(gè)較大的盆地內(nèi)幾乎均有油氣田發(fā)現(xiàn)， 個(gè)較大的盆地內(nèi)幾乎均有油氣田發(fā)現(xiàn) 布極不平衡。 布極不平衡。 ? 從已探明的石油儲(chǔ)量來看，世界總儲(chǔ)量1686億噸 從已探明的石油儲(chǔ)量來看，世界總儲(chǔ)量 億噸 主要分布在7大儲(chǔ)油區(qū) （2007年），主要分布在 大儲(chǔ)油區(qū)，依次為：中東地 年），主要分布在

8、大儲(chǔ)油區(qū)，依次為： 區(qū)、拉丁美洲地區(qū)、前蘇聯(lián)地區(qū)、非洲、北美洲、西 拉丁美洲地區(qū)、前蘇聯(lián)地區(qū)、非洲、北美洲、 歐和東南亞。 大地區(qū)占了 大地區(qū)占了95%的世界儲(chǔ)量。 的世界儲(chǔ)量。 歐和東南亞。7大地區(qū)占了 的世界儲(chǔ)量 （6）石油加工 石油工業(yè)是一個(gè)以石油勘探、開采、儲(chǔ)運(yùn)、煉 石油工業(yè)是一個(gè)以石油勘探、開采、儲(chǔ)運(yùn)、 勘探 為主的工業(yè)， 制為主的工業(yè)，由于其工作的對(duì)象是深埋于地 下的石油礦藏，因此有較高的不確定性， 下的石油礦藏，因此有較高的不確定性，也就 是說具有較大的風(fēng)險(xiǎn)。 是說具有較大的風(fēng)險(xiǎn)。 石油加工的歷史 第一階段， 世紀(jì)以前 第一階段，20世紀(jì)以前 簡單蒸餾，其目的產(chǎn)品是家庭用于照明和

9、取暖用的煤油。 簡單蒸餾，其目的產(chǎn)品是家庭用于照明和取暖用的煤油。 第二階段， 世紀(jì)初 第二階段，20世紀(jì)初 熱裂化技術(shù)可以從較重的餾分或重油中獲得更到的汽油。 熱裂化技術(shù)可以從較重的餾分或重油中獲得更到的汽油。 可以從較重的餾分或重油中獲得更到的汽油 第三階段，20世紀(jì) 年代末、40年代初 世紀(jì)30年代末 第三階段， 世紀(jì) 年代末、 年代初 催化裂化技術(shù)的出現(xiàn)大大提高了石油加工過程中的汽油產(chǎn) 催化裂化技術(shù)的出現(xiàn)大大提高了石油加工過程中的汽油產(chǎn) 量；分子篩催化劑 第四階段， 世紀(jì) 世紀(jì)70年代 第四階段，20世紀(jì) 年代 催化裂化技術(shù)、重整技術(shù)、 催化裂化技術(shù)、重整技術(shù)、渣油加氫技術(shù) 第五階段，

10、 世紀(jì) 世紀(jì)90年代以后 第五階段，20世紀(jì) 年代以后 整體優(yōu)化 石油的加工過程 開采出來的石油（原油）可以直接作燃料用， 開采出來的石油（原油）可以直接作燃料用， 且價(jià)格便宜；若在煉油廠中進(jìn)行深加工，則經(jīng) 且價(jià)格便宜；若在煉油廠中進(jìn)行深加工， 濟(jì)效益可增加許多倍，而且飛機(jī)、汽車、拖拉 濟(jì)效益可增加許多倍，而且飛機(jī)、汽車、 飛機(jī) 機(jī)等也不能直接燃用原油，必須把原油煉制成 機(jī)等也不能直接燃用原油，必須把原油煉制成 燃料油才能使用。因此， 燃料油才能使用。因此，石油的加工是石油利 才能使用 用中非常重要的一環(huán)。 用中非常重要的一環(huán)。 石油的加工程序 蒸餾過程 裂化 熱裂化 催化裂化 加氫催化 重整

11、 精制 聚合 某煉油廠各主要裝置工 藝流程圖 燃料-化工型煉油廠的 燃料 化工型煉油廠的 加工流程 煉油廠 （7）石油產(chǎn)品及其用途 石油由許多組分組成，每一組分都各有其沸 石油由許多組分組成， 通過煉制加工，可以把石油分成幾種不 點(diǎn)。通過煉制加工，可以把石油分成幾種不 同沸點(diǎn)范圍的組分 的組分： 同沸點(diǎn)范圍的組分： (1) 40205的組分作為汽油； 的組分作為汽油； 汽油 (2) 180300的組分作為煤油； 煤油； 的組分作為煤油 (3) 250350的組分作為柴油； 柴油； 的組分作為柴油 (4) 350520的組分作為潤滑油（或重柴油）； 潤滑油（ 的組分作為潤滑油 或重柴油） (5)

12、 高于 高于520的渣油作為重質(zhì)燃料油； 重質(zhì)燃料油； 的渣油作為重質(zhì)燃料油 石油產(chǎn)品用途汽油 石油產(chǎn)品用途 汽油 1、汽油：主要成分是 C4 C12的烴類，為混合烴類。 、汽油： 的烴類，為混合烴類。 2、汽油用途：車用汽油（各種活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車）； 、汽油用途：車用汽油（各種活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車）； 航空汽油（活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的螺旋槳飛機(jī)） 航空汽油（活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的螺旋槳飛機(jī)） 3、判斷汽油的好壞標(biāo)準(zhǔn)： 、判斷汽油的好壞標(biāo)準(zhǔn)： （1）汽油的餾分組成（書P47）； ）汽油的餾分組成（ ）； 汽油的牌號(hào)）。 （2）汽油的辛烷值（即為汽油的牌號(hào)）。 ）汽油的辛烷值（即為汽油的牌號(hào) （1）汽油的餾分組成

13、） 1、把100 ml汽油放進(jìn)帶支管的燒 、 汽油放進(jìn)帶支管的燒 瓶里，插上溫度計(jì)進(jìn)行加熱蒸餾； 瓶里，插上溫度計(jì)進(jìn)行加熱蒸餾； 2、初餾點(diǎn)：蒸出第一滴油時(shí)溫度 、初餾點(diǎn)： 計(jì)所指示的溫度； 計(jì)所指示的溫度； 3、10%點(diǎn)：蒸出物體積達(dá)到 ml 、 點(diǎn) 蒸出物體積達(dá)到10 時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度； 時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度； 4、20%點(diǎn)、30%點(diǎn) 、 點(diǎn) 點(diǎn) 5、干點(diǎn)：蒸出最后一滴油時(shí)所對(duì) 、干點(diǎn)： 應(yīng)的溫度。 應(yīng)的溫度。 6、餾分組成：按各自沸點(diǎn)范圍所 、餾分組成： 占的比例得到的汽油的各種成分。 占的比例得到的汽油的各種成分。 恩式蒸餾實(shí)驗(yàn) 車用汽油要求恩式蒸餾的干 點(diǎn)<205，10%點(diǎn)<79

14、 點(diǎn) （2）辛烷值 ） 1、異辛烷（2，2，4-三甲基戊烷）的抗爆性較好， 、異辛烷（ ， ， 三甲基戊烷 的抗爆性較好， 三甲基戊烷） 辛烷值給定為100。正庚烷的抗爆性差，給定為0。 辛烷值給定為 。正庚烷的抗爆性差，給定為 。 的抗爆性差 2、汽油辛烷值的測定：是以異辛烷和正庚烷為標(biāo)準(zhǔn) 、汽油辛烷值的測定： 燃料，按標(biāo)準(zhǔn)條件， 燃料，按標(biāo)準(zhǔn)條件，在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)單缸汽油機(jī)上用 對(duì)比法進(jìn)行的。調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)燃料組成的比例， 標(biāo)準(zhǔn)燃料組成的比例 對(duì)比法進(jìn)行的。調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)燃料組成的比例，使標(biāo)準(zhǔn) 燃料產(chǎn)生的爆震強(qiáng)度與試樣相同， 燃料產(chǎn)生的爆震強(qiáng)度與試樣相同，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)燃料中 異辛烷所占的體積百分?jǐn)?shù)就是試樣的辛

15、烷值。 異辛烷所占的體積百分?jǐn)?shù)就是試樣的辛烷值。 3、汽油辛烷值大，抗震性好，質(zhì)量也好。 、汽油辛烷值大，抗震性好，質(zhì)量也好。 石油產(chǎn)品用途煤油 石油產(chǎn)品用途 煤油 烷烴，還含有少量芳香烴、 1、煤油：主要成分為C10-C16烷烴，還含有少量芳香烴、不飽 、煤油：主要成分為 和烴、環(huán)烴及其他雜質(zhì)。 和烴、環(huán)烴及其他雜質(zhì)。 2、主要用途：點(diǎn)燈照明、航空煤油、洗滌劑、殺蟲劑溶劑等。 、主要用途：點(diǎn)燈照明、航空煤油、洗滌劑、殺蟲劑溶劑等。 3、航空煤油： 、航空煤油： （1）用途：主要用于噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)（飛行高度高、航程遠(yuǎn)、 ）用途：主要用于噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)（飛行高度高、航程遠(yuǎn)、 飛行速度快等）； 飛行速

16、度快等）； 不低于42860 kJ/kg，密度不低于 不低于775 （2）要求：凈熱值不低于 ）要求：凈熱值不低于 ，密度不低于 kg/m3；冰點(diǎn)溫度不得高于 冰點(diǎn)溫度不得高于 不得高于-60-55；餾程范圍；黏度大小 餾程范圍； 過大，油滴過大，燃燒不完全，降低發(fā)動(dòng)機(jī)出力；過小， （過大，油滴過大，燃燒不完全，降低發(fā)動(dòng)機(jī)出力；過小， 噴出油霧角過大，射程近，內(nèi)部易過熱） 噴出油霧角過大，射程近，內(nèi)部易過熱） （3）來源：加氫裂化。 ）來源：加氫裂化。 石油產(chǎn)品用途柴油 石油產(chǎn)品用途 柴油 1、柴油：主要成分為C15C18的烷烴 。 、柴油：主要成分為 2、主要用途：拖拉機(jī)、農(nóng)用排灌機(jī)械、重載

17、汽車、艦船等。 、主要用途：拖拉機(jī)、農(nóng)用排灌機(jī)械、重載汽車、艦船等。 3、分類：輕柴油和重柴油。 、分類：輕柴油和重柴油。 4、輕柴油主要指標(biāo)： 、輕柴油主要指標(biāo)： 點(diǎn)不高于300 （1）恩式蒸餾的 ）恩式蒸餾的50%點(diǎn)不高于 ，90%點(diǎn)不高于 點(diǎn)不高于 點(diǎn)不高于 350355； 十六烷值來衡量 （2）輕柴油的抗爆性采用十六烷值來衡量，十六烷值越高， ）輕柴油的抗爆性采用十六烷值來衡量，十六烷值越高， 抗爆性越好； 抗爆性越好； 號(hào)和-35號(hào) （3）柴油的牌號(hào)：10、0、-10號(hào)和 號(hào)，是根據(jù)柴油的凝 ）柴油的牌號(hào)： 、 、 號(hào)和 固點(diǎn)的高低來規(guī)定的，實(shí)際反映的是柴油的凝固點(diǎn)溫度 凝固點(diǎn)溫度。

18、 固點(diǎn)的高低來規(guī)定的，實(shí)際反映的是柴油的凝固點(diǎn)溫度。 （8）我國煉油的現(xiàn)狀和差距 原油加工能力世界第三 潤滑油生產(chǎn)能力為世界第三 催化裂化加工能力為世界第二 我國煉油的差距 加工規(guī)模小 1998年全世界共有755個(gè)煉廠，平均規(guī)模532萬噸/年，煉廠最大 能力4085萬噸/年，單系列1700 萬噸/年。同期194個(gè)煉廠，平均規(guī) 模139萬噸/年，煉廠最大能力1700萬噸/年（茂名），單系列800萬 噸/年（鎮(zhèn)海）。 煉油加工能力總體過剩， 煉油加工能力總體過剩，但裝置不適應(yīng)原油品種結(jié)構(gòu)變化 世界裝置負(fù)荷率80以上，我國為63； 80 63 2001年進(jìn)口原油7000萬噸，目前加工含硫能力僅有30

19、00萬噸。 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及質(zhì)量缺乏競爭力 柴油/汽油比例不能滿足市場要求，汽油烯烴含量及硫含量高。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差距 輕質(zhì)油收率：國外70，國內(nèi)66； 噸油加工費(fèi)：1998年216.4元，比亞太地區(qū)高51元。 （9）石油產(chǎn)品發(fā)展趨勢 世界油品構(gòu)成向輕質(zhì)化發(fā)展，加熱用的 世界油品構(gòu)成向輕質(zhì)化發(fā)展， 輕質(zhì)化發(fā)展 燃料油和重質(zhì)油品顯著減少， 燃料油和重質(zhì)油品顯著減少，更多的重 油將通過深加工用以增加運(yùn)輸燃料和石 油將通過深加工用以增加運(yùn)輸燃料和石 深加工 化原料。 化原料。 ? 汽油無鉛化、潔凈化 汽油無鉛化、 ? 柴油要求達(dá)到低硫標(biāo)準(zhǔn) 二、常規(guī)能源天然氣的開發(fā)與利用 常規(guī)能源天然氣的開發(fā)與利用 知識(shí)點(diǎn)

20、： 知識(shí)點(diǎn)： 1、天然氣的組成成分； 、天然氣的組成成分； 2、天然氣的分類； 、天然氣的分類； 3、如何保證天然氣的可 、 持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)？ 持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)？ 考慮：如果君作為領(lǐng)導(dǎo)， 考慮：如果君作為領(lǐng)導(dǎo)，您如何解決 越來越常見的天然氣荒問題？ 越來越常見的天然氣荒問題？ （1）天然氣 天然氣是地下巖層中以碳?xì)浠衔餅橹饕煞值臍怏w 天然氣是地下巖層中以碳?xì)浠衔餅橹饕煞值臍怏w 碳?xì)浠衔?混合物的總稱。 混合物的總稱。 ? 天然氣主要由甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等烴類組成， 天然氣主要由甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等烴類組成， 甲烷 組成 甲烷占80%90%。 其中甲烷占 其中甲烷占 。 ? 天然氣通

21、?？梢苑譃榧兲烊粴狻⑹桶樯鷼?、煤層氣。 天然氣通?？梢苑譃榧兲烊粴?、石油伴生氣、煤層氣。 純天然氣 ? 天然氣是除煤和石油之外的另一種重要的一次能源。 天然氣是除煤和石油之外的另一種重要的一次能源。 它燃燒時(shí)有很高的發(fā)熱值 對(duì)環(huán)境的污染也較小 高的發(fā)熱值， 污染也較小， 它燃燒時(shí)有很高的發(fā)熱值，對(duì)環(huán)境的污染也較小，而 且還是一種重要的化工原料。 且還是一種重要的化工原料。 ? 天然氣的生成過程同石油類似，但比石油更容易生成。 天然氣的生成過程同石油類似，但比石油更容易生成。 （2）天然氣的分類 ） 純天然氣（60） 純天然氣（60） 是從礦井中開采出的干天然氣，也稱氣田氣。 是從礦井中開采出

22、的干天然氣，也稱氣田氣。 干天然氣 天然氣分類 伴生氣（40） ） 是開采石油的副產(chǎn)品 是開采石油的副產(chǎn)品 煤層氣開采 煤層氣 是伴隨煤礦開采產(chǎn)生的，俗稱瓦斯， 是伴隨煤礦開采產(chǎn)生的，俗稱瓦斯，717MPa 瓦斯 和4070時(shí)，每噸煤吸附1330m3甲烷。 4070時(shí) 每噸煤吸附13 甲烷。 13 （3）天然氣的凈化及液化 天然氣中主要的有害雜質(zhì)是 CO2、H2O、H2S 和其他含硫化合物。 和其他含硫化合物。 ? 因此，天然氣在使用前也需凈化，即脫 因此，天然氣在使用前也需凈化， 硫、脫水、脫二氧化碳、脫雜質(zhì)等。 脫水、脫二氧化碳、脫雜質(zhì)等 ? 天然氣液化（加壓輸送，液化天然氣 天然氣液化（

23、加壓輸送，液化天然氣LNG， ， Liquefied Natural Gas） （4）天然氣資源與生產(chǎn) 天然氣儲(chǔ)量豐富、清潔便利，但是儲(chǔ)運(yùn)難， 天然氣儲(chǔ)量豐富、清潔便利，但是儲(chǔ)運(yùn)難， 投資大，回收周期長。 投資大，回收周期長。 ? 與石油一樣，世界天然氣資源分布也很不 與石油一樣， 均勻，主要集中在中東、俄羅斯和東歐， 均勻，主要集中在中東、俄羅斯和東歐， 中東 三者之和約占世界天然氣總儲(chǔ)量的70%。 。 三者之和約占世界天然氣總儲(chǔ)量的 國內(nèi)天然氣資源 資源量大于1×104億立方米的有10個(gè)，依次是塔里木、四川、陜甘寧、東海、渤 海灣、鶯歌海、瓊東南、珠江口、準(zhǔn)噶爾、柴達(dá)木盆地，天然

24、氣資源量 32.26×104 億立方米，占全國天然氣資源總量的84.8%。 天然氣生產(chǎn)現(xiàn)狀。2000年國內(nèi)天然氣產(chǎn)量264.8億立方米，2005年、2010年、 2015年和2020年的國內(nèi)天然氣產(chǎn)量規(guī)劃分別為625億立方米、968億立方米、1251 億立方米和1421億立方米。 地區(qū) 全國 東部 西部 中部 南方 海域 評(píng)價(jià)盆地?cái)?shù)/個(gè) 總資源量/10 所占比例/% 評(píng)價(jià)盆地?cái)?shù) 個(gè) 總資源量 4億立方米 所占比例 69 22 11 2 27 7 38.04 4.36 10.74 11.52 3.28 8.14 100.0 11.5 28.2 30.3 8.6 21.4 國內(nèi)天然氣流向

25、與消費(fèi) 國產(chǎn)天然氣的主體流向是“西氣東輸、海氣登陸、 “ 就近外供”。 ” 進(jìn)口的管道天然氣流向是“西氣東輸、北氣南下”； “ ” 天然氣消費(fèi)以化工為主。 天然氣消費(fèi)以化工為主 1998 年中國天然氣消費(fèi)構(gòu)成 項(xiàng)目 消費(fèi)量 (億立方米 年) 億立方米/年 億立方米 比例/% 比例 發(fā)電 化工 工業(yè) 燃料 2375 11.l 城市 燃?xì)?31.26 14.6 油田生 產(chǎn)用氣 40.45 18.9 合計(jì) 27.08 12.7 91.49 42.7 214.03 100 （5）天然氣的發(fā)展前景 2010年，剩余探明可采儲(chǔ)量天然氣將為 年 165.8×1012m3，石油為 × 石油

26、為1441×108t；以熱量計(jì)算， × ；以熱量計(jì)算， 天然氣LHV：36.442 天然氣儲(chǔ)量已超過石油儲(chǔ)量（天然氣 ： MJ/m3，石油 石油LHV：41.86 MJ/kg）。 ： ） 2015年世界天然氣的產(chǎn)量將超過石油產(chǎn)量。 年世界天然氣的產(chǎn)量將超過石油產(chǎn)量。 年世界天然氣的產(chǎn)量將超過石油產(chǎn)量 ? 2020年能源結(jié)構(gòu)中，天然氣將占29%30%，石油 年能源結(jié)構(gòu)中 天然氣將占 年能源結(jié)構(gòu) ， 其他能源為4%。 占27%，煤占 ，煤占24%，核電為 % ，其他能源為 。 ，核電為8 天然氣用量大增，供求量不成比例， 天然氣用量大增，供求量不成比例，如何 獲得更多的天然氣供

27、應(yīng)量？ 獲得更多的天然氣供應(yīng)量？ 武漢市的士加氣難 可能的解決方法 開源 ；（2） （1）開發(fā)新的天然氣源；（ ）新的角度獲 ）開發(fā)新的天然氣源；（ 得天然氣。 得天然氣。 節(jié)流 （A）大有希望的非常規(guī)天然氣： 大有希望的非常規(guī)天然氣： 非常規(guī)天然氣 a、煤層氣 、 煤伴生， 吸附態(tài)儲(chǔ)存于煤層內(nèi)的非常規(guī)天然氣 的非常規(guī)天然氣， 與煤伴生，以吸附態(tài)儲(chǔ)存于煤層內(nèi)的非常規(guī)天然氣，其 甲烷含量大于95，熱值33.44 MJ/m3，是一種優(yōu)質(zhì)潔 ，熱值 中甲烷含量大于 ，熱值 凈的能源。 每噸煤可吸附 凈的能源。717 Mpa和4070時(shí)，每噸煤可吸附 和 1330m3甲烷，其中甲烷含量大于 。 甲烷，

28、其中甲烷含量大于95。 b、天然氣水合物 、 外形象冰，俗稱“可燃冰” 外形象冰，俗稱“可燃冰”，由水分子和燃?xì)夥肿訕?gòu) 外層是水分子構(gòu)架，核心是燃?xì)夥肿印?成，外層是水分子構(gòu)架，核心是燃?xì)夥肿?。其中燃?xì)?甲烷， 甲烷水合物。 分子絕大多數(shù)是甲烷 所以也稱為甲烷水合物 分子絕大多數(shù)是甲烷，所以也稱為甲烷水合物。1m3 的天然氣水合物可釋放出 可釋放出168 m3的甲烷和0.8 m3的水， 的甲烷和 的水， 的天然氣水合物可釋放出 是一種高能量密度的能源。 是一種高能量密度的能源。 a、煤層氣 、 我國煤層氣資源潛力較大,遠(yuǎn)景資源量為 我國煤層氣資源潛力較大 遠(yuǎn)景資源量為 27.3×10

29、12m3，但目前能源結(jié)構(gòu)極不合理， 但目前能源結(jié)構(gòu)極不合理， × 每年因采煤向大氣排放的煤層甲烷高達(dá) 194×108m3,接近于全國 年的天然氣產(chǎn)量， 接近于全國1年的天然氣產(chǎn)量 × 接近于全國 年的天然氣產(chǎn)量， 占世界采煤排放甲烷總量的1/3， 占世界采煤排放甲烷總量的 ，既浪費(fèi)能源 又污染環(huán)境.因此 因此,加強(qiáng)我國煤層氣的開發(fā)和 又污染環(huán)境 因此 加強(qiáng)我國煤層氣的開發(fā)和 利用迫在眉睫。（ 。（2003年） 利用迫在眉睫。（ 年 21世紀(jì)發(fā)展煤層氣的意義 21世紀(jì)發(fā)展煤層氣的意義 減輕我國石油和天然氣的供應(yīng)壓力； 減輕我國石油和天然氣的供應(yīng)壓力； ? 能有效地改

30、善煤礦安全生產(chǎn)條件； 能有效地改善煤礦安全生產(chǎn)條件； ? 將有效地保護(hù)大氣環(huán)境。 將有效地保護(hù)大氣環(huán)境。 深度在1000m以內(nèi)的煤層氣具有較好的經(jīng)濟(jì)效益， 以內(nèi)的煤層氣具有較好的經(jīng)濟(jì)效益， 深度在 以內(nèi)的煤層氣具有較好的經(jīng)濟(jì)效益 我國目前有1/3的煤礦資源具有經(jīng)濟(jì)開采價(jià)值。 我國目前有 的煤礦資源具有經(jīng)濟(jì)開采價(jià)值。 的煤礦資源具有經(jīng)濟(jì)開采價(jià)值 煤層氣開發(fā)的方法 煤層氣的開采模式 （1）井下煤層氣抽采。所謂井下煤層氣抽采就是借 ） 煤炭開采工作面和巷道，通過煤礦井下抽采、 助煤炭開采工作面和巷道，通過煤礦井下抽采、采動(dòng)區(qū) 抽采、廢棄礦井抽采等方法來開采煤層氣資源。 抽采、廢棄礦井抽采等方法來開采

31、煤層氣資源。 井下煤層氣抽采機(jī)理：當(dāng)煤層采動(dòng)以后， 井下煤層氣抽采機(jī)理：當(dāng)煤層采動(dòng)以后，破壞了原巖 石力學(xué)平衡，造成了煤層的卸壓 由于瓦斯氣體90%以 煤層的卸壓， 石力學(xué)平衡，造成了煤層的卸壓，由于瓦斯氣體 以 上以物理吸附狀態(tài)存在于煤層中，為了繼續(xù)保持平衡， 物理吸附狀態(tài)存在于煤層中 上以物理吸附狀態(tài)存在于煤層中，為了繼續(xù)保持平衡， 煤層中的瓦斯涌出，通過人工改造使其成為密閉系統(tǒng) 密閉系統(tǒng)， 煤層中的瓦斯涌出，通過人工改造使其成為密閉系統(tǒng)， 從而持續(xù)維持卸壓區(qū)域 這樣， 持續(xù)維持卸壓區(qū)域 從而持續(xù)維持卸壓區(qū)域這樣，煤層瓦斯將源源不斷被 抽出。 抽出。 井下煤層氣抽采的2個(gè)基本條件 個(gè)基本條

32、件： 井下煤層氣抽采的 個(gè)基本條件：在小范圍內(nèi)有足夠 的煤層氣資源及使煤層瓦斯得以釋放的煤層透氣性大小。 的煤層氣資源及使煤層瓦斯得以釋放的煤層透氣性大小。 （2）地面鉆井采煤層氣。地面鉆井采煤層氣就是 ） 利用垂直井或定向井技術(shù)來開采原始儲(chǔ)層中的煤層氣 垂直井或定向井技術(shù)來開采 利用垂直井或定向井技術(shù)來開采原始儲(chǔ)層中的煤層氣 資源。 資源。 地面鉆采煤層氣的機(jī)理： 地面鉆采煤層氣的機(jī)理：當(dāng)儲(chǔ)層壓力降低到臨界解 吸壓力以下時(shí) 甲烷氣體從煤基質(zhì)微孔隙內(nèi)表面 微孔隙內(nèi)表面解吸 吸壓力以下時(shí)，甲烷氣體從煤基質(zhì)微孔隙內(nèi)表面解吸 出來；由于瓦斯?jié)舛炔町惗l(fā)生擴(kuò)散到煤的裂隙系統(tǒng)， 瓦斯?jié)舛炔町惗l(fā)生擴(kuò)散到

33、煤的裂隙系統(tǒng) 出來；由于瓦斯?jié)舛炔町惗l(fā)生擴(kuò)散到煤的裂隙系統(tǒng)， 最后以達(dá)西流形式流到井筒。 最后以達(dá)西流形式流到井筒。解吸是煤層氣進(jìn)行地面 鉆采的前提，降壓是解吸的前提 是解吸的前提。 鉆采的前提，降壓是解吸的前提。 地面鉆采煤層氣能否發(fā)生的根本在于煤層氣是否能 地面鉆采煤層氣能否發(fā)生的根本在于煤層氣是否能 降壓解吸。 降壓解吸。 ECBM-Enhanced Coal Bed Methane Recovery CO2-強(qiáng)化煤層氣開采率 強(qiáng)化煤層氣開采率 2005年2008年我國煤層 年 年我國煤層 氣地上開采量增長分析 2005年2008年我國煤層 年 年我國煤層 氣井下抽采量增長分析 b、天

34、然氣水合物（可燃冰） 、天然氣水合物（可燃冰） 天然氣水合物（Natural Gas 天然氣水合物（ Hydrate，簡稱 ，簡稱Gas Hydrate）， ）， 又稱籠形化合物 籠形化合物（ 又稱籠形化合物（Clathrate）。 ） 它是在一定條件（合適的溫度、 它是在一定條件（合適的溫度、 壓力、氣體飽和度、水的鹽度、 壓力、氣體飽和度、水的鹽度、 pH值等）下由水和天然氣組成的 值等） 值等 類冰的、非化學(xué)計(jì)量的、 類冰的、非化學(xué)計(jì)量的、籠形結(jié) 晶化合物，其遇火即可燃燒。 晶化合物，其遇火即可燃燒。 ? 天然氣水合物由水分子和燃?xì)夥?天然氣水合物由水分子和燃?xì)夥?子構(gòu)成，外層是水分子構(gòu)

35、架， 子構(gòu)成，外層是水分子構(gòu)架，核 心是燃?xì)夥肿印?心是燃?xì)夥肿?。其中燃?xì)夥肿咏^ 大多數(shù)是甲烷 所以天然氣水合 甲烷， 大多數(shù)是甲烷，所以天然氣水合 物也稱為甲烷水合物。 物也稱為甲烷水合物。 天然氣水合物分子結(jié)構(gòu)示意圖 1m3天然氣水合物可釋放出 天然氣水合物可釋放出168m3甲烷和 甲烷和0.8m3水； 低溫高壓下存在，溫度低于0 壓力高于10MPa。 低溫高壓下存在，溫度低于 10，壓力高于 。 天然氣水合物的形成條件與分布規(guī)律 天然氣水合物的形成有三個(gè)基本條件，缺一不可。首先 天然氣水合物的形成有三個(gè)基本條件，缺一不可。 三個(gè)基本條件 壓力要足夠大， 溫度不能太高；第二壓力要足夠大 但

36、不需太大； 溫度不能太高；第二壓力要足夠大，但不需太大；0 個(gè)大氣壓以上就可生成； 時(shí)，30個(gè)大氣壓以上就可生成；第三，地底要有氣源。 個(gè)大氣壓以上就可生成 第三，地底要有氣源。 ? 從目前來看，天然氣水合物主要分布在地球上兩類地區(qū)： 從目前來看，天然氣水合物主要分布在地球上兩類地區(qū)： 一類地區(qū)是水深為 水深為300 m4000 m 的海洋，在這里，天 的海洋，在這里， 一類地區(qū)是水深為 然氣水合物基本是在高壓條件下形成 高壓條件下形成的 然氣水合物基本是在高壓條件下形成的，主要分布于泥 質(zhì)海底，賦存于海底以下0 米的松散沉積層中； 質(zhì)海底，賦存于海底以下 1500 米的松散沉積層中； 另一類

37、地區(qū)是高緯度大陸地區(qū)永凍土帶 水深100250 高緯度大陸地區(qū)永凍土帶及 另一類地區(qū)是高緯度大陸地區(qū)永凍土帶及水深 米以下極地陸架海，在這里， 米以下極地陸架海，在這里，天然氣水合物主要是在低 海面時(shí)期低溫條件下形成。 海面時(shí)期低溫條件下形成。 低溫條件下形成 我國最可能的天然氣水合物主要儲(chǔ)存區(qū)在南海和 我國最可能的天然氣水合物主要儲(chǔ)存區(qū)在南海和 東海的深水海底。 東海的深水海底。 永凍土中天然氣水合物主要在西伯利亞、 天然氣水合物主要在西伯利亞 永凍土中天然氣水合物主要在西伯利亞、阿拉斯 和加拿大的北極圈內(nèi)。 加、和加拿大的北極圈內(nèi)。 我國天然氣水合物特點(diǎn)： 我國天然氣水合物特點(diǎn)： 1、資源

38、量巨大，且主要在東部海域； 、資源量巨大，且主要在東部海域； 2、勘探、生產(chǎn)可與常規(guī)油氣的勘探生產(chǎn)同時(shí)進(jìn)行； 、勘探、生產(chǎn)可與常規(guī)油氣的勘探生產(chǎn)同時(shí)進(jìn)行； 3、可充分繼承利用現(xiàn)有油氣開采技術(shù)和裝備。 、可充分繼承利用現(xiàn)有油氣開采技術(shù)和裝備。 天然氣水合物的開采方法 甲烷水合物 與水-冰相圖 與水 冰相圖 天然氣水合物的開采方法簡介 （1）熱激法 ） 基本思路是利用各種加熱技 基本思路是利用各種加熱技 術(shù)對(duì)天然氣水合物儲(chǔ)層進(jìn)行 加熱，使水合物層的溫度達(dá) 加熱， 到天然氣水合物的分解溫度 以上，使水合物分解， 以上，使水合物分解，代表 的方法是注蒸汽和利用電 （或磁）加熱。 或磁）加熱。 1）蒸氣

39、或熱水輸入。 ）蒸氣或熱水輸入。 2）水合物分解階段。 ）水合物分解階段。 3）產(chǎn)生氣體和水的階段。 ）產(chǎn)生氣體和水的階段。 （2）降壓法 ） 通過降低壓力而引起天然氣水合物穩(wěn) 通過降低壓力而引起天然氣水合物穩(wěn) 定的相平衡曲線的移動(dòng)， 定的相平衡曲線的移動(dòng)，從而達(dá)到促 使水合物分解的目的。 使水合物分解的目的。其一般是通過 在一水合物層之下的游離氣聚集層 游離氣聚集層中 在一水合物層之下的游離氣聚集層中 "降低 天然氣壓力或形成一個(gè)天然氣 降低"天然氣壓力或形成一個(gè)天然氣 降低 "囊"（由熱激發(fā)或化學(xué)試劑作用人為 囊 （ 形成）， ），與天然氣接觸的水合

40、物變得 形成），與天然氣接觸的水合物變得 不穩(wěn)定并且分解為天然氣和水。其實(shí)， 不穩(wěn)定并且分解為天然氣和水。其實(shí)， 開采水合物層之下的游離氣是降低儲(chǔ) 層壓力的一種有效方法， 層壓力的一種有效方法，另外通過調(diào) 節(jié)天然氣的提取速度可以達(dá)到控制儲(chǔ) 層壓力的目的， 層壓力的目的，進(jìn)而達(dá)到控制水合物 分解的效果。 分解的效果。 （3）化學(xué)試劑法 ） 某些化學(xué)試劑，諸如鹽水、 某些化學(xué)試劑，諸如鹽水、 甲醇、乙醇、乙二醇、丙三 甲醇、乙醇、乙二醇、 醇等化學(xué)試劑可以改變水合 醇等化學(xué)試劑可以改變水合 物形成的相平衡條件， 物形成的相平衡條件，降低 水合物穩(wěn)定溫度 穩(wěn)定溫度。 水合物穩(wěn)定溫度。當(dāng)將上述 化學(xué)試

41、劑從井孔泵入后， 化學(xué)試劑從井孔泵入后，就 會(huì)引起水合物的分解。 會(huì)引起水合物的分解。 典型的開采主要優(yōu)缺點(diǎn) 開采方法 注熱水 優(yōu) 點(diǎn) 方案簡單， 方案簡單，可實(shí) 行循環(huán)注熱， 行循環(huán)注熱，循 環(huán)利用 作用速度快，可 作用速度快， 控 作用速度快， 作用速度快，操 作簡單， 作簡單，可通過 波導(dǎo)傳輸 成本低， 成本低，不需要 連續(xù)激發(fā) 降低了初期能源 輸入、方案簡單， 輸入、方案簡單， 易實(shí)現(xiàn) 缺點(diǎn) 在發(fā)生分離之前必須輸入顯熱， 在發(fā)生分離之前必須輸入顯熱，同 時(shí)又需要把熱量輸出到非水合巖中。 時(shí)又需要把熱量輸出到非水合巖中。 二次加熱中有10%到75%的熱損失 二次加熱中有 到 的熱損失 掉

42、了。 掉了。 設(shè)備較復(fù)雜， 設(shè)備較復(fù)雜，需要大量電能 需要大量電能， 需要大量電能，而且缺乏大功率磁 控管 作用緩慢，效率低， 作用緩慢，效率低，并且需要較高 的儲(chǔ)層溫度 費(fèi)用昂貴，作用緩慢，腐蝕設(shè)備， 費(fèi)用昂貴，作用緩慢，腐蝕設(shè)備， 且在水合物中很難擴(kuò)散， 且在水合物中很難擴(kuò)散，不宜在開 采海底水合物時(shí)使用 電磁加熱 微波加熱 減 壓 化學(xué)試劑 天然氣水合物開采方法經(jīng)濟(jì)性比較 常規(guī)天然氣生 產(chǎn) 3,150 2,000 1,100 1.82 2.25 熱激發(fā) 投 資 5,084 3,200 900 3.60 4.50 降 壓 3,320 2,510 1,100 2.28 2.85 年 投 入

43、產(chǎn)氣量（MMcf/年） 生產(chǎn)成本$/Mcf 收支平衡 ($/Mcf) 關(guān)注天然氣水合物 基于天然氣水合物是 世紀(jì)的重要后續(xù)能源， 基于天然氣水合物是21世紀(jì)的重要后續(xù)能源， 世紀(jì)的重要后續(xù)能源 并可能對(duì)人類生存環(huán)境及海底工程設(shè)施產(chǎn)生災(zāi) 害性影響，全球科學(xué)家和各國政府都予以高度 害性影響， 關(guān)注。 關(guān)注。 ? 日本計(jì)劃 日本計(jì)劃2016年實(shí)現(xiàn)可燃冰的商業(yè)開采，美國 年實(shí)現(xiàn)可燃冰的商業(yè)開采， 年實(shí)現(xiàn)可燃冰的商業(yè)開采 計(jì)劃2015，中國計(jì)劃2020年。 ，中國計(jì)劃 計(jì)劃 年 天然氣水合物的威脅 天然氣水合物固然給人類帶來了新的能源希望， 天然氣水合物固然給人類帶來了新的能源希望， 但它也可對(duì)全球氣候

44、和生態(tài)環(huán)境甚至人類的生 但它也可對(duì)全球氣候和生態(tài)環(huán)境甚至人類的生 存環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅。 存環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅。 ? 當(dāng)前大氣中 當(dāng)前大氣中CO2以0.3%/年的速度增長，甲烷 年的速度增長， 年的速度增長 的速度增加； 以0.9%的速度增加； 的速度增加 ? 全球海底天然氣水合物中甲烷含量約為大氣中 全球海底天然氣水合物中甲烷含量約為大氣中 甲烷含量約為 甲烷量的3000倍。 倍 甲烷量的 （B）沼氣提純獲得生物天然氣 大型養(yǎng)殖場 2020年沼氣資源總 年沼氣資源總 量可達(dá)915億m3 量可達(dá) 億 ？ 天然氣： 天然氣：>95%CH4 工業(yè)應(yīng) 用 脫水 CH4壓縮 CH4/CO2， C

45、H4含量為 4060% 提 純 CO2等分離， 等分離， 將CH4含量 提高至95% 提高至 以上 2015年和2020年的國內(nèi)天然氣產(chǎn)量規(guī)劃分別為1251億立方米和1421億立方米。 思考：如果君作為市領(lǐng)導(dǎo)， 思考：如果君作為市領(lǐng)導(dǎo)，您如何解 決天然氣荒問題？ 決天然氣荒問題？ 二、常規(guī)能源水能 常規(guī)能源 知識(shí)點(diǎn)： 知識(shí)點(diǎn)： ? 1、水能利用的方式； 、水能利用的方式； ? 2、抽水蓄能電站工作原理； 、抽水蓄能電站工作原理； 第二節(jié) 能源概述 二、常規(guī)能源 4、水能 、 水能是自然界廣泛存在的一次能源。 水能是自然界廣泛存在的一次能源。 一次能源 它可以通過水力發(fā)電站方便地轉(zhuǎn)換為 它可以通

46、過水力發(fā)電站方便地轉(zhuǎn)換為 水力發(fā)電站 優(yōu)質(zhì)的二次能源 電能。 優(yōu)質(zhì)的二次能源電能。故，“水 二次能源 電能 常規(guī)能源 電”既是被廣泛利用的常規(guī)能源，又 既是被廣泛利用的常規(guī)能源， 可再生能源。 是可再生能源。而且水力發(fā)電對(duì)環(huán)境 無污染， 無污染，因此水能是世界上眾多能源 中永不枯竭的優(yōu)質(zhì)能源。 中永不枯竭的優(yōu)質(zhì)能源。 我國的水力資源 我國土地遼闊，河流眾多，徑流豐沛，落差巨大， 我國土地遼闊，河流眾多，徑流豐沛，落差巨大， 蘊(yùn)藏著豐富的水能資源。據(jù)估計(jì)， 蘊(yùn)藏著豐富的水能資源。據(jù)估計(jì)，我國河流水能資 源的理論蘊(yùn)藏量為 源的理論蘊(yùn)藏量為6.76億kW，年發(fā)電量為 理論蘊(yùn)藏量 億 ，年發(fā)電量為59

47、200億 億 kW?h，不論是水能資源的理論蘊(yùn)藏量，還是可開發(fā) kW?h，不論是水能資源的理論蘊(yùn)藏量，還是可開發(fā) 理論蘊(yùn)藏量 的水能資源，中國在世界各國中均居第一位。 的水能資源，中國在世界各國中均居第一位。 第一位 ? 長江、黃河中上游、雅魯藏布江中下游、珠江、瀾 長江、黃河中上游、雅魯藏布江中下游、珠江、 滄江、怒江、黑龍江上游， 滄江、怒江、黑龍江上游，占全國大中型水電資源 90。云、川、藏水能資源占全國57，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá) 。云 ，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá) 。 藏水能資源占全國 ， 東部11省市水能資源僅占 省市水能資源僅占6 的東部 省市水能資源僅占 。 水能利用 水能利用是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其任務(wù)是根據(jù)國民

48、 水能利用是一項(xiàng)系統(tǒng)工程， 經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和水資源條件， 經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和水資源條件，在河流規(guī)劃和 電力系統(tǒng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，擬定出最優(yōu)的水資源 電力系統(tǒng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，擬定出最優(yōu)的水資源 利用方案。 利用方案。 水力資源的開發(fā)方式和水電站的基本類型 水力資源的開發(fā)方式是按照集中落差而選定，大 水力資源的開發(fā)方式是按照集中落差而選定， 集中落差而選定 致有三種基本方式， 堤壩式、引水式和混合式。 致有三種基本方式，即堤壩式、引水式和混合式。 ? 按不同的開發(fā)方式修建起來的水電站，其樞紐布 按不同的開發(fā)方式修建起來的水電站， 建筑物組成等也截然不同， 置、建筑物組成等也截然不同，故水電站也隨之 而分為

49、堤壩式 引水式和混合式三種基本類型 堤壩式、 三種基本類型。 而分為堤壩式、引水式和混合式三種基本類型。 水工建筑物 擋水建筑物（壩）； 擋水建筑物（ ? 泄洪建筑物（溢洪道或閘）； 泄洪建筑物（溢洪道或閘）； ? 引水建筑物（引水渠或隧洞，包括調(diào)壓井）； 引水建筑物（引水渠或隧洞，包括調(diào)壓井）； ? 電站廠房（包括尾水渠、升壓站）。 電站廠房（包括尾水渠、升壓站）。 水力發(fā)電 水力發(fā)電占 世界電力的 19%，工作 ， 效率達(dá)90%。 效率達(dá) 。 抽水蓄能電站 P55） （書P55） 抽水蓄能電站工作原理：利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的電能抽水 抽水蓄能電站工作原理：利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的電能抽水 電力負(fù)

50、荷低谷時(shí)的電能 至上水庫， 電力負(fù)荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電的水電站。 至上水庫，在電力負(fù)荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電的水電站。 又稱蓄能式水電站。它可將電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí)的多余電能， 又稱蓄能式水電站。它可將電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí)的多余電能，轉(zhuǎn)變 為電網(wǎng)高峰時(shí)期的高價(jià)值電能，還適于調(diào)頻、調(diào)相， 為電網(wǎng)高峰時(shí)期的高價(jià)值電能，還適于調(diào)頻、調(diào)相，穩(wěn)定電 力系統(tǒng)的周波和電壓，且宜為事故備用， 力系統(tǒng)的周波和電壓，且宜為事故備用，還可提高系統(tǒng)中火 電站和核電站的效率。 電站和核電站的效率。 天荒坪抽水蓄能電站 位于安吉縣天荒鎮(zhèn)大溪村 調(diào)節(jié)性能方面：根據(jù)華東電網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)計(jì)劃， 調(diào)節(jié)性能方面：根據(jù)華東電網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)計(jì)劃，2000年華

51、東電力 年華東電力 系統(tǒng)最高負(fù)荷達(dá)3536萬千瓦，峰谷差 萬千瓦， 萬千瓦， 系統(tǒng)最高負(fù)荷達(dá) 萬千瓦 峰谷差1232萬千瓦，缺少調(diào)峰 萬千瓦 容量約500萬千瓦。 萬千瓦。 容量約 萬千瓦 電廠總裝機(jī)容量為 萬千瓦 屬日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電廠 萬千瓦， 電廠， 電廠總裝機(jī)容量為180萬千瓦，屬日調(diào)節(jié)純抽水蓄能電廠， 年發(fā)電量31.60億千瓦時(shí)，年抽水耗電量 億千瓦時(shí)， 億千瓦時(shí)， 年發(fā)電量 億千瓦時(shí) 年抽水耗電量42.86億千瓦時(shí)，下水 億千瓦時(shí) 庫庫容877萬m3，上水庫庫容 上水庫庫容885萬m3。電站安裝 臺(tái)30萬千瓦 電站安裝6臺(tái) 萬千瓦 庫庫容 萬 萬 立軸可逆混流式水泵水輪機(jī)/發(fā)電電動(dòng)

52、機(jī)組 發(fā)電電動(dòng)機(jī)組。 立軸可逆混流式水泵水輪機(jī) 發(fā)電電動(dòng)機(jī)組。 二、常規(guī)能源核能的開發(fā)與利用 常規(guī)能源 （1）核能的開發(fā)和利用現(xiàn)狀 核能（又稱原子能、原子核能） 原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)放 核能（又稱原子能、原子核能）是原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)放 出的能量。 出的能量 核裂變能 核聚變能 1942年，意大利的費(fèi)米、匈牙利的西拉德等在芝加哥幫助美國 建成世界上第一座核反應(yīng)堆。 1954年，前蘇聯(lián)建成了世界上第一個(gè)核裂變能發(fā)電站，開創(chuàng)了 人類大規(guī)模利用核能發(fā)電的先河。 截止2000年，全世界共有433座核電機(jī)組在運(yùn)行，總裝機(jī)容量 為3.49億千瓦（電功率），核電占全球總電力生產(chǎn)量的16.1。 核電仍然是世

53、界能源結(jié)構(gòu)中重要組成部分之一。 法國（ ）、立陶宛（ ）、比利時(shí)（ ） ）、立陶宛 ）、比利時(shí) 法國（78）、立陶宛（73）、比利時(shí)（58） 美國（ ）、法國（ ）、日本（ ）、英國（ ） ）、法國 ）、日本 ）、英國 美國（104）、法國（59）、日本（54）、英國（35） （2）核能的優(yōu)越性 1）核電比火電安全 自核電投入使用以來，僅有兩次事故。 2）核電比火電經(jīng)濟(jì) 鈾235分裂時(shí)產(chǎn)生的熱量是同等質(zhì)量煤的260萬 倍，是石油的160萬倍。 一座100萬千瓦的核電站，每年補(bǔ)充30t核材料， 但同功率的火電站，每年需消耗300萬t煤或200萬t 石油。 3）核電比火電清潔，對(duì)環(huán)境的污染小 （3

54、）我國核能的開發(fā)和利用 1991年12月15日，我國第一座自行設(shè)計(jì)自主建設(shè)的 核電站秦山核電站并網(wǎng)發(fā)電成功。 中國目前投入商業(yè)運(yùn)營的核電站共有：秦山一期、 二期、三期核電站，廣東大亞灣核電站，嶺澳核電 站，江蘇田灣核電站等6家核電站11臺(tái)機(jī)組，擁有 850萬千瓦核電容量。 批準(zhǔn)了浙江三門、廣東嶺澳擴(kuò)建項(xiàng)目，各建設(shè)兩 臺(tái)百萬千瓦級(jí)壓水堆核電機(jī)組，廣東陽江項(xiàng)目和 浙江秦山二期擴(kuò)建項(xiàng)目也獲批。 2020年力爭中國的核電總規(guī)模將達(dá)到4000萬千瓦。 （4）核裂變反應(yīng)與反應(yīng)堆 ） 93 140 （ 鈾 235 U） 中子 鈮（ Nb） 鈰（ Ce） 3個(gè)中子 200MeV 核裂變反應(yīng) 骨牌效應(yīng) 極其微小

55、的中子， 極其微小的中子，將有能力釋放沉睡 在大自然界中幾十億年的物質(zhì)巨人。 在大自然界中幾十億年的物質(zhì)巨人。 視頻： 視頻：原子彈和核電站 核裂變反應(yīng)堆 利用原子核反應(yīng)原理建造的反應(yīng)堆需將裂變時(shí)釋放出的中子減速 后，再引起新的核裂變，由于中子的運(yùn)動(dòng)速度與分子的熱運(yùn)動(dòng)達(dá)到平 再引起新的核裂變，由于中子的運(yùn)動(dòng)速度與分子的熱運(yùn)動(dòng)達(dá)到平 衡狀態(tài)，這種中子被稱為熱中子 熱中子。 衡狀態(tài)，這種中子被稱為熱中子。堆內(nèi)主要由熱中子引起裂變的反應(yīng) 堆叫做熱中子反應(yīng)堆 簡稱熱堆 熱中子反應(yīng)堆（ 熱堆）。 堆叫做熱中子反應(yīng)堆（簡稱熱堆）。 慢化劑是一些含輕元素而又吸收中子少的物質(zhì) 如重水、 是一些含輕元素而又吸收

56、中子少的物質(zhì)， 慢化劑是一些含輕元素而又吸收中子少的物質(zhì)，如重水、鈹、石 水等。冷卻劑也是吸收中子很少的物質(zhì) 也是吸收中子很少的物質(zhì)。 墨、水等。冷卻劑也是吸收中子很少的物質(zhì)。熱中子堆最常用的冷卻 劑是輕水（普通水）、重水、二氧化碳和氦氣。 劑是輕水（普通水）、重水、二氧化碳和氦氣。 ）、重水 輕水堆 壓水堆：一回路冷卻劑保持在120160個(gè)大氣壓； 個(gè)大氣壓； 壓水堆：一回路冷卻劑保持在 個(gè)大氣壓 沸水堆：冷卻水保持在較低的壓力（約為70個(gè)大氣壓 個(gè)大氣壓） 沸水堆：冷卻水保持在較低的壓力（約為 個(gè)大氣壓）下，水通 過堆芯變成約285的蒸汽，并直接被引入汽輪機(jī)。 過堆芯變成約 的蒸汽，并直接被引入汽輪機(jī)。 重水堆 重水慢化、 重水慢化、重水冷卻 重水慢化、 重水慢化、沸騰輕水 石墨氣冷堆 石墨作慢化劑 二氧化碳、氦氣作冷卻劑 二氧化碳、 核裂變反應(yīng)堆 快