地?zé)岚l(fā)電的技術(shù)

1、關(guān)于地?zé)岚l(fā)電技術(shù)第1頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四表1 各類地?zé)豳Y源開發(fā)技術(shù)概況第2頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四二、地?zé)崮艿陌l(fā)電利用狀況 1904年，意大利在拉德瑞羅地?zé)嵴镜耐鶑?fù)式蒸汽機(jī)上試用地?zé)嵴羝l(fā)電，1913年又在拉德瑞羅地?zé)犭娬镜?50kw汽輪發(fā)電機(jī)組正式發(fā)點運(yùn)行，開創(chuàng)了世界地?zé)岚l(fā)電的歷史。此后，新西蘭、菲律賓、美國、日本等國家相繼開發(fā)地?zé)豳Y源，各種類型的地?zé)犭娬静粩喑霈F(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計，全世界地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)總量：1980年為1960MW，1985年為2698MW，1990年為5832MW，1995年為7231MW，到2005年達(dá)到8912M

2、W，其中美國地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量居世界首位，菲律賓第二位，墨西哥居第三位。第3頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四 我國的地?zé)岚l(fā)電事業(yè)從20世紀(jì)60年代末期至70年代，由國家科委支持，全國各地區(qū)均開發(fā)地?zé)嵊糜诎l(fā)電，并根據(jù)國外技術(shù)進(jìn)行地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的研究。1977年，西藏羊八井國內(nèi)容量最大、參數(shù)最高的第一臺1000KW試驗地?zé)岚l(fā)電機(jī)組發(fā)電。20世紀(jì)80年代，西藏阿里地區(qū)建成了1臺地?zé)岚l(fā)電機(jī)組，為國內(nèi)設(shè)計生產(chǎn)的兩級擴(kuò)容機(jī)組。80年代末期至90年代初期，在西藏的那曲地區(qū)又安裝了1臺1000kw雙工質(zhì)循環(huán)地?zé)釞C(jī)組。 作為一種電源方式，地?zé)岚l(fā)電技術(shù)是值得研究和投入的，從目前我國的情況看，地

3、熱發(fā)電對于局部地區(qū)的電源補(bǔ)充很有意義。第4頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四第二節(jié) 地?zé)岚l(fā)電原理和技術(shù) 地?zé)崮艿睦媚壳坝兄苯永煤桶l(fā)電利用兩大途徑。地?zé)崮艿陌l(fā)電利用主要適合于地?zé)峋隹趨?shù)較高的地?zé)崽?，特別是蒸汽田。對于中、低溫的地?zé)豳Y源，以直接利用為主要的利用方式。圖1 地?zé)岚l(fā)電示意圖一、地?zé)岚l(fā)電原理與分類第5頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四1. 地?zé)岬陌l(fā)電利用 （1）地?zé)崮苤苯影l(fā)電。例如利用干蒸汽直接發(fā)電的汽輪機(jī)組（如圖2所示） （2）閃蒸（擴(kuò)容）發(fā)電方式 （3）雙循環(huán)低熱發(fā)電系統(tǒng)第6頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四圖

4、 2 利用干蒸汽直接發(fā)電的汽輪機(jī)組第7頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四 2. 地?zé)崮艿闹苯永?地?zé)崮苤苯永玫男枰脑O(shè)備有： （1）地?zé)崴a(chǎn)設(shè)備，包括地?zé)峋捅?（2）地?zé)崂玫臋C(jī)械設(shè)備，包括管道、換熱器、控制系統(tǒng)等。 （3）地?zé)崴幚硐到y(tǒng)，通常為回灌設(shè)備或儲水池，不采用回灌時，需要考慮低熱誰的污染物排放問題。第8頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四二、地?zé)岚l(fā)電資源勘探和開采1. 地?zé)峥碧?勘探內(nèi)容有：載熱流體的類型，如蒸汽、熱水或汽水混合物等；地?zé)崽锏臒崃?shù)，如地?zé)崽锏臒醿α?、地?zé)崴屠渌姆€(wěn)定流量、溫度及其晝夜、季節(jié)、年度變化數(shù)據(jù)等；地?zé)崴?/p>

5、輸出計算參數(shù)；地?zé)岚l(fā)電防腐蝕有關(guān)數(shù)據(jù)，如地?zé)崴幕瘜W(xué)成分、氣體成分和含量等；地?zé)岚l(fā)電工程施工的有關(guān)數(shù)據(jù)。第9頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四三、地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)設(shè)計與建設(shè)1. 地?zé)岚l(fā)電設(shè)備 （1）汽輪發(fā)電機(jī) （2）機(jī)組容量選擇 （3）汽輪機(jī)進(jìn)口初壓 （4）凝汽器 （5）抽氣器 第10頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四 2. 冷卻水源及冷卻水塔選擇 地?zé)犭娬镜睦鋮s水供應(yīng)方案，應(yīng)因地制宜按地?zé)釁^(qū)的具體條件確定。在地表冷卻水源充足的地區(qū)，可直接采用一次使用的開關(guān)供水冷卻系統(tǒng)；在冷卻水源不足的地區(qū)，則可采用帶有冷卻水塔或噴水池的循環(huán)供水冷卻系統(tǒng)。 冷卻水塔可按

6、常規(guī)設(shè)計，但應(yīng)考慮防腐蝕問題。應(yīng)采用抗腐蝕的材料制造所有被循環(huán)水潤濕的金屬部件，對于鑄鐵件，應(yīng)涂上一層厚的煤焦油、環(huán)氧樹脂或其他保護(hù)材料。凝結(jié)水和冷卻水所有的連接管，都應(yīng)采用不銹鋼管、鋁管或塑料管。第11頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四 3. 地?zé)崃黧w輸送 設(shè)計地?zé)崃黧w輸送系統(tǒng)，要事先了解地?zé)崃黧w的化學(xué)性質(zhì)、井口壓力變化對流量和氣水比的影響以及閉井時的最大井口壓力等。設(shè)計時要考慮的主要問題之一，是管徑的選擇，以使井口到管道交付端之間的壓降不致過大，避免過大的壓降使井口產(chǎn)量降低。在輸送蒸汽的井口，還應(yīng)裝設(shè)汽水分離器。輸送沸水或接近沸點的熱水時，須保證管道中各點的壓力都要高

7、于對應(yīng)于沸點的壓力，以免熱水沸騰。在設(shè)計中還應(yīng)對管道停運(yùn)時的腐蝕控制問題加以考慮。第12頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四 4. 低沸點工質(zhì)選擇 在中間介質(zhì)法地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)中，是由蒸汽或低沸點工質(zhì)蒸汽向地下水吸熱、對汽輪機(jī)做功、向冷卻水放熱等過程實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)換的。水和低沸點物質(zhì)在設(shè)備系統(tǒng)中起著傳送和轉(zhuǎn)換熱能的作用，通常把這些物質(zhì)成為工質(zhì)。 選擇工質(zhì)時應(yīng)考慮以下基本要求： 發(fā)電性能好，即在相同條件下每噸熱水的實際發(fā)電量較大 傳熱性能好，即在相同條件下放熱系數(shù)較大 壓力水平適中，即在地下熱水溫度下相應(yīng)的飽和壓力不高 來源豐富，價格較低 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解，腐蝕性和毒性小，不易

8、燃易爆。第13頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四 地?zé)犭娬痉栏g 在地?zé)崃黧w中含有多種能導(dǎo)致金屬及其他物質(zhì)腐蝕的成為，對金屬表面及其他物質(zhì)會產(chǎn)生不同程度的腐蝕，直接影響地?zé)犭娬驹O(shè)施的使用壽命，因而也影響地?zé)岚l(fā)電的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)高度重視地?zé)犭娬痉栏g問題。 地?zé)崃黧w腐蝕的主要物質(zhì)有氧、氫離子、氯離子、硫化氫、二氧化碳、氨和硫酸鹽等。 地?zé)犭娬镜脑O(shè)計應(yīng)包括防腐蝕工程設(shè)計，所選擇的防腐蝕措施，既要簡便可行、使用壽命長、又要成本較低、經(jīng)濟(jì)性好。第14頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四地?zé)犭娬痉澜Y(jié)垢 結(jié)垢是地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)中常遇到的問題。垢由多種化合物混合組成，按化學(xué)

9、成分分，可將垢分為碳酸垢、硫酸鈣垢、硅酸鹽垢和氧化鐵垢等種類，其物質(zhì)指標(biāo)是硬度和孔隙度。 防結(jié)垢的方法很多，最常見的除機(jī)械除垢外，主要還有以下幾種：（1）化學(xué)方法處理（2）在地?zé)崂孟到y(tǒng)前增加閥門（3）物理方法除垢（4）根據(jù)熱力學(xué)原理計算和控制井口壓力第15頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四 7. 地?zé)犭娬净毓嗉夹g(shù) 地?zé)崽锏拇罅块_采，必將造成熱儲壽命縮短，地下水位下降，并導(dǎo)致地面沉降。如果把地?zé)岚l(fā)電的地?zé)釛壦毓嗟叵?，就可大大減輕這些弊端，并減輕地?zé)釛壦畬τ诃h(huán)境的污染?；毓嗑钠矫娌贾?，有混雜排列和便對邊排列兩種。 8. 地?zé)犭娬疚菜C合利用 地?zé)犭娬景l(fā)電后排出的尾水，溫

10、度一般都在6070攝氏度左右或更高，適合雨農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活利用，或從中提取有用的化學(xué)元素等。應(yīng)根據(jù)具體情況，對地?zé)犭娬九懦龅奈菜M(jìn)行綜合利用。不僅要利用地?zé)豳Y源的熱能，還應(yīng)把地下熱水作為寶貴的礦產(chǎn)資源和水資源加以利用，使其發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益。第16頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四9. 地?zé)犭娬緦Νh(huán)境的影響 地?zé)崮荛_發(fā)利用對環(huán)境的有害影響很小。 大型地?zé)犭娬镜亩趸蚝投趸寂欧帕恐挥腥济夯痣娬镜陌俜种畮祝旧喜划a(chǎn)生氮氧化物，而且采用回灌技術(shù)可以避免土壤和地面水體遭受污染。10. 地?zé)犭娬具\(yùn)行 （1）啟動和停機(jī) （2）運(yùn)行中應(yīng)注意事項：背壓的異常變化；最佳蒸發(fā)工況；系統(tǒng)

11、的密封性；腐蝕和結(jié)垢。第17頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四 一、概述定義：地?zé)豳Y源是開發(fā)利用地?zé)崮艿奈镔|(zhì)基礎(chǔ)。地?zé)豳Y源是指在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)和地質(zhì)環(huán)境條件下，地殼內(nèi)能夠科學(xué)、合理地開發(fā)出來的巖石中的熱能量和熱流體中的熱能量及其有用的伴生成分。類型：通常把地?zé)豳Y源按照其在地下熱儲中存在的不同形式，分為蒸汽型地?zé)豳Y源、熱水型地?zé)豳Y源、干熱巖型地?zé)豳Y源和巖漿型地?zé)豳Y源等5類。目前能為人類開發(fā)利用的，主要是地?zé)嵴羝偷責(zé)崴畠纱箢愘Y源，統(tǒng)稱為水熱型地?zé)豳Y源。第三節(jié) 地?zé)豳Y源第18頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四地下熱水形成：一般可分為深循環(huán)型和特殊熱源型兩種

12、形成類型。深循環(huán)型地下熱水的形成、運(yùn)動和儲存，與地質(zhì)構(gòu)造密切相關(guān)。地?zé)崽镱愋停悍譃闊崴锖驼羝飪纱箢愋?。?）熱水田。這種地?zé)崽镩_采出的介質(zhì)主要是液態(tài)水，既可直接用于供暖和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也可用于減壓擴(kuò)充法地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)。（2）蒸汽田。當(dāng)儲水層的上方有一透水性很差的覆蓋巖層時，由于覆蓋層的隔水、隔熱作用，覆蓋層下面的儲水層在長期受熱的條件下，就成為聚集大量具有一定壓力和溫度的蒸汽和熱水的熱儲，即構(gòu)成為蒸汽田。第19頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四二、世界地?zé)豳Y源全世界地?zé)豳Y源總儲量，據(jù)初步估算，約為1.45* J，相當(dāng)于4.948* t標(biāo)準(zhǔn)煤，數(shù)量十分巨大。在各大板塊的皎潔

13、處形成了有豐富地?zé)豳Y源的地?zé)釒?。從世界范圍來說，主要有如下4個地?zé)釒В涵h(huán)太平洋地?zé)釒Т笪餮笱笾旭ば偷責(zé)釒Ъt海亞丁灣東非裂谷型地?zé)釒У刂泻Ｏ柴R拉雅縫合線型地?zé)釒У?0頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四 三、中國地?zé)豳Y源 1. 高溫地?zé)豳Y源 2. 中、低溫地?zé)豳Y源 （1）現(xiàn)(近)代火山型 （2）巖漿型 （3）斷裂型 （4）斷陷、凹陷盆地型第21頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四 一、中國地?zé)岚l(fā)電現(xiàn)狀 中國是研究和開發(fā)利用地?zé)豳Y源最早的國家之一。近50年來，國家對地?zé)崮艿拈_發(fā)利用十分重視，先后組織了地?zé)豳Y源的普查和勘探；建立了研究機(jī)構(gòu)，充實了研究力量；制訂

14、了規(guī)劃，組織了科技攻關(guān)；積極開展了對地?zé)崮艿拈_發(fā)利用；組織安排了試驗示范；召開了學(xué)術(shù)會議，開展了國際合作與交流。到1998年底，中國的地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)總量達(dá)32MW，居世界第13位；中國的地?zé)嶂苯永迷O(shè)備總功率2443MW，居世界前列。第四節(jié) 中國地?zé)岚l(fā)電第22頁，共24頁，2022年，5月20日，5點36分，星期四 二、 中國地?zé)岚l(fā)電未來 關(guān)于中國地?zé)岚l(fā)電未來的初步構(gòu)想為：（1）在國家電網(wǎng)和區(qū)域電網(wǎng)達(dá)不到的西藏高原、滇西和川西地區(qū)，礦物燃料短缺，而高溫地?zé)豳Y源豐富，應(yīng)優(yōu)先開發(fā)地?zé)豳Y源，實行建設(shè)地?zé)犭娬九c建設(shè)小水電站并重的方針，從根本上解決這些地區(qū)的電力供應(yīng)問題。（2）近期目標(biāo)是對羊八井地?zé)犭娬粳F(xiàn)有地?zé)岚l(fā)電設(shè)備進(jìn)行完