第6章地?zé)崮馨l(fā)電《可再生能源發(fā)電》電子課件

第6章地?zé)崮馨l(fā)電1第6章地?zé)崮馨l(fā)電16.1地?zé)崮芗捌淅?.2蒸汽型地?zé)岚l(fā)電

6.3熱水型地?zé)岚l(fā)電

6.4干熱巖地?zé)岚l(fā)電

26.1地?zé)崮芗捌淅?.2蒸汽型地?zé)岚l(fā)電6.3熱水6.1地?zé)崮芗捌淅脳钯F妃入浴華清池36.1地?zé)崮芗捌淅脳钯F妃入浴華清池3地?zé)崮苁莵?lái)自地球深處的熱能，它源于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。地下水深處的循環(huán)和來(lái)自極深處的巖漿侵入到地殼后，把熱量從地下深處帶至近表層。在有些地方，熱能隨自然涌出的蒸汽和水到達(dá)地面。地?zé)崮懿坏菬o(wú)污染的清潔能源，而且如果熱量提取速度不超過(guò)補(bǔ)充的速度，那么熱能還是可再生的。

4地?zé)崮苁莵?lái)自地球深處的熱能，它源于地球的熔融巖

(a)地球結(jié)構(gòu)（b）地球內(nèi)部溫度圖6-1地球的構(gòu)造5(a)地球結(jié)構(gòu)（b）地球內(nèi)部溫6.1.1地?zé)豳Y源的分類(lèi)6.1.2中國(guó)的地?zé)豳Y源6.1.3國(guó)內(nèi)外地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用的現(xiàn)狀與前景66.1.1地?zé)豳Y源的分類(lèi)6.1.2中國(guó)的地?zé)豳Y源6.1.6.1.1地?zé)豳Y源的分類(lèi)76.1.1地?zé)豳Y源的分類(lèi)76.1.2中國(guó)的地?zé)豳Y源我國(guó)地?zé)豳Y源的分布主要與各種構(gòu)造體系及地震活動(dòng)、火山活動(dòng)密切相關(guān)。其中能用于發(fā)電的高溫地?zé)豳Y源主要分布在西藏、滇西和臺(tái)灣地區(qū)，其他省區(qū)均為中低溫地?zé)豳Y源。據(jù)初步估算，全國(guó)主要沉積盆地距地表2000m以內(nèi)儲(chǔ)藏的地?zé)崮?，相?dāng)于2500億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的熱量，主要分布在松遼盆地、華北盆地、江漢盆地、渭河盆地、太原盆地、臨汾盆地、運(yùn)城盆地等眾多的山間盆地以及東南沿海的福建、廣東、贛南、湘南等地。從分布情況下，中低溫資源由東向西減弱，東部地?zé)崽镂挥诮?jīng)濟(jì)發(fā)展快、人口集中、經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)的地區(qū)。86.1.2中國(guó)的地?zé)豳Y源我國(guó)地?zé)豳Y源的分布主9910106.1.3國(guó)內(nèi)外地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用的現(xiàn)狀與前景地?zé)岚l(fā)電至今已有近百年的歷史了，其中美國(guó)地?zé)岚l(fā)電的裝機(jī)容量居世界首位。1913年，第一座裝機(jī)容量為0.25MW的電站在意大利建成并運(yùn)行，標(biāo)志著商業(yè)性地?zé)岚l(fā)電的開(kāi)端。目前世界最大的地?zé)犭娬臼敲绹?guó)的蓋瑟爾斯地?zé)犭娬荆涞谝慌_(tái)地?zé)岚l(fā)電機(jī)組（11MW）于1960年起動(dòng)，20世紀(jì)70年代，共投產(chǎn)9臺(tái)機(jī)組，80年代以后，又相繼投產(chǎn)一大批機(jī)組，至1985年電站裝機(jī)容量已達(dá)到1361MW。除此之外，許多發(fā)展中國(guó)家也在積極利用地?zé)岚l(fā)電以補(bǔ)能源的不足，如薩爾瓦多、肯尼亞、尼加拉瓜、哥斯達(dá)黎加等國(guó)的國(guó)家電網(wǎng)有10%以上的電力是來(lái)自地?zé)岚l(fā)電。116.1.3國(guó)內(nèi)外地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用的現(xiàn)狀與前景地?zé)岚l(fā)電地?zé)岚l(fā)電在我國(guó)也有了較大的發(fā)展。1970年，我國(guó)在廣東豐順建成第一座地?zé)犭娬?，機(jī)組功率為0.1MW。隨后，河北懷來(lái)、西藏羊八井等地也建了地?zé)犭娬?。到目前為止，西藏羊八井地?zé)犭娬臼俏覈?guó)最大、運(yùn)行最久的地?zé)犭娬荆两袢栽诎踩?、穩(wěn)定發(fā)電。羊八井地?zé)犭娬狙b機(jī)容量已達(dá)到9臺(tái)共25.18MW，機(jī)組最大單機(jī)容量為3MW等級(jí)。目前，國(guó)內(nèi)可以獨(dú)立建造30MW以上規(guī)模的地?zé)犭娬荆瑔螜C(jī)可達(dá)到10MW，截止到2007年，我國(guó)地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量為32MW。目前，羊八井電站還具有很大的開(kāi)發(fā)潛力，而在羊八井地?zé)崽镂髂?5km處的羊易地?zé)崽?，也是一個(gè)亟待開(kāi)發(fā)的高溫地?zé)崽铩Ａ硗?，云南省地?zé)豳Y源十分豐富，如騰沖地區(qū)是中國(guó)大陸有名的高溫地?zé)釁^(qū)，也是中國(guó)大陸?yīng)氁粺o(wú)二的火山熱區(qū)，地質(zhì)普查顯示，全區(qū)有27個(gè)高溫地?zé)崽?，在此建設(shè)萬(wàn)千瓦級(jí)地?zé)犭娬疽蚜腥雵?guó)家計(jì)劃。12地?zé)岚l(fā)電在我國(guó)也有了較大的發(fā)展。1970年，我國(guó)在廣東6.2蒸汽型地?zé)岚l(fā)電

蒸汽型地?zé)岚l(fā)電是把高溫地?zé)崽镏械母烧羝苯右肫啺l(fā)電機(jī)組發(fā)電。在引入發(fā)電機(jī)組前先要把蒸汽中所含的巖屑、礦粒和水滴分離出去。這種發(fā)電方式最為簡(jiǎn)單，但干蒸汽地?zé)豳Y源十分有限，而且多存在于比較深的地層，開(kāi)采技術(shù)難度大，其發(fā)展有一定的局限性。蒸汽型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)又可分為背壓式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)和凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。136.2蒸汽型地?zé)岚l(fā)電蒸汽型地?zé)岚l(fā)電是把高溫6.2.1背壓式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)圖6-3背壓式汽輪機(jī)地?zé)嵴羝l(fā)電系統(tǒng)146.2.1背壓式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)圖6-3背壓式汽輪機(jī)地?zé)嵴?.2.2凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)圖6-4凝汽式汽輪機(jī)地?zé)嵴羝l(fā)電系統(tǒng)156.2.2凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)圖6-4凝汽式汽輪機(jī)地?zé)嵴?.3熱水型地?zé)岚l(fā)電

熱水型地?zé)岚l(fā)電是目前地?zé)岚l(fā)電的主要方式，包括純熱水和濕蒸汽兩種情況，適用于分布最為廣泛的中低溫地?zé)豳Y源。低溫?zé)崴畬赢a(chǎn)生的熱水或濕蒸汽不能直接送入汽輪機(jī)，需要通過(guò)一定的手段，把熱水變成蒸汽或者利用其熱量產(chǎn)生別的蒸汽，才能用于發(fā)電。主要有兩種方式。166.3熱水型地?zé)岚l(fā)電熱水型地?zé)岚l(fā)電是目前地6.3.1閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)閃蒸地?zé)岚l(fā)電方法也稱“減壓擴(kuò)容法”，就是把低溫地?zé)崴朊芊馊萜髦?，通過(guò)抽氣降低容器內(nèi)的氣壓（減壓），使地?zé)崴谳^低的溫度下沸騰生產(chǎn)蒸汽，體積膨脹的蒸汽做功（擴(kuò)容），推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)，不論地?zé)豳Y源是濕蒸汽田還是熱水田，都是直接利用地下熱水所產(chǎn)生的水蒸氣來(lái)推動(dòng)汽輪機(jī)做功，得到機(jī)械能。閃蒸后剩下的熱水和汽輪機(jī)中的凝結(jié)水可以供給其他熱水用戶利用。利用完后的熱水再回罐到地層內(nèi)。適合于地?zé)崴|(zhì)較好且不凝性氣體含量較少的地?zé)豳Y源。濕蒸汽型和熱水型閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)，如圖6-5所示。兩種形式的差別在于蒸汽的來(lái)源或形成方式。如果地?zé)峋隹诘牧黧w是濕蒸汽，則先進(jìn)入汽水分離器，分離出的蒸汽送往汽輪機(jī)，分離下來(lái)的水再進(jìn)入閃蒸器，得到蒸汽后送入汽輪機(jī)發(fā)電。

176.3.1閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)閃蒸地?zé)岚l(fā)電方法也（a）濕蒸汽型（b）熱水型圖6-5單級(jí)閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)18（a）濕蒸汽型6.3.2雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電方法也稱低沸點(diǎn)工質(zhì)法，是利用地下熱水來(lái)加熱某種低沸點(diǎn)工質(zhì)，使其產(chǎn)生具有較高壓力的蒸汽并送入汽輪機(jī)工作。其原理如圖6-6所示。圖6-6單級(jí)雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)196.3.2雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電方法也稱低雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括：①低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸氣壓力高，設(shè)備尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低；②地?zé)崴唤佑|發(fā)電系統(tǒng)，可避免關(guān)鍵設(shè)備的腐蝕，對(duì)成分復(fù)雜的地?zé)豳Y源適應(yīng)性強(qiáng)。這是一種有效利用中溫地?zé)岬陌l(fā)電系統(tǒng)。中溫地?zé)豳Y源豐富，分布廣，因此發(fā)展雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)很有意義。低沸點(diǎn)工質(zhì)導(dǎo)熱性比水差，價(jià)格較高，來(lái)源有限，有些還有易燃、易爆、有毒、不穩(wěn)定、對(duì)金屬有腐蝕等特性，對(duì)雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展有一定的影響。20雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括：①低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸氣壓力6.3.3聯(lián)合循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)圖6-7聯(lián)合循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)216.3.3聯(lián)合循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)圖6-7聯(lián)合循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系6.4干熱巖地?zé)岚l(fā)電

圖6-8澳大利亞地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)2005年，澳大利亞地球動(dòng)力公司宣布建造全球首座使用干熱巖技術(shù)的商用地?zé)犭娬尽?26.4干熱巖地?zé)岚l(fā)電圖6-8澳大利亞地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)第6章地?zé)崮馨l(fā)電23第6章地?zé)崮馨l(fā)電16.1地?zé)崮芗捌淅?.2蒸汽型地?zé)岚l(fā)電

6.3熱水型地?zé)岚l(fā)電

6.4干熱巖地?zé)岚l(fā)電

246.1地?zé)崮芗捌淅?.2蒸汽型地?zé)岚l(fā)電6.3熱水6.1地?zé)崮芗捌淅脳钯F妃入浴華清池256.1地?zé)崮芗捌淅脳钯F妃入浴華清池3地?zé)崮苁莵?lái)自地球深處的熱能，它源于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。地下水深處的循環(huán)和來(lái)自極深處的巖漿侵入到地殼后，把熱量從地下深處帶至近表層。在有些地方，熱能隨自然涌出的蒸汽和水到達(dá)地面。地?zé)崮懿坏菬o(wú)污染的清潔能源，而且如果熱量提取速度不超過(guò)補(bǔ)充的速度，那么熱能還是可再生的。

26地?zé)崮苁莵?lái)自地球深處的熱能，它源于地球的熔融巖

(a)地球結(jié)構(gòu)（b）地球內(nèi)部溫度圖6-1地球的構(gòu)造27(a)地球結(jié)構(gòu)（b）地球內(nèi)部溫6.1.1地?zé)豳Y源的分類(lèi)6.1.2中國(guó)的地?zé)豳Y源6.1.3國(guó)內(nèi)外地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用的現(xiàn)狀與前景286.1.1地?zé)豳Y源的分類(lèi)6.1.2中國(guó)的地?zé)豳Y源6.1.6.1.1地?zé)豳Y源的分類(lèi)296.1.1地?zé)豳Y源的分類(lèi)76.1.2中國(guó)的地?zé)豳Y源我國(guó)地?zé)豳Y源的分布主要與各種構(gòu)造體系及地震活動(dòng)、火山活動(dòng)密切相關(guān)。其中能用于發(fā)電的高溫地?zé)豳Y源主要分布在西藏、滇西和臺(tái)灣地區(qū)，其他省區(qū)均為中低溫地?zé)豳Y源。據(jù)初步估算，全國(guó)主要沉積盆地距地表2000m以內(nèi)儲(chǔ)藏的地?zé)崮埽喈?dāng)于2500億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的熱量，主要分布在松遼盆地、華北盆地、江漢盆地、渭河盆地、太原盆地、臨汾盆地、運(yùn)城盆地等眾多的山間盆地以及東南沿海的福建、廣東、贛南、湘南等地。從分布情況下，中低溫資源由東向西減弱，東部地?zé)崽镂挥诮?jīng)濟(jì)發(fā)展快、人口集中、經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)的地區(qū)。306.1.2中國(guó)的地?zé)豳Y源我國(guó)地?zé)豳Y源的分布主31932106.1.3國(guó)內(nèi)外地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用的現(xiàn)狀與前景地?zé)岚l(fā)電至今已有近百年的歷史了，其中美國(guó)地?zé)岚l(fā)電的裝機(jī)容量居世界首位。1913年，第一座裝機(jī)容量為0.25MW的電站在意大利建成并運(yùn)行，標(biāo)志著商業(yè)性地?zé)岚l(fā)電的開(kāi)端。目前世界最大的地?zé)犭娬臼敲绹?guó)的蓋瑟爾斯地?zé)犭娬?，其第一臺(tái)地?zé)岚l(fā)電機(jī)組（11MW）于1960年起動(dòng)，20世紀(jì)70年代，共投產(chǎn)9臺(tái)機(jī)組，80年代以后，又相繼投產(chǎn)一大批機(jī)組，至1985年電站裝機(jī)容量已達(dá)到1361MW。除此之外，許多發(fā)展中國(guó)家也在積極利用地?zé)岚l(fā)電以補(bǔ)能源的不足，如薩爾瓦多、肯尼亞、尼加拉瓜、哥斯達(dá)黎加等國(guó)的國(guó)家電網(wǎng)有10%以上的電力是來(lái)自地?zé)岚l(fā)電。336.1.3國(guó)內(nèi)外地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用的現(xiàn)狀與前景地?zé)岚l(fā)電地?zé)岚l(fā)電在我國(guó)也有了較大的發(fā)展。1970年，我國(guó)在廣東豐順建成第一座地?zé)犭娬?，機(jī)組功率為0.1MW。隨后，河北懷來(lái)、西藏羊八井等地也建了地?zé)犭娬?。到目前為止，西藏羊八井地?zé)犭娬臼俏覈?guó)最大、運(yùn)行最久的地?zé)犭娬?，至今仍在安全、穩(wěn)定發(fā)電。羊八井地?zé)犭娬狙b機(jī)容量已達(dá)到9臺(tái)共25.18MW，機(jī)組最大單機(jī)容量為3MW等級(jí)。目前，國(guó)內(nèi)可以獨(dú)立建造30MW以上規(guī)模的地?zé)犭娬?，單機(jī)可達(dá)到10MW，截止到2007年，我國(guó)地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量為32MW。目前，羊八井電站還具有很大的開(kāi)發(fā)潛力，而在羊八井地?zé)崽镂髂?5km處的羊易地?zé)崽?，也是一個(gè)亟待開(kāi)發(fā)的高溫地?zé)崽?。另外，云南省地?zé)豳Y源十分豐富，如騰沖地區(qū)是中國(guó)大陸有名的高溫地?zé)釁^(qū)，也是中國(guó)大陸?yīng)氁粺o(wú)二的火山熱區(qū)，地質(zhì)普查顯示，全區(qū)有27個(gè)高溫地?zé)崽?，在此建設(shè)萬(wàn)千瓦級(jí)地?zé)犭娬疽蚜腥雵?guó)家計(jì)劃。34地?zé)岚l(fā)電在我國(guó)也有了較大的發(fā)展。1970年，我國(guó)在廣東6.2蒸汽型地?zé)岚l(fā)電

蒸汽型地?zé)岚l(fā)電是把高溫地?zé)崽镏械母烧羝苯右肫啺l(fā)電機(jī)組發(fā)電。在引入發(fā)電機(jī)組前先要把蒸汽中所含的巖屑、礦粒和水滴分離出去。這種發(fā)電方式最為簡(jiǎn)單，但干蒸汽地?zé)豳Y源十分有限，而且多存在于比較深的地層，開(kāi)采技術(shù)難度大，其發(fā)展有一定的局限性。蒸汽型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)又可分為背壓式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)和凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。356.2蒸汽型地?zé)岚l(fā)電蒸汽型地?zé)岚l(fā)電是把高溫6.2.1背壓式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)圖6-3背壓式汽輪機(jī)地?zé)嵴羝l(fā)電系統(tǒng)366.2.1背壓式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)圖6-3背壓式汽輪機(jī)地?zé)嵴?.2.2凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)圖6-4凝汽式汽輪機(jī)地?zé)嵴羝l(fā)電系統(tǒng)376.2.2凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)圖6-4凝汽式汽輪機(jī)地?zé)嵴?.3熱水型地?zé)岚l(fā)電

熱水型地?zé)岚l(fā)電是目前地?zé)岚l(fā)電的主要方式，包括純熱水和濕蒸汽兩種情況，適用于分布最為廣泛的中低溫地?zé)豳Y源。低溫?zé)崴畬赢a(chǎn)生的熱水或濕蒸汽不能直接送入汽輪機(jī)，需要通過(guò)一定的手段，把熱水變成蒸汽或者利用其熱量產(chǎn)生別的蒸汽，才能用于發(fā)電。主要有兩種方式。386.3熱水型地?zé)岚l(fā)電熱水型地?zé)岚l(fā)電是目前地6.3.1閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)閃蒸地?zé)岚l(fā)電方法也稱“減壓擴(kuò)容法”，就是把低溫地?zé)崴朊芊馊萜髦?，通過(guò)抽氣降低容器內(nèi)的氣壓（減壓），使地?zé)崴谳^低的溫度下沸騰生產(chǎn)蒸汽，體積膨脹的蒸汽做功（擴(kuò)容），推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)，不論地?zé)豳Y源是濕蒸汽田還是熱水田，都是直接利用地下熱水所產(chǎn)生的水蒸氣來(lái)推動(dòng)汽輪機(jī)做功，得到機(jī)械能。閃蒸后剩下的熱水和汽輪機(jī)中的凝結(jié)水可以供給其他熱水用戶利用。利用完后的熱水再回罐到地層內(nèi)。適合于地?zé)崴|(zhì)較好且不凝性氣體含量較少的地?zé)豳Y源。濕蒸汽型和熱水型閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)，如圖6-5所示。兩種形式的差別在于蒸汽的來(lái)源或形成方式。如果地?zé)峋隹诘牧黧w是濕蒸汽，則先進(jìn)入汽水分離器，分離出的蒸汽送往汽輪機(jī)，分離下來(lái)的水再進(jìn)入閃蒸器，得到蒸汽后送入汽輪機(jī)發(fā)電。

396.3.1閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)閃蒸地?zé)岚l(fā)電方法也（a）濕蒸汽型