新能源發(fā)電技術(shù) 電子課件 6.3 蒸汽型地?zé)岚l(fā)電技術(shù)

6.3蒸汽型地?zé)岚l(fā)電技術(shù)任課老師：2018年08月目錄Contents1蒸汽型地?zé)岚l(fā)電綜述2干蒸汽資源的來(lái)源3蒸汽型地?zé)岚l(fā)電原理4蒸汽型地?zé)岚l(fā)電評(píng)價(jià)5蒸汽型地?zé)岚l(fā)電案例目錄Contents1蒸汽型地?zé)岚l(fā)電綜述2干蒸汽資源的來(lái)源3蒸汽型地?zé)岚l(fā)電原理4蒸汽型地?zé)岚l(fā)電評(píng)價(jià)5蒸汽型地?zé)岚l(fā)電案例天地寰宇間從不缺少資源，只是缺少發(fā)現(xiàn)資源的眼睛。在厚德載物的大地里，依舊有怒放的噴涌。它就是蒸汽型地?zé)崮堋５責(zé)豳Y源蒸汽型地?zé)豳Y源特點(diǎn)以生產(chǎn)溫度較高的蒸汽為主，雜有少量其它氣體。液態(tài)水含量很低甚至于沒(méi)有。蒸汽露出后，其壓力高于大氣壓力，溫度至少等于飽和溫度。蒸汽型地?zé)豳Y源是指地下以蒸汽為主的對(duì)流熱系統(tǒng),其特點(diǎn)如下：地?zé)岣烧羝姆诸?lèi)在飽和溫度下，汽水兩態(tài)共存，此時(shí)蒸汽部分被稱(chēng)為飽和蒸汽。飽和蒸汽當(dāng)溫度超過(guò)飽和點(diǎn)時(shí)，蒸汽被稱(chēng)為過(guò)熱態(tài)蒸汽。過(guò)熱態(tài)蒸汽and干蒸汽地?zé)岚l(fā)電廠是第一種取得成功的地?zé)岚l(fā)電技術(shù)類(lèi)型，其歷史可以追溯到1904年。當(dāng)時(shí)，意大利的皮爾洛王子在意大利托斯卡納的拉爾代雷洛建造并經(jīng)營(yíng)了一個(gè)小型蒸汽機(jī)。由于地?zé)崃黧w只單純含有蒸汽，僅依靠熱機(jī)即可加以利用。蒸汽型地?zé)岚l(fā)電的歷史與本書(shū)下一節(jié)要介紹的閃蒸發(fā)電廠相比，干蒸汽發(fā)電廠更為簡(jiǎn)單且成本更低。據(jù)估計(jì)，干蒸汽地?zé)岚l(fā)電機(jī)組的平均發(fā)電裝機(jī)功率為40.75MW。其中，美國(guó)的地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量約為1477MW，意大利為862.5MW，印尼為445MW。目前中國(guó)還沒(méi)有純粹的干蒸汽地?zé)岚l(fā)電廠。蒸汽型地?zé)岚l(fā)電的現(xiàn)狀目錄Contents1蒸汽型地?zé)岚l(fā)電綜述2干蒸汽資源的來(lái)源3蒸汽型地?zé)岚l(fā)電原理4蒸汽型地?zé)岚l(fā)電評(píng)價(jià)5蒸汽型地?zé)岚l(fā)電案例何良俊曰：天下皆慕向之者，必如鳳毛麟角。如此潔凈好用的資源人們也肯定都“慕向之”，但是蒸汽型地?zé)岚l(fā)電的應(yīng)用其實(shí)并不廣泛，這是為什么呢？干蒸汽資源一個(gè)干蒸汽儲(chǔ)層的存在需要各種高度偶然的情況同時(shí)發(fā)生。主要要求：具有含蒸汽的裂縫性多孔巖石具體要求：資源產(chǎn)生需要54123最后頂部蓋層需要有很低的滲透率，而這需要通過(guò)礦物沉積形成密封來(lái)實(shí)現(xiàn)。第三在儲(chǔ)集層一定要有數(shù)量的相互連通的裂縫與裂隙，可以使液體在儲(chǔ)集層內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)。首先在靠近地表以下5km的地方有熱資源。第四還要在儲(chǔ)集層和圍巖之間有足夠的橫向隔層來(lái)防止低溫地下水淹沒(méi)蒸汽儲(chǔ)層。其次在很長(zhǎng)一段的地質(zhì)歷史時(shí)間內(nèi)，在儲(chǔ)集層之上必須有足夠的滲透率使蒸汽溢出到地表。四美具，二難并。具備了如此精微而又偶然的條件，干蒸汽便如同學(xué)們凌云的志向，噴涌而出，直沖霄漢！然而，天時(shí)不如地利，地利不如人和。有能源固然重要，人們會(huì)用能源才是真正的般若所在。有著深邃的智慧與無(wú)畏的勇氣的人們創(chuàng)造出了利用干蒸汽資源的多種設(shè)備，讓我們?nèi)ヒ惶骄烤拱?。地?zé)嵴羝媚夸汣ontents1蒸汽型地?zé)岚l(fā)電綜述2干蒸汽資源的來(lái)源3蒸汽型地?zé)岚l(fā)電原理4蒸汽型地?zé)岚l(fā)電評(píng)價(jià)5蒸汽型地?zé)岚l(fā)電案例地?zé)嵴羝l(fā)電和火力發(fā)電的原理基本上是一樣的，都是將蒸汽的熱能經(jīng)過(guò)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。但地?zé)嵴羝l(fā)電不像火力發(fā)電那樣需要大型鍋爐，也不需要消耗化石燃料。因?yàn)榈厍蚓褪且粋€(gè)免費(fèi)的而且清潔的超級(jí)大鍋爐。地?zé)嵴羝l(fā)電的整個(gè)過(guò)程就是將地?zé)嵴羝槌鐾ㄈ肫啓C(jī)。原理概述汽輪機(jī)發(fā)電功率可以根據(jù)以下公式來(lái)計(jì)算：D表示地?zé)嵴羝牧髁浚╧g/h）Δh表示汽輪機(jī)進(jìn)出口地?zé)嵴羝撵式担╧J/kg）η表示汽輪機(jī)發(fā)電組的發(fā)電效率功率計(jì)算公式

（6-1）背壓式汽輪機(jī)排汽壓力高于大氣壓力，排汽可直接排放到大氣中或輸送給供熱用戶使用凝汽式汽輪機(jī)凝汽式汽輪機(jī)的排汽壓力小于大氣壓力，排汽是先進(jìn)入到凝汽器中然后變成凝結(jié)水。分類(lèi)背壓式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)如圖所示背壓式汽輪機(jī)工作過(guò)程：1.抽氣從蒸汽井中抽出干飽和蒸汽，或者抽出地下水和蒸汽的混合物到凈化分離器中。2.凈化通過(guò)離心分離等手段先對(duì)抽出來(lái)的蒸汽加以?xún)艋?，除去蒸汽中的固體雜質(zhì)和水。3.發(fā)電把蒸汽輸入汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。4.排氣最后做完功的蒸汽直接排入大氣，或者用于工業(yè)生產(chǎn)中的加熱過(guò)程。凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)如圖所示凝汽式汽輪機(jī)區(qū)別：汽輪機(jī)的排汽沒(méi)有直接排入大氣而是進(jìn)入凝汽器進(jìn)行冷凝。優(yōu)勢(shì)：冷凝過(guò)程中，排汽的體積驟然縮小，因而原來(lái)充滿蒸汽的密閉空間形成真空，這就降低了汽輪機(jī)的排汽壓力，使蒸汽的理想焓降增加，從而提高了汽輪機(jī)的輸出功率。額外需要：凝汽式汽輪機(jī)還需要配備抽氣器來(lái)抽除不凝結(jié)氣體，以保持凝汽器內(nèi)的真空度。目錄Contents1蒸汽型地?zé)岚l(fā)電綜述2干蒸汽資源的來(lái)源3蒸汽型地?zé)岚l(fā)電原理4蒸汽型地?zé)岚l(fā)電評(píng)價(jià)5蒸汽型地?zé)岚l(fā)電案例通常來(lái)說(shuō)，地?zé)崃黧w對(duì)設(shè)備有腐蝕作用，并且會(huì)導(dǎo)致設(shè)備結(jié)垢。地?zé)崃黧w的腐蝕性和易結(jié)垢性是化學(xué)成分、溫度、流速、壓力與所用材料相互作用的復(fù)雜結(jié)果。然而干蒸汽發(fā)電廠中，地?zé)崃黧w僅僅由不含液體的干蒸汽組成，沒(méi)有高含鹽量的鹵水需要處理，因此防腐防垢問(wèn)題相對(duì)于其他地?zé)岚l(fā)電技術(shù)要小得多。優(yōu)勢(shì)一.污染問(wèn)題蒸汽中的不凝結(jié)氣體需要在冷凝器中被分離，然后通過(guò)真空泵或蒸汽噴射器去除。如果其中硫化氫含量超標(biāo)的話，必須進(jìn)行除硫化氫處理，以避免污染環(huán)境。二.地下水問(wèn)題冷卻塔中多余的冷凝液，包括其他蒸汽輸送管道中殘留的液體，可以進(jìn)行回注。然而對(duì)于干蒸汽儲(chǔ)層來(lái)說(shuō)，這部分回注量是遠(yuǎn)小于開(kāi)采量的。因此為避免地層壓力下降甚至地下水枯竭，補(bǔ)充生產(chǎn)過(guò)程中采出的流體也是干蒸汽地?zé)岚l(fā)電需要解決的重要問(wèn)題之一。三.效率問(wèn)題地?zé)嵴羝臏囟群蛪毫Χ疾蝗缁鹆Πl(fā)電高，因此地?zé)崂寐瘦^火電廠低不少，并且冷卻水用量多于普通電站。相對(duì)缺點(diǎn)世間刀皆雙刃，有利者必有弊，有得者必有失。世人所能為做，唯因地制宜，趨利避害而已。目錄Contents1蒸汽型地?zé)岚l(fā)展綜述2干蒸汽資源的來(lái)源3蒸汽型地?zé)岚l(fā)電原理4蒸汽型地?zé)岚l(fā)電評(píng)價(jià)5蒸汽型地?zé)岚l(fā)電案例蓋爾瑟斯是世界上最大的地?zé)岚l(fā)電廠，位于美國(guó)加利福尼亞州索諾瑪縣和萊克縣。該地區(qū)地?zé)崮茇S富，較為適合地?zé)衢_(kāi)發(fā)。它的第一口蒸汽井于1921年由J.D.Grant完成，隨后不斷發(fā)展。自1960年后，該地區(qū)相繼建立了23個(gè)獨(dú)立發(fā)電廠，有些已被拆除并不再使用。蓋爾瑟斯干蒸汽發(fā)電廠蓋爾瑟斯干蒸汽發(fā)電廠微粒去除器（PR）

除濕裝置（MR）

主蒸汽管道（SW）

蒸汽分離器（SS）中央冷凝收集池（CCB）

冷凝貯槽（CHT）凝汽器和冷卻塔意大利的拉爾代雷洛地區(qū)地?zé)岚l(fā)電的發(fā)源地。目前，該地區(qū)的地?zé)岚l(fā)電廠可以分為兩類(lèi)，即