新能源發(fā)電技術(shù) 課件于立軍 第5、6章 生物質(zhì)能利用、地?zé)岚l(fā)電

5.1生物質(zhì)能的利用基礎(chǔ)目錄Contents5.1.1光合作用5.1.2生物質(zhì)的主要成分5.1.3生物質(zhì)的分類5.1.4我國(guó)現(xiàn)有生物質(zhì)資源5.1.5生物質(zhì)能的利用方式目錄Contents5.1.1光合作用5.1.2生物質(zhì)的主要成分5.1.3生物質(zhì)的分類5.1.4我國(guó)現(xiàn)有生物質(zhì)資源5.1.5生物質(zhì)能的利用方式生物質(zhì)能與光合作用密切相關(guān)1）光合作用二氧化碳和水有機(jī)物氧氣色素分子和酶2）生物質(zhì)能的特點(diǎn)可再生性通過(guò)光合作用不間斷再生，使人類重復(fù)使用光合作用所需要的原料和產(chǎn)物都是對(duì)環(huán)境無(wú)污染的物質(zhì)清潔性生物質(zhì)分布廣泛，在客觀上為生物質(zhì)能的利用提供了便利廣泛分布性目錄Contents5.1.1光合作用5.1.2生物質(zhì)的主要成分5.1.3生物質(zhì)的分類5.1.4我國(guó)現(xiàn)有生物質(zhì)資源5.1.5生物質(zhì)能的利用方式生物質(zhì)中最主要的成分是纖維素和半纖維素纖維素

半纖維素1）纖維素和半纖維素水溶性木材中的占比結(jié)構(gòu)難溶于水和有機(jī)溶劑，一定條件下可水解。難溶于水和有機(jī)溶劑，一定條件下可水解。40～50%10～30%難溶于水和有機(jī)溶劑，一定條件下可水解。難溶于水和有機(jī)溶劑，一定條件下可水解。木質(zhì)素是具有復(fù)雜三維空間結(jié)構(gòu)的非晶體高分子。木質(zhì)素中碳元素含量高，所以它具有較高的可利用能量，但由于它包圍在纖維素之外，影響生物質(zhì)的水解，故木質(zhì)素的含量對(duì)原料的化學(xué)提取加工會(huì)產(chǎn)生一定影響。木質(zhì)素隔絕空氣高溫?zé)岱纸饪梢缘玫侥咎?、焦油、木醋酸和氣體產(chǎn)物。纖維素開(kāi)始強(qiáng)烈熱分解的溫度是280~290℃，而木質(zhì)素的熱分解溫度是350~450℃解可以得到木炭、焦油、木醋酸和氣體產(chǎn)物。2）木質(zhì)素灰分由礦物元素組成，包括K、Ca、Na、Mg、Al、Fe、Cl、P等。不同植物的組成元素有較大不同，總體來(lái)看林木灰分含量較少，草本類、水生類和廢棄物類生物質(zhì)灰分含量較高。3）灰分目錄Contents5.1.1光合作用5.1.2生物質(zhì)的主要成分5.1.3生物質(zhì)的分類5.1.4我國(guó)現(xiàn)有生物質(zhì)資源5.1.5生物質(zhì)能的利用方式生物質(zhì)的分類生物質(zhì)林業(yè)資源農(nóng)業(yè)資源有機(jī)廢水固體廢棄物沼氣林業(yè)資源是指森林生長(zhǎng)和林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程提供的生物質(zhì)能源，包括林業(yè)主、副產(chǎn)品及其剩余物比如：薪柴林、在森林撫育和間伐作業(yè)中的零散木材、殘留的樹(shù)枝、樹(shù)葉和木屑、果皮和果核等。1）林業(yè)資源農(nóng)業(yè)資源是指農(nóng)業(yè)作物包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中和農(nóng)業(yè)加工業(yè)的廢棄物如：農(nóng)作物收獲時(shí)殘留在農(nóng)田內(nèi)的農(nóng)作物秸稈（玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草、豆秸和棉稈等）、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中剩余的稻殼、甘蔗渣等2）農(nóng)業(yè)資源工業(yè)有機(jī)廢水主要是酒精、釀酒、制糖、食品、制藥、造紙及屠宰等行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的廢水等。生活污水主要由城鎮(zhèn)居民生活、商業(yè)和服務(wù)業(yè)的各種排水組成，如冷卻水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水、糞便污水等。3）有機(jī)廢水、污水城市固體廢物主要是由城鎮(zhèn)居民生活垃圾，商業(yè)、服務(wù)業(yè)垃圾和少量建筑業(yè)垃圾等固體廢物構(gòu)成，主要用厭氧消化法處理。畜禽糞便是畜禽排泄物的總稱，它是其他形態(tài)生物質(zhì)（主要是糧食、農(nóng)作物秸稈和牧草等）的轉(zhuǎn)化形式，包括畜禽排出的糞便及其與墊草的混合物。4）城市固體廢物和畜禽糞便沼氣是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換的一種可燃?xì)怏w，可供家庭使用和發(fā)電。5）沼氣目錄Contents5.1.1光合作用5.1.2生物質(zhì)的主要成分5.1.3生物質(zhì)的分類5.1.4我國(guó)現(xiàn)有生物質(zhì)資源5.1.5生物質(zhì)能的利用方式與我國(guó)其他資源（如水、氣資源）一樣，我國(guó)現(xiàn)有生物質(zhì)資源具有資源豐富、利用潛力大、分布相對(duì)不均勻等特點(diǎn)。資源豐富：我國(guó)可作為能源利用的農(nóng)作物秸稈及農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物、林業(yè)剩余物和能源作物、生活垃圾與有機(jī)廢棄物等生物質(zhì)資源總量每年約4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。利用潛力大：以秸稈為例，秸稈商品化程度低，相關(guān)企業(yè)規(guī)模小，綜合利用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展緩慢，秸稈利用技術(shù)仍有較大發(fā)展空間。分布相對(duì)不均勻，省際差異較大：四川、云南、黑龍江、內(nèi)蒙古和西藏等省的生物質(zhì)資源相對(duì)豐富，共占全國(guó)含量的近四成，而上海、北京、天津、海南和寧夏等省份相對(duì)儲(chǔ)量最小，只占全國(guó)含量的2%左右。1）特點(diǎn)林業(yè)資源分布：我國(guó)主要的林區(qū)，如西藏、四川、云南三省就占了全國(guó)林業(yè)資源總量的50.9%，黑龍江、內(nèi)蒙古、吉林三省則占全國(guó)總量的27.4%，其余依次是陜西、福建、廣西等省。農(nóng)業(yè)資源分布：秸稈是我國(guó)最主要的農(nóng)業(yè)資源，主要集中分布于中部和東北的農(nóng)業(yè)區(qū)以及西南部分省市，其中黑龍江、河北、山東、江蘇和四川五省總量占全國(guó)的36%以上。2）我國(guó)主要生物質(zhì)資源分布情況目錄Contents5.1.1光合作用5.1.2生物質(zhì)的主要成分5.1.3生物質(zhì)的分類5.1.4我國(guó)現(xiàn)有生物質(zhì)資源5.1.5生物質(zhì)能的利用方式生物質(zhì)能的利用方式1）物理轉(zhuǎn)換

物理轉(zhuǎn)換核心應(yīng)用生物質(zhì)固化成型技術(shù)。固化成型技術(shù)是指將具有一定粒度的生物質(zhì)原料，在一定壓力作用下，制成棒狀、顆粒狀等各種形狀的燃料。生物質(zhì)能的物理轉(zhuǎn)換是其他轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)，便于生物質(zhì)的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和利用。生物質(zhì)原料經(jīng)擠壓成型后，密度可達(dá)1.1~1.4t/m3，能量密度與中質(zhì)煤相當(dāng)，可作為工業(yè)鍋爐、民用灶爐和工廠、家庭取暖的燃料，也可進(jìn)一步加工成木炭和活性炭。2）熱化學(xué)轉(zhuǎn)化熱化學(xué)轉(zhuǎn)化直接燃燒生物質(zhì)氣化熱解液化3）生物轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化發(fā)酵制乙醇技術(shù)厭氧消化技術(shù)指依靠厭氧微生物的協(xié)同作用將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、氫氣及其他產(chǎn)物的過(guò)程，依據(jù)規(guī)模大小可分為小型沼氣池技術(shù)和大型的工業(yè)厭氧消化技術(shù)。指采用微生物發(fā)酵技術(shù)，將淀粉和纖維素類生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料乙醇的技術(shù)。什么是光合作用？光合作用由哪兩個(gè)階段組成？簡(jiǎn)述每個(gè)階段的反應(yīng)過(guò)程。生物質(zhì)是由哪些主要成分組成的，每種成分有什么特點(diǎn)？請(qǐng)簡(jiǎn)述生物質(zhì)能的利用方式及每種方式的具體技術(shù)。習(xí)題與思考題謝謝！5.2生物質(zhì)氣化技術(shù)目錄Contents5.2.2生物質(zhì)氣化原理5.2.3生物質(zhì)氣化主要設(shè)備5.2.4生物質(zhì)燃?xì)獾膬艋?.2.1生物質(zhì)氣化技術(shù)簡(jiǎn)介目錄Contents5.2.2生物質(zhì)氣化原理5.2.3生物質(zhì)氣化主要設(shè)備5.2.4生物質(zhì)燃?xì)獾膬艋?.2.1生物質(zhì)氣化技術(shù)簡(jiǎn)介引言5.2.1生物質(zhì)氣化技術(shù)簡(jiǎn)介生物質(zhì)利用技術(shù)直接燃燒技術(shù)直接燃燒技術(shù)煤混合燃燒技術(shù)壓縮成型、炭化熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)氣化技術(shù)干餾技術(shù)快速熱解液化生物轉(zhuǎn)換技術(shù)沼氣技術(shù)液化技術(shù)乙醇、甲醇生物柴油定義：生物質(zhì)燃料在高溫及缺氧條件下，熱解產(chǎn)生一氧化碳與氣化介質(zhì)(通常有空氣、氧氣、水蒸氣或氫氣)，在一定條件下發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生以CO、H2或CH4為主要成分的可燃?xì)怏w的過(guò)程首次實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用在1833年，生物質(zhì)氣化技術(shù)首次實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用在20世紀(jì)20年代大規(guī)模開(kāi)發(fā)使用石油以前，氣化器與內(nèi)燃機(jī)的結(jié)合一直是人們獲取動(dòng)力的有效方法。曾一度陷于停頓狀態(tài)二戰(zhàn)以后，油田的大規(guī)模開(kāi)發(fā)使得世界的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向以石油為主，生物質(zhì)氣化技術(shù)在較長(zhǎng)時(shí)期陷于停頓狀態(tài)。直至能源危機(jī)的出現(xiàn)，生物質(zhì)氣化技術(shù)再次引起人們的重視。近代在國(guó)內(nèi)的發(fā)展山東省科學(xué)院能源研究所在“七五”期間提出了生物質(zhì)氣化集中供氣技術(shù)的設(shè)想，成功研制了秸稈氣化劑組和集中供氣系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。發(fā)展歷史5.2.1生物質(zhì)氣化技術(shù)簡(jiǎn)介物質(zhì)氣化能量轉(zhuǎn)換效率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，易操作，不受地區(qū)、燃料種類和氣候的限制。在我國(guó)，尤其是農(nóng)村地區(qū)，具有廣泛的應(yīng)用前景。優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用前景5.2.1生物質(zhì)氣化技術(shù)簡(jiǎn)介目錄Contents5.2.2生物質(zhì)氣化原理5.2.3生物質(zhì)氣化主要設(shè)備5.2.4生物質(zhì)燃?xì)獾膬艋?.2.1生物質(zhì)氣化技術(shù)簡(jiǎn)介5.2.2生物質(zhì)氣化原理-基本概念生物質(zhì)氣化有氣化劑空氣氣化氧氣氣化水蒸氣氣化水蒸氣-空氣氣化氫氣氣化無(wú)氣化劑熱分解氣化生物質(zhì)氣化的分類（按氣化劑）生物質(zhì)氣化過(guò)程是在一定的熱力學(xué)條件下，將組成生物質(zhì)的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為含一氧化碳和氫氣等可燃?xì)獾倪^(guò)程，為了提供反應(yīng)所需的熱力學(xué)條件，需要供給空氣或氧氣，使原料發(fā)生缺氧燃燒。生物質(zhì)氣化的原理圖燃燒過(guò)程vs氣化過(guò)程供給充足的氧氣使原料充分燃燒二氧化碳和水蒸氣等不可再燃燒的煙氣燃燒過(guò)程含氫、一氧化碳和低分子烴類的可燃?xì)怏w只供給熱化學(xué)反應(yīng)所需的那部分氧氣氣化過(guò)程VS直接獲取熱量盡可能將能量保留在反應(yīng)后的可燃?xì)怏w中燃燒和氣化過(guò)程的對(duì)比圖空氣氣化空氣中氧氣與生物質(zhì)中可燃組份發(fā)生氧化反應(yīng)不需要額外提供熱量極為普遍、經(jīng)濟(jì)、設(shè)備簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)的氣化形式。氧氣氣化純氧作為氣化劑同空氣氣化相比，提高了反應(yīng)溫度和反應(yīng)速度，縮小了反應(yīng)空間，提高了熱效率。但生產(chǎn)純氧需要耗費(fèi)大量的資源，不適合在小型的氣化系統(tǒng)中使用水蒸氣氣化不僅包括水蒸氣與碳的還原反應(yīng)，還有CO與水蒸氣的變換反應(yīng)，各種甲烷化反應(yīng)和生物質(zhì)在氣化爐內(nèi)的分解反應(yīng)等其主要?dú)饣磻?yīng)是吸熱過(guò)程，所以需要外供熱源空氣-水蒸氣氣化克服空氣氣化產(chǎn)物熱值低的缺點(diǎn)減少空氣供給，并生成更多的氫氣和碳?xì)浠衔铮岣吡巳細(xì)鉄嶂悼諝馀c生物質(zhì)的氧化反應(yīng)供熱，不需要復(fù)雜的外供熱源熱分解氣化屬于熱解的一種特例，又稱干餾氣化指在缺氧或少量供氧的情況下，生物質(zhì)進(jìn)行干餾的過(guò)程（包括木材干餾）5.2.2生物質(zhì)氣化原理-分類介紹5.2.2生物質(zhì)氣化原理-氣化流程生物質(zhì)進(jìn)入氣化器頂部，大約被加熱至200-300℃，原料中的水分首先蒸發(fā)，產(chǎn)物為干原料和水蒸氣。生物質(zhì)干原料向下移動(dòng)進(jìn)入熱解層，揮發(fā)分將會(huì)從生物質(zhì)中大量地析出。熱解反應(yīng)析出的揮發(fā)分主要包括水蒸氣、氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油和其他碳?xì)浠衔?。熱解的剩余物木炭與被引入的空氣發(fā)生劇烈反應(yīng)，同時(shí)釋放大量的熱。氧化層的反應(yīng)速率較快，高度較低。在氧化層，溫度可以達(dá)到1000-1200℃，揮發(fā)分參與燃燒后進(jìn)一步降解。還原層中沒(méi)有氧氣存在，氧化層中的燃燒產(chǎn)物及水蒸氣與還原層中木炭發(fā)生還原反應(yīng)，生成了氫氣和一氧化碳等。這些氣體和揮發(fā)分形成了可燃?xì)怏w，完成了固體生物質(zhì)向氣體燃料轉(zhuǎn)化的過(guò)程。因?yàn)檫€原反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度相應(yīng)地降低到700-900℃，所需的熱量由氧化層提供，反應(yīng)速率較慢，因此還原層的高度超過(guò)氧化層。下吸式生物質(zhì)氣化爐5.2.2生物質(zhì)氣化原理-基本熱化學(xué)反應(yīng)5.2.2生物質(zhì)氣化原理-影響參數(shù)生物質(zhì)粒徑生物質(zhì)粒徑大小300μm~1.4mm氣化當(dāng)量比ER氣化溫度主要的氣化反應(yīng)溫度為700~1000℃，氣化溫度過(guò)低，易造成生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂敌　饣褂土看蟮葐?wèn)題。氣化介質(zhì)空氣、氧氣、水蒸氣、空氣-水蒸氣氣化劑的量也會(huì)影響燃?xì)馄焚|(zhì)與產(chǎn)率。生物質(zhì)物料特性在氣化過(guò)程中，生物質(zhì)的物料特性對(duì)氣化過(guò)程有著顯著的影響。不同生物質(zhì)原料的熱值、水分、揮發(fā)分、灰分以及元素組成各不相同原料的黏結(jié)性、結(jié)渣性、灰熔溫度等。5.2.2生物質(zhì)氣化原理-評(píng)價(jià)參數(shù)氣體產(chǎn)率化產(chǎn)率指單位質(zhì)量的生物質(zhì)氣化后得到的氣體燃料在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，單位為:m3/kg。Vg為氣化氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，單位為m3，Mb為氣化生物質(zhì)的質(zhì)量，單位為kg）氣體熱值

碳轉(zhuǎn)化率

氣化效率

氣化強(qiáng)度

目錄Contents5.2.2生物質(zhì)氣化原理5.2.3生物質(zhì)氣化主要設(shè)備5.2.4生物質(zhì)燃?xì)獾膬艋?.2.1生物質(zhì)氣化技術(shù)簡(jiǎn)介5.2.3生物質(zhì)氣化主要設(shè)備生物質(zhì)氣化爐固定床氣化爐上吸式氣化爐下吸式氣化爐橫吸式氣化爐開(kāi)心式氣化爐流化床氣化爐單流化床氣化爐循環(huán)流床氣化爐雙床氣化爐攜帶床氣化爐氣化爐分類示意圖5.2.3生物質(zhì)氣化主要設(shè)備優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少，制作簡(jiǎn)便具有較高的熱效率缺點(diǎn)內(nèi)部過(guò)程難以控制內(nèi)部容易形成空腔處理量小評(píng)價(jià)固定床氣化爐的原料一般為塊狀及大顆粒，多用于小型氣化站、小型熱電聯(lián)產(chǎn)或戶用供氣，不適合大規(guī)模的生產(chǎn)。固定床氣化爐上吸式氣化爐下吸式氣化爐橫吸式氣化爐開(kāi)心式氣化爐固定床氣化爐下吸式氣化爐（順流式氣化爐）下吸式氣化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加料方便，生成的燃?xì)庵薪褂秃可?，因此運(yùn)行安全可靠。但產(chǎn)出氣體流動(dòng)阻力大，消耗功率大，燃?xì)庵谢曳州^多，溫度較高。此生物質(zhì)氣化方法能量利用充分，氣化效率高，得到的燃?xì)鉄嶂蹈?，含灰分少，還有爐排工作條件溫和等優(yōu)勢(shì)。但是，燃?xì)獾慕褂秃扛撸⑶壹恿蠒r(shí)必須采用密封加料措施，導(dǎo)致加料不便。上吸式氣化爐（逆流式氣化爐）橫吸式氣化爐這種氣化爐所用的原料多為木炭，反應(yīng)溫度很高，目前主要在南美洲地區(qū)應(yīng)用。該爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，氧化還原區(qū)小，反應(yīng)溫度較低，多以稻殼作為氣化原料，反應(yīng)產(chǎn)生灰分較多。開(kāi)心式氣化爐5.2.3 流化床氣化爐

在流化床氣化爐中，氣流以一定速率通過(guò)顆粒層，使顆粒物料等像液體沸騰一樣懸浮起來(lái)，因此，流化床有時(shí)也叫沸騰床。被送入爐內(nèi)的物料摻有精選的惰性材料(砂子和橄欖石等)作為流化床材料，在爐體底部以較大壓力通入氣化劑，使?fàn)t內(nèi)呈沸騰、鼓泡等不同狀態(tài)，物料和氣化劑充分接觸，發(fā)生氣化反應(yīng)。流化床氣化爐單流化床氣化爐循環(huán)流床氣化爐雙床氣化爐攜帶床氣化爐流化床氣化爐下吸式氣化爐（順流式氣化爐）單流化床氣化爐氣流速率較低，比較適合于顆粒較大的生物質(zhì)原料，但存在著飛灰和夾帶炭粒、運(yùn)行費(fèi)用較大等問(wèn)題，不適用于小型氣化系統(tǒng)。循環(huán)流化床具有較高的流化速率（一般4~7m/s），反應(yīng)溫度一般控制在700~900℃。循環(huán)流化床一般使用100~200μm的細(xì)顆粒原料，可以不加流化熱載體，運(yùn)行較簡(jiǎn)單，但回流系統(tǒng)難以控制，在炭回流較少的情況下容易變成低速率的攜帶床。上吸式氣化爐（逆流式氣化爐）雙流化床氣化爐雙流化床系統(tǒng)將燃燒和氣化過(guò)程分開(kāi)，兩床之間靠熱載體即流化介質(zhì)進(jìn)行傳熱，因此控制好熱載體的循環(huán)速度和加熱溫度是雙流化床系統(tǒng)中的重點(diǎn)技術(shù)。攜帶床氣化爐是流化床氣化爐的一種特例。它不使用惰性材料作為流化介質(zhì)，氣化劑直接吹動(dòng)爐中生物質(zhì)原料，且流速較大，為紊流床。該氣化爐要求原料破碎成非常細(xì)小的顆粒，運(yùn)行溫度高，可達(dá)1100℃，產(chǎn)出氣體中焦油及冷凝成分少，碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%，但由于運(yùn)行溫度高而易燒結(jié)。攜帶床氣化爐目錄Contents5.2.2生物質(zhì)氣化原理5.2.3生物質(zhì)氣化主要設(shè)備5.2.4生物質(zhì)燃?xì)獾膬艋?.2.1生物質(zhì)氣化技術(shù)簡(jiǎn)介5.2.4生物質(zhì)燃?xì)獾膬艋s質(zhì)固體雜質(zhì)灰分微細(xì)的炭顆粒液體雜質(zhì)焦油水分少量的微量元素焦油占可燃?xì)饽芰康?%-10%，在低溫下難以與可燃?xì)庖黄鸨蝗紵?，浪費(fèi)嚴(yán)重；焦油在低溫下凝結(jié)，容易和水、炭顆粒、灰分等結(jié)合在一起，堵塞輸氣管道，卡住閥門、轉(zhuǎn)子等部件；焦油難以完全燃燒，并產(chǎn)生炭黑等顆粒，對(duì)燃?xì)饫迷O(shè)備等損害嚴(yán)重；焦油及其燃燒后產(chǎn)生的氣體對(duì)人體有害。焦油的危害5.2.4生物質(zhì)燃?xì)獾膬艋龎m干法除塵機(jī)械力除塵過(guò)濾除塵濕法除塵除焦油普通方法水洗法過(guò)濾法濕法除塵靜電法催化裂解法凈化方法機(jī)械力法——旋風(fēng)除塵器過(guò)濾除塵——袋式除塵器除塵-干法除塵5.2.4生物質(zhì)燃?xì)獾膬艋?.2.4生物質(zhì)燃?xì)獾膬艋龎m-濕法除塵水洗的兩種方法優(yōu)點(diǎn)是同時(shí)具有除焦、除塵和降溫三方面的效果缺點(diǎn)是有污水產(chǎn)生，必須配套相應(yīng)的廢水處理裝置5.2.4生物質(zhì)燃?xì)獾膬艋褂?水洗法原理名稱反應(yīng)溫度/℃接觸時(shí)間/s轉(zhuǎn)化效率/%特點(diǎn)鎳基催化劑750約1.097反應(yīng)溫度低、材料成本高木炭800約0.591自身隨反應(yīng)進(jìn)行減少，成本低90099.5白云石800約0.595轉(zhuǎn)換效率高，材料成本低90099.85.2.4生物質(zhì)燃?xì)獾膬艋褂?催化裂解法請(qǐng)簡(jiǎn)要敘述生物質(zhì)氣化的基本原理以及氣化的流程。生物質(zhì)氣化過(guò)程的主要影響參數(shù)有哪些？請(qǐng)分別說(shuō)明。有哪些評(píng)價(jià)生物質(zhì)氣化工藝的參數(shù)，各項(xiàng)都是如何定義的？習(xí)題與思考題謝謝！5.3生物質(zhì)液化技術(shù)將生物質(zhì)通過(guò)一系列生物轉(zhuǎn)換或熱化學(xué)過(guò)程便可制取乙醇（生物乙醇）或生物油（成分復(fù)雜的混合物，需進(jìn)一步加工成生物柴油）。生物質(zhì)液化乙醇生物油玉米、馬鈴薯等淀粉類或農(nóng)作物秸稈等纖維素類生物質(zhì)熱解液化榨取微生物發(fā)酵技術(shù)秸稈、植物皮核或木屑等農(nóng)作物含油率較高的大豆、菜籽、麻瘋樹(shù)果實(shí)以及棕櫚果等目錄Contents5.3.1生物質(zhì)制乙醇技術(shù)5.3.2生物質(zhì)熱解液化技術(shù)5.3.1生物質(zhì)制乙醇目前乙醇的主要來(lái)源是通過(guò)生物質(zhì)制取的，其生產(chǎn)方法主要采用傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵法，現(xiàn)在全世界90%以上的燃料乙醇都是通過(guò)發(fā)酵法生產(chǎn)出來(lái)的。制取乙醇原料糖蜜類淀粉類纖維類甘蔗，甜菜，甜高粱，糖蜜谷類，薯類，糧食加工副產(chǎn)品草本能源植物，農(nóng)作物秸稈，農(nóng)林加工副產(chǎn)物，城市固體廢棄物，工廠廢料淀粉類原料是生產(chǎn)乙醇的主要原料之一，它是由大量的葡萄糖單元組成的多糖，分子式為(C6H10O5)n，而淀粉又可以分為直鏈淀粉和支鏈淀粉。5.3.1.1淀粉類原料制乙醇淀粉分子結(jié)構(gòu)示意圖淀粉實(shí)物示意圖1.原料預(yù)處理磁選去除原料中的磁性雜質(zhì)振動(dòng)篩除去較大的雜質(zhì)和泥沙篩選粉碎粉碎機(jī)原料比較純凈的細(xì)淀粉其顆粒直徑變小，且受熱面積增大，有利于淀粉顆粒吸水膨脹，縮短原料的熱處理時(shí)間，減少蒸汽用量，提高熱處理效率2.原料的蒸煮蒸煮130℃40℃左右時(shí)，淀粉顆粒膨脹的速度開(kāi)始加快，在溫度到達(dá)60℃～80℃時(shí)，淀粉顆粒的體積大約膨脹了50～100倍，此時(shí)淀粉顆粒開(kāi)始逐漸分離，分子間作用力減弱，這個(gè)過(guò)程叫糊化。當(dāng)溫度繼續(xù)升高到130℃左右時(shí)，淀粉網(wǎng)狀組織被徹底破壞。

3.糖化糖化酶固體葡萄糖30℃～70℃PH：4.0～5.04.發(fā)酵葡萄糖酵母無(wú)氧環(huán)境乙醇淀粉類原料在很大的程度上受到“不與人畜爭(zhēng)糧”限制，多數(shù)國(guó)家不提倡使用糧食作物生產(chǎn)燃料乙醇，因此資源量豐富的纖維素類原料受到廣泛重視。5.3.1.2纖維素類原料制乙醇纖維粉分子模型示意預(yù)處理制作工藝

纖維素原料用微波、超聲波等物理方法處理得到較大孔隙度的產(chǎn)物添加適當(dāng)酸、堿，用化學(xué)方法處理原料，直接打破纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)采用物理化學(xué)相結(jié)合的預(yù)處理工藝，實(shí)現(xiàn)更好的預(yù)處理效果水解預(yù)處理產(chǎn)物無(wú)機(jī)酸,適當(dāng)溫度纖維素酶,適當(dāng)溫度葡萄糖（需及時(shí)分離）葡萄糖發(fā)酵制作工藝水解產(chǎn)物石灰去除了乙酸的產(chǎn)物50～60℃pH值調(diào)至弱堿性持續(xù)大約半個(gè)小時(shí)把硫酸鈣過(guò)濾木糖發(fā)酵乙醇通過(guò)發(fā)酵制取的乙醇需要經(jīng)過(guò)蒸餾和精餾工藝進(jìn)一步去除雜質(zhì)提高乙醇濃度。蒸餾后的乙醇中一般會(huì)含有多種醇和酯類物質(zhì)，還需通過(guò)精餾進(jìn)一步提質(zhì)。在乙醇生產(chǎn)中，蒸餾環(huán)節(jié)約占總生產(chǎn)能耗的60%～70%。經(jīng)過(guò)蒸餾和精餾操作后得到的乙醇最高濃度為95.57%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），此時(shí)乙醇的揮發(fā)系數(shù)是1乙醇的提取與分離精餾產(chǎn)物氧化鈣脫水法分子篩脫水法：沸石制成分子篩有機(jī)物吸附脫水法：多糖含量高有機(jī)物進(jìn)行脫水恒沸精餾脫水法目錄Contents5.3.1生物質(zhì)制乙醇技術(shù)5.3.2生物質(zhì)熱解液化技術(shù)生物質(zhì)熱解液化技術(shù)是指在一定溫度和壓力、高加熱速率和極短反應(yīng)時(shí)間的條件下，生物質(zhì)的分子鏈斷裂，被直接分解成小分子混合物（氣態(tài)和液態(tài)同時(shí)存在），產(chǎn)物經(jīng)快速冷卻后，得到高質(zhì)量的生物油。5.3.2生物質(zhì)熱解液化技術(shù)通常熱解液化反應(yīng)溫度在400~600℃左右，加熱速率為104~105℃/s，氣體停留時(shí)間不超過(guò)2s，同時(shí)熱解產(chǎn)物需要快速冷卻，防止中間液態(tài)產(chǎn)物進(jìn)一步斷裂生成氣體。熱解液化的工藝流程原料干燥、粉碎脫灰（水洗或者酸洗，防止K、Ca、Na等金屬元素，以灰質(zhì)沉淀）熱解反應(yīng)裝置熱解產(chǎn)物適當(dāng)溫度冷凝生物油油灰分離產(chǎn)物收集熱解液化的影響因素影響因素原料成分不同的生物質(zhì)原料，由于其化學(xué)組成及各組分的含量不同，熱解后的產(chǎn)物組成也會(huì)有差異。提高加熱速率，則熱解反應(yīng)的途徑和反應(yīng)的速率都會(huì)受到影響，使產(chǎn)物中的固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)產(chǎn)物發(fā)生改變。熱解溫度會(huì)影響熱解產(chǎn)物的氧含量，對(duì)于液體燃料，含氧量越低，則燃料的熱值就越高。反應(yīng)時(shí)間不足，則熱解不完全；如果反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則熱解反應(yīng)程度加深，生成大量氣體產(chǎn)物，導(dǎo)致出油率迅速減少，影響油品質(zhì)量。加熱速率熱解溫度反應(yīng)時(shí)間請(qǐng)簡(jiǎn)要敘述生物質(zhì)液化的基本原理并說(shuō)明有哪些常見(jiàn)的液化技術(shù)。請(qǐng)簡(jiǎn)要敘述淀粉類及纖維素類原料制乙醇的主要流程。請(qǐng)簡(jiǎn)述熱解液化的工藝流程并說(shuō)明為什么要及時(shí)將產(chǎn)物導(dǎo)出。習(xí)題與思考題謝謝！5.4生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)5.4生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)是在傳統(tǒng)的燃燒基礎(chǔ)上，較大范圍收集各類生物質(zhì)資源，采用火力發(fā)電廠的集中燃燒方式加以利用。特點(diǎn)高水分高灰分低熱值常見(jiàn)生物質(zhì)資源秸稈林業(yè)廢棄物甘蔗渣5.4生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)熱值/(kJ/kg)灰分水分煤293085.00%8.00%玉米秸稈190657.71%9.15%麥秸152259.95%8.79%棉稈1314721.69%8.42%落葉松168297.63%7.63%目錄Contents生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電沼氣發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電

5.4.15.4.25.4.3目錄Contents生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電沼氣發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電

5.4.15.4.25.4.35.4.1生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電生物質(zhì)鍋爐直接燃燒放熱→蒸汽發(fā)電5.4.1生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電生物質(zhì)原料收集預(yù)處理存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)原料吊車生物質(zhì)鍋爐汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)供熱供電煙氣處理系統(tǒng)煙囪大氣灰渣處理生物質(zhì)原料收集預(yù)處理存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)原料吊車生物質(zhì)鍋爐汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)供熱供電煙氣處理系統(tǒng)煙囪大氣灰渣處理5.4.1生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電預(yù)處理工藝儲(chǔ)存近期燃料長(zhǎng)期燃料干燥破碎成型固化成型技術(shù)5.4.1生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電預(yù)處理工藝儲(chǔ)存近期燃料長(zhǎng)期燃料干燥破碎成型固化成型技術(shù)5.4.1生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電5.4.1.1燃料的預(yù)處理工藝生物質(zhì)的固化成型技術(shù)作用增大密度，縮減所占空間提高能量密度原理螺旋推擠要求顆粒大小為1-10mm設(shè)備螺旋機(jī)擠壓式成型機(jī)5.4.1.1燃料的預(yù)處理工藝類型加熱型電加熱→粘結(jié)成型不加熱型粘結(jié)劑→粘結(jié)成型其他類型成型機(jī)活塞沖壓式成型機(jī)模輥擠壓成型機(jī)生物質(zhì)的固化成型技術(shù)生物質(zhì)原料收集預(yù)處理存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)原料吊車生物質(zhì)鍋爐汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)供熱供電煙氣處理系統(tǒng)煙囪大氣灰渣處理5.4.1生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電5.4.1生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電生物質(zhì)原料收集預(yù)處理存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)原料吊車生物質(zhì)鍋爐汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)供熱供電煙氣處理系統(tǒng)煙囪大氣灰渣處理5.4.1.2燃燒方式C+O2=CO2

2C+O2=2COCO2+C=2CO溫度C優(yōu)勢(shì)經(jīng)濟(jì)：成本不高

設(shè)備初期投入低實(shí)用：顆粒大小不一

水分較多層狀燃燒5.4.1.2燃燒方式優(yōu)勢(shì)燃燒充分環(huán)保流化床燃燒5.4.1生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電生物質(zhì)原料收集預(yù)處理存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)原料吊車生物質(zhì)鍋爐汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)供熱供電煙氣處理系統(tǒng)煙囪大氣灰渣處理目錄Contents生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電沼氣發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電

5.4.15.4.25.4.35.4.2沼氣發(fā)電技術(shù)沼氣發(fā)電技術(shù)：蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和內(nèi)燃機(jī)發(fā)電。相對(duì)于燃煤發(fā)電而言，沼氣發(fā)電更適合中小型功率設(shè)備。內(nèi)燃機(jī)則恰好滿足這一特性，是目前利用沼氣發(fā)電最經(jīng)濟(jì)、最高效的途徑。1m3

沼氣=0.7kg無(wú)煙煤5.4.2.1沼氣發(fā)電的工藝流程除雜產(chǎn)生沼氣沼氣凈化5.4.2.1沼氣發(fā)電的工藝流程5.4.2.1沼氣發(fā)電的工藝流程厭氧消化核心設(shè)備消化池形狀：矩形、方形、圓柱形、蛋形矩形池：成本最低

一般在場(chǎng)地受限的情況下選用

不易攪拌均勻，操作困難蛋形池：有效減少浮渣和沙粒的影響

使用最廣泛的類型

5.4.2.1沼氣發(fā)電的工藝流程消化過(guò)程按溫度來(lái)分中溫厭氧消化 30~38℃ 20~30天高溫厭氧消化 50~57℃ 10~15天按運(yùn)行方式一級(jí)消化：所有的消化步驟在一個(gè)設(shè)備內(nèi)完成二級(jí)消化：在一級(jí)消化池已經(jīng)產(chǎn)生一定量沼氣后，僅對(duì)當(dāng)中一個(gè)消化池進(jìn)行升溫?cái)嚢?，而另一個(gè)則利用來(lái)自前一個(gè)消化池廢水中的余熱進(jìn)行升溫

厭氧消化5.4.2.1沼氣發(fā)電的工藝流程5.4.2.2沼氣發(fā)電的動(dòng)力裝置壓燃式沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃料：柴油+沼氣特點(diǎn)：可調(diào)節(jié)柴油和沼氣比例場(chǎng)所：產(chǎn)氣量較少的地方缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜，大型沼氣發(fā)電工程往往不采用混合器氣缸空氣+沼氣推動(dòng)活塞燃燒室柴油引燃混合器氣缸空氣+沼氣推動(dòng)活塞燃燒室柴油引燃混合器氣缸空氣+沼氣推動(dòng)活塞燃燒室柴油引燃5.4.2.2沼氣發(fā)電的動(dòng)力裝置點(diǎn)燃式沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)/全燒式沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃料：空氣+沼氣特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易場(chǎng)所：產(chǎn)氣量大的地方缺點(diǎn)：燃燒速度慢、排氣溫度高火化塞目錄Contents生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電沼氣發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電

5.4.15.4.25.4.35.4.3生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電生物質(zhì)能發(fā)電+傳統(tǒng)火力發(fā)電優(yōu)勢(shì)投資費(fèi)低、低成本低風(fēng)險(xiǎn)替代部分化石能源降低污染物排放適應(yīng)性強(qiáng)生物質(zhì)+燃煤5.4.3生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電方式直接混燃?xì)饣烊歼^(guò)程預(yù)處理→加煤→燃燒→蒸汽→汽輪機(jī)氣化→可燃性氣體→處理→加煤→燃燒→蒸汽→汽輪機(jī)優(yōu)點(diǎn)技術(shù)簡(jiǎn)單、使用方便不改造設(shè)備時(shí)投資最小通用性較好對(duì)原燃煤系統(tǒng)影響很小缺點(diǎn)前期處理要求較嚴(yán)對(duì)原系統(tǒng)有一定影響增加氣化設(shè)備管理較復(fù)雜金屬腐蝕應(yīng)用最適合木材類原料處理大量生物質(zhì)什么是生物質(zhì)固化成型技術(shù)，固化成型的好處是什么？什么是生物質(zhì)的流化床燃燒技術(shù)？為保持流化燃燒，空氣流速應(yīng)該滿足什么條件？請(qǐng)簡(jiǎn)述沼氣的產(chǎn)生過(guò)程并說(shuō)明為什么要發(fā)展沼氣發(fā)電技術(shù)？習(xí)題與思考題謝謝！6.1地?zé)豳Y源的種類6.1地?zé)豳Y源的種類什么是地?zé)豳Y源？

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，能夠從地殼內(nèi)開(kāi)發(fā)出來(lái)的高溫巖體、地?zé)崃黧w（熱水或蒸汽）中所包含的熱能及其它伴生組分，又稱地?zé)崮?。目錄Contents6.1.1地?zé)豳Y源的主要來(lái)源6.1.2地?zé)豳Y源的分布6.1.3地?zé)豳Y源的特點(diǎn)6.1.4地?zé)豳Y源的分類方法目錄Contents6.1.1地?zé)豳Y源的主要來(lái)源地?zé)豳Y源的分布地?zé)豳Y源的特點(diǎn)地?zé)豳Y源的分類方法6.1.26.1.46.1.36.1.1地?zé)豳Y源的主要來(lái)源部分放射性核素半衰期表熔融巖漿本源：地球自身熱量除了一部分來(lái)自放射性物質(zhì)衰變，另一部分則是從地球剛形成時(shí)保存至今的原始熱量（熔融巖漿）。6.1.1地?zé)豳Y源的主要來(lái)源地下地上熱傳導(dǎo)/熱輻射地下水對(duì)流地?zé)岱派湫暂椛?、熔融巖漿地下水熱水溫水地下水熱冷地?zé)崾峭ㄟ^(guò)熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射的方式傳到地面上來(lái)的。

地下水的深處循環(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。6.1.1地?zé)豳Y源的主要來(lái)源有的地方還需要通過(guò)鉆井，把熱能從地下的儲(chǔ)層引向地面從而供人們利用目錄Contents6.1.1地?zé)豳Y源的主要來(lái)源地?zé)豳Y源的分布地?zé)豳Y源的特點(diǎn)地?zé)豳Y源的分類方法6.1.26.1.46.1.36.1.2地?zé)豳Y源的分布地?zé)豳Y源作為一種綜合性資源，也有數(shù)量和品位特征。就全球來(lái)說(shuō)，地?zé)豳Y源的分布是不平衡的。在地殼表層各大板塊的邊緣，如板塊的碰撞帶、板塊開(kāi)裂部位和現(xiàn)代裂谷帶，其地溫梯度每公里深度可達(dá)30°C以上。6.1.2地?zé)豳Y源的分布環(huán)太平洋地?zé)釒В菏澜缱畲蟮奶窖蟀鍓K與美洲、歐亞、印度洋板塊的碰撞邊界

環(huán)太平洋地?zé)釒В菏澜缟显S多著名的地?zé)崽?，均分布在這一帶

美國(guó)蓋瑟爾斯

塞羅普列托地?zé)犭娬拘挛魈m懷蠟開(kāi)地?zé)嵯銠壋嘏_(tái)灣馬槽硫磺谷6.1.2地?zé)豳Y源的分布大西洋中脊地?zé)釒В哼@是大西洋海洋板塊開(kāi)裂部位，大部分在海洋，北端穿過(guò)冰島。6.1.2地?zé)豳Y源的分布大西洋中脊地?zé)釒В罕鶏u的克拉弗拉、納馬菲亞爾和亞速爾群島等一些地?zé)崽锞臀挥谶@個(gè)地?zé)釒А?/p>

冰島克拉弗拉冰島納馬菲亞爾6.1.2地?zé)豳Y源的分布紅?！獊喍场獤|非裂谷地?zé)釒В涸诎鍓K內(nèi)部靠近板塊邊界部位，在一定地質(zhì)條件下也可形成相對(duì)的高熱流區(qū)。包括吉布提、埃塞俄比亞、肯尼亞等國(guó)的地?zé)崽?。地中海——喜馬拉雅地?zé)釒В簹W亞板塊與非洲板塊和印度板塊的碰撞邊界。6.1.2地?zé)豳Y源的分布地中?！柴R拉雅地?zé)釒В菏澜绲谝蛔責(zé)岚l(fā)電站意大利的拉德瑞羅地?zé)崽锞臀挥谶@個(gè)地?zé)釒е小Ｖ袊?guó)的西藏羊八井及云南騰沖地?zé)崽镆苍谶@個(gè)地?zé)釒е?。意大利拉德瑞羅地?zé)犭娬疚鞑匮虬司?.1.2地?zé)豳Y源的分布中國(guó)地?zé)豳Y源的分布

中國(guó)的地?zé)豳Y源是很豐富的。根據(jù)地質(zhì)調(diào)查，全國(guó)已發(fā)現(xiàn)地?zé)岙惓?200多處。其中，發(fā)現(xiàn)高溫地?zé)?55處，主要分布在西藏南部和云南、四川的西部。云南騰沖火焰山溫泉西藏羊八井地?zé)崽?，孔?006m處，已探獲329.8℃的高溫地?zé)崃黧w。

6.1.2地?zé)豳Y源的分布中國(guó)地?zé)豳Y源的分布目錄Contents6.1.1地?zé)豳Y源的主要來(lái)源地?zé)豳Y源的分布地?zé)豳Y源的特點(diǎn)地?zé)豳Y源的分類方法6.1.26.1.46.1.36.1.2地?zé)豳Y源的特點(diǎn)地?zé)豳Y源是一種清潔的可再生能源

地?zé)豳Y源兩大特點(diǎn)地?zé)豳Y源利用不受其他因素的影響目錄Contents6.1.1地?zé)豳Y源的主要來(lái)源地?zé)豳Y源的分布地?zé)豳Y源的特點(diǎn)地?zé)豳Y源的分類方法6.1.26.1.46.1.36.1.4.16.1.4.26.1.4.36.1.4.4按溫度等級(jí)分類按發(fā)電規(guī)模分類按地?zé)豳Y源存在形式分類按成因類型分類溫度分級(jí)溫度t/℃主要利用途徑代表性地?zé)崽锔邷豻≥150發(fā)電西藏羊八井、云南騰沖、臺(tái)灣大屯等中溫90≤t＜150發(fā)電、烘干、采暖廣東鄧屋、東山湖、湖南灰湯、福建福州、福建漳州、河北雄安低溫?zé)崴?0≤t＜90采暖、溫室溫?zé)崴?0≤t＜60采暖、溫泉、溫室、養(yǎng)殖溫水25≤t＜40養(yǎng)殖、農(nóng)灌6.1.4.1按溫度分類：

根據(jù)地?zé)峥辈閲?guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，地?zé)豳Y源按溫度可分為高溫、中溫、低溫。

云南騰沖：火焰山溫泉臺(tái)灣大屯地?zé)峄鹕綆鞑匮虬司?.1.4.2按發(fā)電規(guī)模分類：

根據(jù)地?zé)峥辈閲?guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，地?zé)豳Y源按發(fā)電規(guī)模分為大型、中型、小型。

規(guī)模分級(jí)高溫地?zé)崽镏?、低溫地?zé)崽镫娔?MW)可利用儲(chǔ)量（計(jì)算單位，年）電能(MW)可利用儲(chǔ)量（計(jì)算單位，年）大型＞5030＞50100中型10-503010-50100小型＜1030＜10100成因類型代表性地?zé)崽铿F(xiàn)（近）代火山型臺(tái)灣大屯、云南騰沖熱海巖漿型西藏羊八井、羊易斷裂型廣東鄧屋、東山湖、福建福州、漳州、湖南灰湯斷陷盆地型京、津、冀、魯西、昆明、西安、臨汾、運(yùn)城坳陷盆地型四川、貴州等省分布的地?zé)崽?.1.4.3按成因分類：

根據(jù)地?zé)豳Y源成因，地?zé)豳Y源分為火山型、巖漿型、斷裂型、盆地型6.1.4.4按地?zé)豳Y源存在形式分類：

地?zé)豳Y源有多種存在的形式，可分成蒸汽型、熱水型、地壓型、干熱巖型和巖漿型五類。類型溫度范圍（℃）儲(chǔ)藏狀況開(kāi)發(fā)技術(shù)情況蒸汽型>200主要蘊(yùn)藏在1.5km左右的地表深度，多為200-240℃的干蒸汽開(kāi)發(fā)良好，分布區(qū)很少熱水型>50主要蘊(yùn)藏在3km以內(nèi)的地表深度，以水為主開(kāi)發(fā)中，量大面廣，為當(dāng)前重點(diǎn)研究對(duì)象地壓型>150蘊(yùn)藏深度為2-3km，深層沉積地壓水，溶解大量碳?xì)浠衔?，開(kāi)發(fā)可同時(shí)得到壓力能、熱能、化學(xué)能（天然氣）試驗(yàn)開(kāi)發(fā)干熱巖型>150地表下數(shù)千米深度，干燥無(wú)水的熱巖石應(yīng)用基礎(chǔ)研究巖漿型600-150010km以下深處的熔融狀和半熔融狀巖漿研究初期蒸汽田形成示意圖

蒸汽田特別適合于以發(fā)電方式加以利用，是非常有開(kāi)采價(jià)值的地?zé)豳Y源。蒸汽型地?zé)岚l(fā)電技術(shù)在引入汽輪發(fā)電機(jī)組之前，需要脫除蒸汽中所含有的巖屑和水滴。蒸汽型地?zé)崮埽赫羝偷責(zé)崮苁堑叵乱哉羝麨橹鞯牡責(zé)豳Y源熱水型地?zé)崮埽簾崴偷責(zé)崮苁侵傅叵乱运疄橹鞯牡責(zé)豳Y源新西蘭懷蠟開(kāi)地?zé)嵯銠壋?/p>

當(dāng)?shù)叵聝?chǔ)水層上方?jīng)]有隔水巖層覆蓋時(shí)，儲(chǔ)水層的地溫梯度和深度足以維持對(duì)流循環(huán)，儲(chǔ)水層上部的溫度就不會(huì)超過(guò)當(dāng)?shù)貕毫ο滤姆悬c(diǎn)。從這種地?zé)崽镩_(kāi)采出的基本是液態(tài)水，水溫多在60℃-120℃之間。

兩相全流法發(fā)電技術(shù)

全流動(dòng)力機(jī)械一般是螺桿膨脹機(jī)。原理上全流體發(fā)電技術(shù)能夠充分的利用地?zé)崃黧w的能量，閃蒸和換熱由于存在壓差和溫差都會(huì)導(dǎo)致做功能力的損失，因此全流體發(fā)電技術(shù)是很理想的發(fā)電技術(shù)，但限于螺桿膨脹機(jī)技術(shù)，功率一般較小。

全流法發(fā)電技術(shù)是把井中抽取到的全部流體，包括蒸汽、熱水、不凝氣體以及化學(xué)物質(zhì)等直接送進(jìn)全流動(dòng)力機(jī)械中通過(guò)膨脹做功發(fā)電。螺桿膨脹機(jī)地壓型地?zé)崮芤粋€(gè)地壓地?zé)嵯到y(tǒng)的潛能是由三部分能量所組成，即熱能、機(jī)械能（水力機(jī)械能）以及化學(xué)能（溶解于水中的甲烷等烷烴）。熱能：來(lái)源于正常地?zé)崽荻葻嵩椿瘜W(xué)能：石油烴在高溫高壓下發(fā)生天然裂解形成烷烴氣體

機(jī)械能：地壓型熱水積蓄了較大的水力能

目前這種地?zé)豳Y源尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開(kāi)發(fā)干熱巖發(fā)電系統(tǒng)示意圖

干熱巖型地?zé)崮懿蔁岬年P(guān)鍵技術(shù)是在不滲透的干熱巖體內(nèi)形成熱交換系統(tǒng)，而且地下熱巖的能量能被熱水或蒸汽帶出的幾率只有1%

，而99%的熱巖是干熱巖，沒(méi)有與水共存，因此干熱巖發(fā)電的潛力很大。巖漿型地?zé)崮?/p>

向巖漿內(nèi)鉆探一口井，插入一根注水管并將冷水用高壓注入井底。冷水會(huì)使炙熱的巖漿變成玻璃體物質(zhì)，在熱壓的作用下發(fā)生破裂。如果水能夠穿過(guò)破裂的高溫玻璃體被加熱成蒸汽后重新回到地面，那么就可以利用其來(lái)發(fā)電。

思考題：什么是地?zé)豳Y源（地?zé)崮埽?，其主要?lái)源有哪些？地?zé)崮馨礈囟鹊燃?jí)分為高、中、低溫，其溫度范圍分別是多少，分別有哪些利用方式？地?zé)豳Y源按存在形式分為哪五種，目前人類主要利用的是哪些？謝謝！6.2地?zé)豳Y源的獲取方式目錄Contents6.2.1地?zé)豳Y源的勘測(cè)6.2.2地?zé)徙@井6.2.3地?zé)峋谘b置目錄Contents6.2.1地?zé)豳Y源的勘測(cè)6.2.2地?zé)徙@井6.2.3地?zé)峋谘b置地?zé)峁こ添?xiàng)目地點(diǎn)：存在熱顯示的地方（火山噴氣孔、溫泉和天然熱噴泉）地?zé)峁I(yè)早期（問(wèn)題）：熱顯示會(huì)逐漸消失不見(jiàn)或許人們可以從井中獲取一些短期產(chǎn)量，但是卻錯(cuò)失了地?zé)豳Y源的真正源頭6.2.1地?zé)峥睖y(cè)系統(tǒng)化的勘探策略和技術(shù)科學(xué)的技術(shù)手段對(duì)地?zé)豳Y源進(jìn)行有效表征鉆井地點(diǎn)的優(yōu)選可靠提高地?zé)崽锟碧胶烷_(kāi)發(fā)的成功率現(xiàn)今：6.2.1.1勘探目標(biāo)高溫巖體產(chǎn)出流體：干蒸汽，液體二者混合物發(fā)電潛力（時(shí)間>20年）地?zé)崃骰瘜W(xué)性質(zhì)熱儲(chǔ)容量流體溫度底層滲透率原因？原因：巨大體積的滲透性巖石長(zhǎng)期且穩(wěn)定地獲取足夠的熱量保持合理的最低溫度熱產(chǎn)量保證地?zé)豳Y源的商業(yè)價(jià)值儲(chǔ)層流體的物理化學(xué)性質(zhì)決定著建立電站的可行性預(yù)測(cè)的發(fā)電潛力維持地?zé)岚l(fā)電廠長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)6.2.1.2勘探計(jì)劃的各個(gè)階段

航空勘測(cè)地質(zhì)勘察水文調(diào)查地球化學(xué)研究地球物理研究航空勘測(cè)：地?zé)岬刭|(zhì)問(wèn)題地貌、地層、地質(zhì)構(gòu)造基本輪廓地?zé)釁^(qū)隱伏構(gòu)造地表泉點(diǎn)、泉群地?zé)嵋绯鰩У乇頍犸@示位置地面水熱蝕變帶的分布范圍深部溫度場(chǎng)空間展布及高溫異常地質(zhì)勘察：實(shí)地驗(yàn)證航空勘測(cè)時(shí)的疑難點(diǎn)查明地層及巖性特征、地質(zhì)構(gòu)造、巖漿活動(dòng)新構(gòu)造活動(dòng)情況地質(zhì)背景與構(gòu)造條件查明地表熱顯示的類型、分布及規(guī)模,地?zé)岙惓В▍^(qū)）與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系火山地質(zhì)學(xué)家許多地?zé)崽锏男纬善鋵?shí)都應(yīng)該歸功于早期的火山活動(dòng)實(shí)施人員：水文調(diào)查：充足的水資源水文學(xué)家可以推算出地層中流體的體積以及產(chǎn)量實(shí)施人員：水文專家地球化學(xué)研究：確定熱源主導(dǎo)（蒸汽相，液相）估計(jì)地?zé)崽锏淖畹蜏囟却_定流體化學(xué)特征表征回灌水的特征及其來(lái)源。地球物理研究：溫度波速（固體）當(dāng)?shù)刂亓铀俣让芏却呕匝芯繉?dǎo)電率或電阻率目錄Contents6.2.1地?zé)豳Y源的勘測(cè)6.2.2地?zé)徙@井6.2.3地?zé)峋谘b置6.2.2.1鉆井操作：采用方鉆桿和三錐形牙輪鉆頭起重機(jī)吊起鉆桿，柴油機(jī)引擎驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)，牙輪鉆頭向巖層施加壓力鉆頭附近巖石碎屑需要通過(guò)鉆井液清除鉆井液或稱為“泥漿”是鉆井的關(guān)鍵，具有以下4個(gè)方面的作用：（一）清除巖石碎屑二）冷卻鉆頭和鉆桿（三）潤(rùn)滑鉆桿（四）防止井壁在鉆井過(guò)程中垮塌鉆進(jìn)的主要設(shè)備如圖所示：相對(duì)較厚的鉆管和鉆鋌可以維持鉆頭的平衡鉆井過(guò)程鉆井下套管固井（水泥）6.2.2.2安全防御措施：井噴防噴器有毒氣體檢測(cè)裝置有毒氣體目錄Contents6.2.1地?zé)豳Y源的勘測(cè)6.2.2地?zé)徙@井6.2.3地?zé)峋谘b置地?zé)峋删蟛色@的地?zé)崃黧w一般都無(wú)法直接利用，其中含有許多雜質(zhì)（砂礫、不凝氣體等），根據(jù)不同的發(fā)電利用需求需要做一些前置處理。6.2.3地?zé)峋谘b置：地?zé)峋谛枰惭b相應(yīng)的井口裝置旋流式除砂器工作原理示意圖井口裝置：名稱：旋流式除砂器作用：清除地?zé)崃黧w挾帶的砂礫原理：從井口出來(lái)的含砂地?zé)崴蛇M(jìn)水管以較高的速度沿錐型筒圓周的切線方向流進(jìn)錐型筒，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，砂礫在重力及筒內(nèi)壁摩擦力的作用下，滑落入除砂罐中，定期從排砂管放出，除掉了含砂的熱水后從出水管流出地?zé)峋诸悾旱責(zé)峋粤骶疅醿?chǔ)壓力高溫度高非自流井熱儲(chǔ)壓力小按地?zé)峋疁睾凸δ芤?，地?zé)峋诠こ炭煞譃橐韵聨追N形式：汽水兩相流輸送井口系統(tǒng)：增壓法：即在地?zé)峋邪惭b耐高溫、高揚(yáng)程潛水泵。水泵揚(yáng)程一定要超過(guò)地?zé)崴娘柡蛪毫?，使地?zé)崴谳斔瓦^(guò)程中，直到回灌和排放，輸送壓力始終維持在所輸送地?zé)崴疁囟认鄳?yīng)的飽和壓力之上，采用這種方法來(lái)達(dá)到防垢的目的。作用范圍：高溫地?zé)峋饕饔茫悍乐馆斔瓦^(guò)程中的熱水汽化、結(jié)垢。作用范圍:高溫地?zé)峋饕饔?是將地?zé)崴械钠?jīng)分離后分別輸送給不同的熱力用戶。單級(jí)、多級(jí)汽水分離井口裝置：汽水分離器作用范圍：地?zé)崴邪樯荒龤怏w的熱水輸送系統(tǒng)。組成部分：不凝氣體分離井口裝置：抽水控制系統(tǒng)汽水分離系統(tǒng)井泵房?jī)?nèi)采暖系統(tǒng)可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)用戶供水系統(tǒng)天然氣加熱系統(tǒng)人類開(kāi)采地?zé)崮苄枰?jīng)歷哪些過(guò)程？思考題：謝謝！6.3蒸汽型地?zé)岚l(fā)電技術(shù)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姆诸愒陲柡蜏囟认?，汽水兩態(tài)共存，此時(shí)蒸汽部分被稱為飽和蒸汽。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)的蒸汽加以凈化，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，即前文所說(shuō)的背壓式機(jī)組和凝汽式機(jī)組。背壓式機(jī)組主要用在地?zé)嵴羝胁荒龤怏w含量較高的地區(qū)。由于在這些機(jī)組中，汽輪機(jī)膨脹末端不是負(fù)壓，發(fā)電機(jī)的輸出功率大約為凝汽式汽輪機(jī)組的1/2。拉爾代雷洛干蒸汽發(fā)電廠

請(qǐng)概述蒸汽型地?zé)岚l(fā)電的主要流程。請(qǐng)說(shuō)出背壓式汽輪機(jī)與凝汽式汽輪機(jī)的主要區(qū)別。思考題：謝謝！6.4閃蒸型地?zé)岚l(fā)電技術(shù)目錄Contents6.4.1閃蒸地?zé)岚l(fā)電技術(shù)綜述6.4.2閃蒸原理6.4.3閃蒸型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)6.4.4閃蒸型地?zé)岚l(fā)電評(píng)價(jià)6.4.5閃蒸地?zé)岚l(fā)電案例目錄Contents6.4.1閃蒸地?zé)岚l(fā)電技術(shù)綜述6.4.2閃蒸原理6.4.3閃蒸型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)6.4.4閃蒸型地?zé)岚l(fā)電評(píng)價(jià)6.4.5閃蒸地?zé)岚l(fā)電案例閃蒸地?zé)岚l(fā)電技術(shù)又稱“減壓擴(kuò)容法”。其主要過(guò)程為：首先將地?zé)崴朊芊獾娜萜髦?，再通過(guò)抽氣降低容器內(nèi)的氣壓，使地?zé)崴谝欢ǖ恼婵窄h(huán)境下產(chǎn)生蒸汽，然后通過(guò)汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。應(yīng)用方向：多應(yīng)用于中低溫、水質(zhì)好且不凝性氣體含量少的地?zé)豳Y源6.4.1閃蒸地?zé)岚l(fā)電技術(shù)綜述優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，運(yùn)行和維護(hù)較方便；閃蒸器比表面式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，金屬消耗量少，造價(jià)低。缺點(diǎn)：低壓蒸汽比體積大，所以蒸汽管道、汽輪機(jī)的尺寸相應(yīng)也大，使投資增加；設(shè)備直接受水質(zhì)影響，易結(jié)垢、腐蝕；當(dāng)水蒸氣中夾帶的不凝氣體較多時(shí)，需要容量大的抽氣器維持高真空，因此自身電耗大。6.4.1閃蒸地?zé)岚l(fā)電技術(shù)綜述應(yīng)用現(xiàn)狀：據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界共有16個(gè)國(guó)家169座閃蒸地?zé)岚l(fā)電廠投入運(yùn)營(yíng)，其中單級(jí)閃蒸地?zé)岚l(fā)電廠占29%。在全世界所有地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)功率中，單級(jí)閃蒸地?zé)岚l(fā)電廠所占比例高達(dá)43%。閃蒸地?zé)岚l(fā)電機(jī)組的功率變化范圍比較大（3-117MW），每個(gè)機(jī)組的平均發(fā)電功率約為27MW(比蒸汽型地?zé)岚l(fā)電技術(shù)要小一些)。我國(guó)的大多數(shù)地?zé)岚l(fā)電站都采用閃蒸發(fā)電技術(shù)。6.4.1閃蒸地?zé)岚l(fā)電技術(shù)綜述目錄Contents6.4.1閃蒸地?zé)岚l(fā)電技術(shù)綜述6.4.2閃蒸原理6.4.3閃蒸型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)6.4.4閃蒸型地?zé)岚l(fā)電評(píng)價(jià)6.4.5閃蒸地?zé)岚l(fā)電案例基礎(chǔ)原理：在一定溫度下，處于密閉容器中的液體的蒸發(fā)速率和蒸汽的凝結(jié)速率相等時(shí)，氣相與液相達(dá)到了平衡，此時(shí)容器中蒸汽所具有的壓力稱為此溫度時(shí)該液體的飽和蒸氣壓（簡(jiǎn)稱蒸氣壓）。水在升溫至蒸發(fā)溫度前的過(guò)程中吸收的熱為顯熱，或者叫飽和水顯熱；飽和水轉(zhuǎn)化成蒸汽所需要的熱稱為潛熱。6.4.2閃蒸原理根據(jù)以上這些原理，我們可以把溫度不太高的地?zé)崴腿胍粋€(gè)密封的容器中抽氣降壓，使水中的部分顯熱釋放出來(lái)，這部分能量又會(huì)作為潛熱被水吸收，使水快速蒸發(fā)為蒸汽。6.4.2閃蒸原理熱水閃蒸擴(kuò)容蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)組發(fā)電電能6.4.2閃蒸原理閃蒸過(guò)程在溫熵圖上的表示目錄Contents6.4.1閃蒸地?zé)岚l(fā)電技術(shù)綜述6.4.2閃蒸原理6.4.3閃蒸型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)6.4.4閃蒸型地?zé)岚l(fā)電評(píng)價(jià)6.4.5閃蒸地?zé)岚l(fā)電案例根據(jù)地?zé)豳Y源的不同，閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)可以分為濕蒸汽型和熱水型發(fā)電系統(tǒng)。兩種的差距在于蒸汽來(lái)源的不同。6.4.3閃蒸型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)熱水型發(fā)電系統(tǒng)：直接將熱水輸送到閃蒸器降壓擴(kuò)容，進(jìn)而得到蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。濕蒸汽型發(fā)電系統(tǒng)：先將濕蒸汽輸送到汽水分離器將蒸汽與熱水分離，蒸汽直接輸送到汽輪機(jī)去做功，熱水則通入閃蒸器。（1）單級(jí)閃蒸發(fā)電系統(tǒng)單級(jí)閃蒸發(fā)電系統(tǒng)主要由閃蒸器、汽輪發(fā)電機(jī)組和冷凝器等組成的。6.4.3閃蒸型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)單級(jí)閃蒸發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，實(shí)用性強(qiáng)，但效率較低，可以與其他的發(fā)電方式相結(jié)合，組成一個(gè)多級(jí)的復(fù)雜的發(fā)電系統(tǒng)。（2）

多級(jí)閃蒸發(fā)電系統(tǒng)6.4.3閃蒸型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)閃蒸器的級(jí)數(shù)增加，單位質(zhì)量工質(zhì)輸出功也增加，即地?zé)崴械哪芰坑艿玫匠浞掷谩＜?jí)數(shù)增加將使設(shè)備投資增加，系統(tǒng)變得復(fù)雜。目錄Contents6.4.1閃蒸地?zé)岚l(fā)電技術(shù)綜述6.4.2閃蒸原理6.4.3閃蒸型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)6.4.4閃蒸型地?zé)岚l(fā)電評(píng)價(jià)6.4.5閃蒸地?zé)岚l(fā)電案例6.4.4閃蒸型地?zé)岚l(fā)電評(píng)價(jià)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，運(yùn)行和維護(hù)較方便。閃蒸器比表面式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，金屬消耗量少，造價(jià)低。低壓蒸氣比容大，所以蒸氣管道、汽輪機(jī)的尺寸相應(yīng)也大，使投資增加。設(shè)備直接受水質(zhì)影響，易結(jié)垢、腐蝕。當(dāng)蒸氣中夾帶的不凝氣體較多時(shí)，需要容量大的抽氣器維持高真空，因此自身電耗大。6.4.4閃蒸型地?zé)岚l(fā)電評(píng)價(jià)1.分離出來(lái)的熱水中幾乎包含所有儲(chǔ)層地?zé)崃黧w中的溶解性礦物質(zhì)（Mg、Ca、Cl、K等），并且濃度更高。當(dāng)大量的地下水被采出時(shí)，有可能導(dǎo)致上覆地層陷入以前地下水占用的空間，即造成地面沉降。需要將廢水重新注回儲(chǔ)層中。2.對(duì)液體為主的地?zé)醿?chǔ)層的商業(yè)化開(kāi)發(fā)會(huì)破壞其自然景觀，特別是造成對(duì)溫泉的破壞。環(huán)境問(wèn)題：目錄Contents6.4.1閃蒸地?zé)岚l(fā)電技術(shù)綜述6.4.2閃蒸原理6.4.3閃蒸型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)6.4.4閃蒸型地?zé)岚l(fā)電評(píng)價(jià)6.4.5閃蒸地?zé)岚l(fā)電案例我國(guó)的西藏羊八井地?zé)犭娬静捎玫木褪情W蒸發(fā)電技術(shù)。6.4.5閃蒸地?zé)岚l(fā)電案例1.單級(jí)閃蒸發(fā)電系統(tǒng)西南電力設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的羊八井地?zé)犭娬镜?臺(tái)試驗(yàn)機(jī)組，于1977年10月試運(yùn)成功，采用單級(jí)閃蒸熱力系統(tǒng)。設(shè)計(jì)容量

1000kW；熱效率約為3.5%，廠用電率為16%。6.4.5閃蒸地?zé)岚l(fā)電案例2.雙級(jí)閃蒸發(fā)電系統(tǒng)羊八井2×3000kW機(jī)組，1979年建設(shè)，采用雙級(jí)閃蒸熱力系統(tǒng)。設(shè)計(jì)容量為3000kW；熱效率達(dá)到6%，廠用電率保持在12%以下。6.4.5閃蒸地?zé)岚l(fā)電案例請(qǐng)簡(jiǎn)要描述一下閃蒸原理。請(qǐng)簡(jiǎn)要描述一下閃蒸發(fā)電系統(tǒng)的流程。什么是兩級(jí)閃蒸系統(tǒng)，其優(yōu)缺點(diǎn)分別是什么？思考題：謝謝！6.5雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電技術(shù)雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電閃蒸發(fā)電技術(shù)蒸汽型地?zé)岚l(fā)電高溫地?zé)岣烧羝麥囟容^低地?zé)崴畬?duì)流體品質(zhì)要求低應(yīng)用范圍廣目錄Contents雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電綜述雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電原理卡琳娜雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電

閃蒸與雙循環(huán)聯(lián)合地?zé)岚l(fā)電雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電評(píng)價(jià)雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電案例6.5.16.5.26.5.36.5.46.5.56.5.6目錄Content