国内外地热资源发电技术

地下热水发电技术—中间介质发地热发电
• 通过热交换器利用地下热水来加热某种低沸点的 工质，使之变为蒸汽，然后以此蒸汽推动气轮机 并带动发电机发电。 • 在这种发电系统中采用2种流体，一种是以地热 流体作热源，它在蒸汽发生器中被冷却后排入环 境或打入地下；另一种是以低沸点工质流体作为 工作介质（如氟里昂）。 1-地热井；3-汽轮机； 4-发电机；8-热水泵； 10-蒸发器；11-表面式蒸汽 器； 12-循环泵；13-排水管 • 这种工质在蒸汽发生器内由于吸收了地热水放出

据2010年世界地热大会统计，全世界共有78个国家正在开发利用 地热能技术， 27 个国家利用地热发电，总装机容量为 10715MW ， 年发电67246GW〃h。

美洲和亚洲分别占世界地热发电总装机容量的39.9%和35.1%。全 世界 78 个国家地热能直接利用的设备总容量为 48483MW ，年利用 热能117778GW〃h。
发展前景
地热资源越来越受到人们的重视，地热发电量也逐年增加，更多的探索
新的高温热田，完善地热发电技术，如回灌技术和防结垢防腐蚀等技术， 是当今在新能源技术领域中的重要环节。
新型的联合循环发电技术是地热发电技术的发展方向，在浅层地热能得
到大规模开发后，中深层地热资源和干热岩资源将成为地热发电技术新 的资源。在地热发电技术下一步的发展过程中，应注重中深层地热资源 和干热岩资源的开发。
干蒸汽发电技 术
• 目前以干蒸汽发电技术为主的电厂在印度尼西亚， 装机容量为6x3MW，采用青岛汽轮机厂一生产的 地热发电机组。 • 我国西藏羊八井电站的2号机机组就是采用干蒸 汽发电技术，进汽压力0.56MPa，进汽温度160℃， 机组功率3MW。
地下热水发电技术—闪蒸地热发电
将地热井口引来的地热水，先送到闪蒸器中进行降 压闪蒸，使其产生部分蒸汽，再引到常规汽轮机做 功发电。 汽轮机排出的蒸汽在混合式凝汽器内冷凝成水，送 往冷却塔。分离器中剩下的含盐水排入环境或打入 地下，或引入作为第二级低压闪蒸分离器中，分离 出低压蒸汽引入汽轮机的中部某一级膨胀做功。
所关注的环境科学与工程技术研究进展论述
——国内外地热资源发电技术
专 姓 业：环境科学 名：heshaolang
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地热发电的发展史 地热发电原理与技术 主要存在的问题 发展前景

地热资源是指在当前技术经济和地质环境条件下，地壳内能够科
学、合理地开发出来的岩石中的热能量和地热流体中的热能量及 其伴生的有用组分。
联合循环发电技术
把蒸汽发电和地热水发电2种系统合二为一，它最大的优点就是适用 于高于150℃的高温地热流体发电，经过一次发电后的流体，在不低 于120℃的工况下，再进入双工质发电系统，进行二次做功，充分利 用了地热流体的热能，既提高了发电效率，又将经过一次发电后的排 放尾水进行再利用，大大节约了资源。 该系统从生产井到发电，再到最后回灌到热储，整个过程都是在全封 闭系统中运行的，因此，即使是矿化程度很高的热卤水也可以用来发 电，且不存在对环境的污染。同时，由于系统是全封闭的，即使在地 热电站中也没有刺鼻的硫化氢味道，因而是100%的环保型地热系统。 这种地热发电系统采用100%的地热水回灌，从而延长了地热田的使用 寿命。 土耳其Kizildere地热电站采用联合循环技术进行试验机组研究，最 大功率达到18.238kW，循环效率达到38.58%，联合循环发电系统性 能稳定。
将地热发电与太阳能热利用相结合。在双工质循环或卡琳娜循环中，在
低温地热水的热交换阶段引入太阳能热利用方式，克服地热水温度较低、 能源品位较差的弱点，提高循环效率。这种技术已经在美国、智利等国 家开展了实验室研究。
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地热发电的发展史

1904年—意大利建立了第一个能够利用地热蒸汽生产电力设 备； 1913年—第一座装机地热电站在意大利建成并运行，标志着 商业性地热发电的开端。 1960年—美国加利福尼亚的盖瑟尔斯地热电站，利用地热干 蒸汽生产出商业电能； 1970年—广东丰顺建成第一座地热电站； 1975年9月—西藏羊八井地热电站（国内规模最大）发电成功； 2008年6月—法国的苏尔苏斯发世界上第一套增强地热系统 地热发电装置投人商业运行； 2011年—瑞士城市巴塞尔首座使用干热岩技术发电的商用地 热发电站建成。
的热量而汽化，产生的低沸点工质蒸汽送入汽轮
机发电机组发电。做完功后的蒸汽，由汽轮机排 出，并在冷凝器中冷凝成液体，然后经循环泵打
回蒸汽发生器再循环工作。
地下热水发电技术—中间介质发地热发电
• 优点：采用低沸点工质作为热能载体，可以充分利用 地热水的热能进行发电，使得地热资源得到充分利用
。
• 缺点：增加了发电系统的复杂性，也增加了投资和运 行成本，而且低沸点工质多数属易燃易爆品，工质的 储存和安全使用也是发电过程中需要重点关注的内容 。 • 美国曾于1970年在阿拉斯加州的荒林地区采用74℃的 温泉水进行发电。
优点是设备简单，易于制造，可以采用混合式热交
换器。缺点是设备尺寸大，容易腐蚀结垢，热效率 较低。 1-地热井；3-汽轮机； 4-发电机；5-混合式凝汽器 ； 6-排水泵；7-排污泵； 8-热水泵；9-闪蒸器
由于直接以地下热水蒸汽为工质，因而对于地下热
水的温度、矿化度以及不凝气体含量等有较高的要 求。
干热岩地热发 电技术

干热岩是指埋藏于地面1 km以下、温
度大于200℃、内部不存在流体或仅 有少量地下流体的岩体。

从地表由注入井往干热岩中注入温度
较低的水，注入的水沿着裂隙运动并 与周边的岩石发生热交换，产生高温
高压超临界水或水蒸气混合物，然后
从生产井提取高温蒸汽，用于地热发 电。

首座使用干热岩技术发电的商用地热
年份 世界地热的发展
世界主要国家地热发电量情况
中国地热发电落后的主要因素
地热资源热源差异
地热资源地域分布局限性
地热资源勘探风险性
体制问题
地热发电原理
地热发电厂
把地下热能首先转 变为机械能，然后 再把机械能转变为 电能的过程，原理 和火力发电的基本 原理是一样的。但 不需要备锅炉和消 耗燃料，所用的能 源是地热能。
地热发电技术
干蒸汽发电技术 地下热水发电技术 联合循环发电技术 干热岩地热发电技术



• 从地下喷出的具有一定过热 度的蒸汽。干蒸汽发电技术 就是将干蒸汽从井引出，除 去固体杂质后直接传输到汽
干蒸汽发电技 术
轮发电机组进行发电。
• 干蒸汽发电系统工艺简单，
技术成熟，安全可靠，是高
温地热田发电的主要形式。
发电站于2011年在瑞士城市巴塞尔建 成。该电站能为周边的5000个家庭提
供30000kW热能和3000kW电能。
存在的问题
• 目前，有四个大技术难题阻碍了地热发电的发 展，这四个技术难题是:地热资源量的勘探、 地热田的回灌、腐蚀和结垢。 • 全国已勘探的地热田有103处，但实际投入发 电运行的仅有西藏、门又井1处，其余热田因 储量或热田参数等原因不能长期提供热源。 • 我国羊八井的地热水中含有硫、汞、砷、氟等 多种有害元素，地热发电后大量的热排水直接 排放掉的话，会对环境产生恶劣影响。 • 咸阳市的某地热水利用工程，采用碳钢指小片 挂片试验计算腐蚀速率，试验结果为0.76mm/a。