(11)第六章地热新能源.pptx
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地热能发电PPT幻灯片课件
• 地热电站对环境的影响 开采地热过程中
会向外排放少量的CO2 、CH4 、 H2S 等,但 比火电要少得多。废水中含有硼、砷等有
害 元素.大量采水也对地层稳定有影响.
通过回灌可以减轻。
31
地热电站尾水的综合利用 地热电站 发电后排出的尾水，温度都在60-70度 左右或更高，还有一定的利用价值。 可以作为生活热水，也可以与冷水混 合后灌溉农田。还可以提取有用的化 学元素。
• 干热岩型 埋藏浅具有经济价值的高温岩 石，周围没有水，不能形成热水和蒸汽， 属下一步开采的目标。
• 岩浆型 火山周围埋藏较浅的岩浆和半 熔融岩石,温度600-1500 ℃。
12
地热田的形成
• 地下热水的形成 分为深循环型和特殊热 源型两种。
13
• 深循环型 一般认为90%的地下热水 来自大气降水,仅有极少量是从岩浆 释放的“原生热水”。地表水在重 力作用下渗入地下,在渗流过程中吸 收岩石热量成为地下热水,受热膨胀 后又沿另外的岩石缝隙向地表移动, 甚至成为热泉。
和钚组成的巨大球体,地球是个天然的裂变堆.不仅
如此,太阳系很多行星如木星、土星等也是如此。
他在实验室内用电脑对这个假设进行了模拟，并对
地球磁场变化进行了解释。
6
• 这些热能随地球内部的剧烈运动，通过 火山爆发、地震和温泉的形式释放出来。
7
地壳中地热能的分布从上到下可分 为 3 个 带 ， 变 温 带 (15m) ， 常 温 带 (20m)和增温带。 ①变温带受太阳辐射和季节影响大； ②常温带温度几乎保持恒定； ③增温带的温度随深度增加而增加， 地表15km内的增温带温度梯度一般 为15-33℃/km.热能来此于地球内部。 80℃ 地 下 热 水 大 致 在 地 下 20002500米左右。
新能源技术06地热能及其利用
新能源技术06地热能及其利用
§6.1.1 地球的构造和热量来源
地球内部的热量，主要来自放射性元素的衰变。 放射性元素的衰变是原子核能的释放过程。高速粒子的动能
与辐射能在与其它物质的碰撞过程中转变为热能。 此外，热的来源还有潮汐摩擦热、化学反应热等，不过所占
比重都不大。
新能源技术06地热能及其利用
§6.1.2 地热资源的概念
装机容量达到400MW以上。
新能源技术06地热能及其利用
§6.5 地热能的一般利用
§6.5.1 地热能的利用方式
不同温度地热流体的利用方式也有所不同。 总体而言，地热能在以下四个方面的应用最为广泛和成功。
1）地热发电。 2）地热供暖。 3）地热用于农业。 4）温泉洗浴和医疗。 不同温度地热资源的可能利用方式，参见表6-6。
地热电站的蒸气温度要比火电厂锅炉出来的蒸气温度低得多， 因而地热蒸气经涡轮机的转换效率较低。
地热发电一般要求地热流体的温度在 150℃以上，这时热转 换效率相对较高，因而发电成本较低，经济性较好。
在缺乏高温地热资源的地区，中低温（例如100℃以下）的 地热水也可以用来发电，只是经济性较差。
地热资源有明显的矿产资源属性，要开发和保护并重。 小知识：地下3km 范围内的地热资源（教材154页）。
新能源技术06地热能及其利用
§6.2 地热资源的类型
§6.2.1 地热资源的存在形态
1）热水型 —— 包括热水及湿蒸汽。 2）干蒸汽型 —— 高温蒸汽。 3）地压型 —— 高压水，压力一般可达几十兆帕。 4）干热岩型 —— 温度很高的岩石层。 5）岩浆型 —— 高温熔岩。
形管，把从土壤吸收的热能 通过热泵供应给室内。
新能源技术06地热能及其利用
§6.1.1 地球的构造和热量来源
地球内部的热量，主要来自放射性元素的衰变。 放射性元素的衰变是原子核能的释放过程。高速粒子的动能
与辐射能在与其它物质的碰撞过程中转变为热能。 此外，热的来源还有潮汐摩擦热、化学反应热等，不过所占
比重都不大。
新能源技术06地热能及其利用
§6.1.2 地热资源的概念
装机容量达到400MW以上。
新能源技术06地热能及其利用
§6.5 地热能的一般利用
§6.5.1 地热能的利用方式
不同温度地热流体的利用方式也有所不同。 总体而言，地热能在以下四个方面的应用最为广泛和成功。
1）地热发电。 2）地热供暖。 3）地热用于农业。 4）温泉洗浴和医疗。 不同温度地热资源的可能利用方式，参见表6-6。
地热电站的蒸气温度要比火电厂锅炉出来的蒸气温度低得多， 因而地热蒸气经涡轮机的转换效率较低。
地热发电一般要求地热流体的温度在 150℃以上，这时热转 换效率相对较高，因而发电成本较低，经济性较好。
在缺乏高温地热资源的地区，中低温（例如100℃以下）的 地热水也可以用来发电，只是经济性较差。
地热资源有明显的矿产资源属性，要开发和保护并重。 小知识：地下3km 范围内的地热资源（教材154页）。
新能源技术06地热能及其利用
§6.2 地热资源的类型
§6.2.1 地热资源的存在形态
1）热水型 —— 包括热水及湿蒸汽。 2）干蒸汽型 —— 高温蒸汽。 3）地压型 —— 高压水，压力一般可达几十兆帕。 4）干热岩型 —— 温度很高的岩石层。 5）岩浆型 —— 高温熔岩。
形管，把从土壤吸收的热能 通过热泵供应给室内。
新能源技术06地热能及其利用
新能源与节能技术6-地热能
地热发电系统
地热发电系统主要有四种： • 地热蒸汽发电系统： 利用地热蒸汽推动汽轮机运转，产生电能。 当高压热水从热水井中抽至地面，由于压力降 低，部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽，蒸汽 送至汽轮机做功；而分离后的热水可继续利用 后排出，当然最好是再回注入地层。本系统技 术成熟、运行安全可靠，是地热发电的主要形 式。西藏羊八井地热电站采用的便是这是主要的洁净能源技术 2、节能 3、减少温室气体排放 4、臭氧层破坏减少 5、人们健康舒适 6、发展前景广阔
地源热泵
开式 系统
闭式 系统
地热务农
地热务农
地热在农业应用领域也十分广泛。比如，利用适宜温 度的地热水灌溉农田，可使农作物早熟增产；利用地热建 造地热温室，用地热温水养鱼，在28℃的水温下，可加速 鱼的育肥，提高鱼的出产率；还可育秧种菜等等。我国农 业应用最多的是北京、天津和西藏、云南等地，差不多都 建有面积大小不等的地热温室，育种育秧，种植蔬菜瓜果， 培养菌种等。还用于养殖罗非鱼、罗氏沼虾，非洲鲫鱼、 鳗鱼，以及用于为沼气池加温等。例如，湖北英山县有 300m深热水井5口，建造温室1129m2，温水养鱼2000 m2， 并进行育种和培育水生饲料。现在全国地热养殖池已达 300×104m2。
地热现象 微温地面或放热地面 各式各样的温泉——温泉、热泉、泉塘、热水湖、沸泉 干喷汽孔和湿喷汽孔 惊心动魄的水热爆炸 墨守成规的间隙喷泉 千姿百态的泉华沉积——钙华、硅华、硫华、盐华 五颜六色的水热浊变 震天动地的火山喷发 地热调查 地名、植物生态、地方性病症等
地热循环
地热资源的类型
地热养殖
地热行医
热矿水是一种宝贵资源，世界各国都用于医疗。由于 地热水在从很深的地下提取到地面上来的过程中交替作 用很强，加之温度较高，都含有一定的特殊化学元素， 具有一定的医疗疾病的效果。碳酸泉水供饮用，可调节 胃酸、平衡人体酸碱度；铁水泉水饮用后，可治疗缺铁 贫血症；氢泉、硫水氢泉洗浴可治疗神经衰弱和关节 炎、皮肤病等，在前苏联的高加索矿泉区，就有酸水 城、铁水城等五、六个不同特色的矿水城，政府还专门 为贯通各矿泉城修建一条高速电气列车，吸引着大批疗 养者和旅游者。在日本，已有1500多个温泉疗养所，每 年有1亿人到这些疗养所休养。
地热能发电PPT幻灯片课件
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地热资源根据其在地下热储中 存在的形式分为以下5种:
11
• 蒸汽型资源 这种地热资源可以直接产 生过热蒸汽推动汽轮机发电,温度可以达 到200～400 ℃,非常有价值，但较少见 到。
• 热水型 以产60-150 ℃的热水为主,资 源量很大，是目前开发的重点。
• 地压型 封闭于盖层中的高压高温水和 天然气。总能量实际上包含机械能,热能 和化学能。
•25000样品复查，证明该处矿石的铀-235丰度的平 均值为0.62%,最低值为0.29%,由此证明确实是天然 反应堆。
•在随后的5年内经反复勘探,终于发现了9座天然反 应堆,它们从20亿年前开始运行,共运行了20万-50 万年,参加裂变的反应的天然铀约800吨。
•美国地球物理学家赫恩登提出地核内有一个由铀
一边冷水下降，一边热水上升就构成了地 下水的循环。岩层断裂缝隙是形成热水聚集的 必要条件。
14
15
特殊热源型 在地球运动过程中，不断造成地壳断裂， 内部岩浆会沿断裂缝隙上涌，如冲出地 面就形成火山爆发，如停留在地表下一 定深度未喷出地面, 就形成岩浆侵入体。 它是一个高强度地热异常区,其地层温度 梯度达每米几十度。如新西兰怀腊开的 地温梯度达到3每米30-40 ℃。侵入体 的的时代越新，所保留的余热就越多， 对地下水的加热也越强烈。
地幔 地球的中间部分，为熔融状态 的岩浆,由硅镁物质组成,温度 1000℃以上,厚度约2900km。
地核 温度在2000 ～5000℃,由铁镍 等重金属组成。
2
3
• 总热能 内部是一个高温高压世界,蕴藏 着巨大的热量。值约1.25×1028KJ。
• 地热资源 10km内的地热资源约 1.45×1022 KJ ,相当于4.95 ×1015吨标 准煤,是煤炭资源的1.7亿倍，若能大规 模应用，可供人类用几十万年。
地热资源根据其在地下热储中 存在的形式分为以下5种:
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• 蒸汽型资源 这种地热资源可以直接产 生过热蒸汽推动汽轮机发电,温度可以达 到200～400 ℃,非常有价值，但较少见 到。
• 热水型 以产60-150 ℃的热水为主,资 源量很大，是目前开发的重点。
• 地压型 封闭于盖层中的高压高温水和 天然气。总能量实际上包含机械能,热能 和化学能。
•25000样品复查，证明该处矿石的铀-235丰度的平 均值为0.62%,最低值为0.29%,由此证明确实是天然 反应堆。
•在随后的5年内经反复勘探,终于发现了9座天然反 应堆,它们从20亿年前开始运行,共运行了20万-50 万年,参加裂变的反应的天然铀约800吨。
•美国地球物理学家赫恩登提出地核内有一个由铀
一边冷水下降，一边热水上升就构成了地 下水的循环。岩层断裂缝隙是形成热水聚集的 必要条件。
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特殊热源型 在地球运动过程中，不断造成地壳断裂， 内部岩浆会沿断裂缝隙上涌，如冲出地 面就形成火山爆发，如停留在地表下一 定深度未喷出地面, 就形成岩浆侵入体。 它是一个高强度地热异常区,其地层温度 梯度达每米几十度。如新西兰怀腊开的 地温梯度达到3每米30-40 ℃。侵入体 的的时代越新，所保留的余热就越多， 对地下水的加热也越强烈。
地幔 地球的中间部分，为熔融状态 的岩浆,由硅镁物质组成,温度 1000℃以上,厚度约2900km。
地核 温度在2000 ～5000℃,由铁镍 等重金属组成。
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• 总热能 内部是一个高温高压世界,蕴藏 着巨大的热量。值约1.25×1028KJ。
• 地热资源 10km内的地热资源约 1.45×1022 KJ ,相当于4.95 ×1015吨标 准煤,是煤炭资源的1.7亿倍，若能大规 模应用，可供人类用几十万年。
第六章 地热能
我国地热直接利用已位居世界第二，仅次于美国。日 前地热资源在供暖、供热、制冷、医疗、洗浴、康乐、 水产、温室等方面的开发利用已形成一定规模与相应 的产业，取得了较好的经济、社会与环境效益。
按照载热体类型、温度、压力和其它特 性的不同，可把地热发电的方式划分为蒸汽 型地热发电和热水型地热发电两大类。
❖（1）蒸汽型地热发电
蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接 引入汽轮发电机组发电，但在引入发电机组前应 把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。
这种发电方式最为简单，但干蒸汽地热资源 十分有限，且多存于较深的地层，开采技术难度 大，故发展受到限制（参考《资源》栏目有关文 章）。
❖ 现在许多国家为了提高地热利用率，而采用梯级开 发和综合利用的办法，如热电联产联供，热电冷三 联产，先供暖后养殖等。
地热发电
❖地热发电是地热利用的最重要方式。
❖地热发电的过程及原理：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。
要利用地下热能，首先需要有“载热体” 把地下的热能带到地面上来。目前能够被地 热电站利用的载热体，主要是地下的天然蒸 汽和热水。
❖（3）从冷却塔派出的废蒸汽和废水中可能 含有H2S等有毒气体，应予重视并及时加 以处理，以免污染厂区附近的空气。
❖（4）地热属于再生比较慢的一种资源。地 热蒸汽产区只能利用一段时间，其长短难 于估计，可能在30—3000a之间。由于取用 的水多于回注的水，利用地热发电，最后 可能会引起地面沉降，这一点须加以注意。
中国地热能的发展预测
❖根据我国地热开发利用现状、资源潜力评估和国 家、地区经济发展预测，地热产业规划目标、任 务初期，中期，远期三个阶段。
长期目标与任务 1）高温地热发电装机达到75～100MW 主要藏滇高温地热勘探开发200～250℃以上深
按照载热体类型、温度、压力和其它特 性的不同，可把地热发电的方式划分为蒸汽 型地热发电和热水型地热发电两大类。
❖（1）蒸汽型地热发电
蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接 引入汽轮发电机组发电，但在引入发电机组前应 把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。
这种发电方式最为简单，但干蒸汽地热资源 十分有限，且多存于较深的地层，开采技术难度 大，故发展受到限制（参考《资源》栏目有关文 章）。
❖ 现在许多国家为了提高地热利用率，而采用梯级开 发和综合利用的办法，如热电联产联供，热电冷三 联产，先供暖后养殖等。
地热发电
❖地热发电是地热利用的最重要方式。
❖地热发电的过程及原理：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。
要利用地下热能，首先需要有“载热体” 把地下的热能带到地面上来。目前能够被地 热电站利用的载热体，主要是地下的天然蒸 汽和热水。
❖（3）从冷却塔派出的废蒸汽和废水中可能 含有H2S等有毒气体，应予重视并及时加 以处理，以免污染厂区附近的空气。
❖（4）地热属于再生比较慢的一种资源。地 热蒸汽产区只能利用一段时间，其长短难 于估计，可能在30—3000a之间。由于取用 的水多于回注的水，利用地热发电，最后 可能会引起地面沉降，这一点须加以注意。
中国地热能的发展预测
❖根据我国地热开发利用现状、资源潜力评估和国 家、地区经济发展预测，地热产业规划目标、任 务初期，中期，远期三个阶段。
长期目标与任务 1）高温地热发电装机达到75～100MW 主要藏滇高温地热勘探开发200～250℃以上深
新能源技术地热能及其利用PPT共49页
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
新能源技术地热能及其利用
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
新能源技术地热能及其利用
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
可再生能源发电技术第6章 地热发电
✓ 地质学上常把地热资源分为蒸汽型、热水型、地压型、
干热岩型和岩浆型等五类 。
4
地热资源的分类
➢ 蒸汽型：以温度较高的饱和蒸汽或过热蒸汽形式存在 的地下储热，干蒸汽可直接进入汽轮机，是理想的地 热资源。资源少，地区局限性大。
➢ 热水型：以热水形式存在的地热田，资源分布广，储 量丰富，占10％。 高温级≥150℃ 中温级90～150℃ 低温级＜90℃
6
中国的地热资源
➢ 环球性的地热带主要有环太平洋地热带、地中海－喜 马拉雅地热带、大西洋中脊地热带和红海－亚丁湾－ 东非裂谷地热带等四个。
➢ 能用于发电的高温地热资源主要分布在西藏、滇西和 台湾地区，其他省区均为中低温地热资源。
➢ 全国盆地型中低温地热能，相当于2500亿t标准煤的热 量。主要分布在松辽盆地、华北盆地、江汉盆地、渭 河盆地、太原盆地、临汾盆地、运城盆地等众多的山 间盆地以及东南沿海的福建、广东、赣南、湘南等地。
第6章 地热发电
6.1 地热资源和分类 6.2 地热发电技术 6.3 地热能利用的制约因素
1
5.1 地热能资源和分类
地热能是来自地球深处的热能
地球的内部是地个高温、高压的世界，是一个巨大的 热库，蕴藏着无比巨大的热能。
地壳
2
地热资源
3
地热资源是指地壳表层以 下5000米深度内，15℃以 上岩石和热流体所含的总
15
3、全流地热发电
5
31
7
6
4
2
8
地
热
井
9
井底液体假定 为饱和状态
图6-7 全流地热发电系统示意图
1－高压气室 2、3、4－啮合螺旋转子 5－排出口 6－全流膨胀器 7 －汽轮发电机组 8－凝汽器 9－热水排放
干热岩型和岩浆型等五类 。
4
地热资源的分类
➢ 蒸汽型：以温度较高的饱和蒸汽或过热蒸汽形式存在 的地下储热，干蒸汽可直接进入汽轮机，是理想的地 热资源。资源少，地区局限性大。
➢ 热水型：以热水形式存在的地热田，资源分布广，储 量丰富，占10％。 高温级≥150℃ 中温级90～150℃ 低温级＜90℃
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中国的地热资源
➢ 环球性的地热带主要有环太平洋地热带、地中海－喜 马拉雅地热带、大西洋中脊地热带和红海－亚丁湾－ 东非裂谷地热带等四个。
➢ 能用于发电的高温地热资源主要分布在西藏、滇西和 台湾地区，其他省区均为中低温地热资源。
➢ 全国盆地型中低温地热能，相当于2500亿t标准煤的热 量。主要分布在松辽盆地、华北盆地、江汉盆地、渭 河盆地、太原盆地、临汾盆地、运城盆地等众多的山 间盆地以及东南沿海的福建、广东、赣南、湘南等地。
第6章 地热发电
6.1 地热资源和分类 6.2 地热发电技术 6.3 地热能利用的制约因素
1
5.1 地热能资源和分类
地热能是来自地球深处的热能
地球的内部是地个高温、高压的世界，是一个巨大的 热库，蕴藏着无比巨大的热能。
地壳
2
地热资源
3
地热资源是指地壳表层以 下5000米深度内，15℃以 上岩石和热流体所含的总
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3、全流地热发电
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地
热
井
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井底液体假定 为饱和状态
图6-7 全流地热发电系统示意图
1－高压气室 2、3、4－啮合螺旋转子 5－排出口 6－全流膨胀器 7 －汽轮发电机组 8－凝汽器 9－热水排放
第6章 地热能发电--《可再生能源发电》电子课件
湿蒸汽型和热水型闪蒸地热发电系统，如图6-5所示。 两种形式的差别在于蒸汽的来源或形成方式。如果地热井出口 的流体是湿蒸汽，则先进入汽水分离器，分离出的蒸汽送往汽 轮机，分离下来的水再进入闪蒸器，得到蒸汽后送入汽轮机发 电。
精思国计 细量民生
17
第6章 地热能发电
（a）湿蒸汽型
（b）热水型
图6-5 单级闪蒸地热发电系统
精思国计 细量民生
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第6章 地热能发电
6.3.1 闪蒸地热发电系统
闪蒸地热发电方法也称“减压扩容法”，就是把低温地 热水引入密封容器中，通过抽气降低容器内的气压（减压）， 使地热水在较低的温度下沸腾生产蒸汽，体积膨胀的蒸汽做功 （扩容），推动汽轮发电机组发电。
闪蒸地热发电系统，不论地热资源是湿蒸汽田还是热水 田，都是直接利用地下热水所产生的水蒸气来推动汽轮机做功， 得到机械能。闪蒸后剩下的热水和汽轮机中的凝结水可以供给 其他热水用户利用。利用完后的热水再回罐到地层内。适合于 地热水质较好且不凝性气体含量较少的地热资源。
第6章 地热能发电
精思国计 细量民生
第6章 地热能发电
6.1.1 地热资源的分类 6.1.2 中国的地热资源 6.1.3 国内外地热资源开发利用的现状与前景
精思国计 细量民生
6
6.1.1 地热资源的分类
第6章 地热能发电
精思国计 细量民生
7
6.1.2 中国的地热资源
第6章 地热能发电
我国地热资源的分布主要与各种构造体系及地震活动、火 山活动密切相关。其中能用于发电的高温地热资源主要分布在 西藏、滇西和台湾地区，其他省区均为中低温地热资源。
第6章 地热能发电
第6章 地热能发电
精思国计 细量民生
精思国计 细量民生
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第6章 地热能发电
（a）湿蒸汽型
（b）热水型
图6-5 单级闪蒸地热发电系统
精思国计 细量民生
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第6章 地热能发电
6.3.1 闪蒸地热发电系统
闪蒸地热发电方法也称“减压扩容法”，就是把低温地 热水引入密封容器中，通过抽气降低容器内的气压（减压）， 使地热水在较低的温度下沸腾生产蒸汽，体积膨胀的蒸汽做功 （扩容），推动汽轮发电机组发电。
闪蒸地热发电系统，不论地热资源是湿蒸汽田还是热水 田，都是直接利用地下热水所产生的水蒸气来推动汽轮机做功， 得到机械能。闪蒸后剩下的热水和汽轮机中的凝结水可以供给 其他热水用户利用。利用完后的热水再回罐到地层内。适合于 地热水质较好且不凝性气体含量较少的地热资源。
第6章 地热能发电
精思国计 细量民生
第6章 地热能发电
6.1.1 地热资源的分类 6.1.2 中国的地热资源 6.1.3 国内外地热资源开发利用的现状与前景
精思国计 细量民生
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6.1.1 地热资源的分类
第6章 地热能发电
精思国计 细量民生
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6.1.2 中国的地热资源
第6章 地热能发电
我国地热资源的分布主要与各种构造体系及地震活动、火 山活动密切相关。其中能用于发电的高温地热资源主要分布在 西藏、滇西和台湾地区，其他省区均为中低温地热资源。
第6章 地热能发电
第6章 地热能发电
精思国计 细量民生
第六章 新能源之地热能
地热供暖
雷克雅末(冰岛首都)地热利用
40
Hale Waihona Puke 地热供暖41地热务农
• 地热在农业中的应用范围十分广阔。如利用温度适宜的地 热水灌溉农田，可使农作物早熟增产；利用地热水养鱼， 在28℃水温下可加速鱼的育肥，提高鱼的出产率；利用地 热建造温室、育秧、种菜和养花；利用地热给沼气池加温， 提高沼气出产量等。 • 将地热能直接用于农业在我国日益广泛，北京、天津、西 藏和云南等地都建有面积大小不等的地热温室。各地还利 用地热大力发展养殖业，如培养菌种、养殖非洲鲫鱼、罗 非鱼、罗氐沼虾等。
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地热能的利用
• 在工业上，地热能可用于加热、干燥、制冷、脱 水加工、提取化学元素、海水淡化等方面。 • 在农业生产上，地热能可用于温室育苗、栽培作 物、养殖禽畜和鱼类等。例如，地处高纬度的冰 岛不仅以地热温室种植蔬菜、水果、花卉和香蕉， 近年来又栽培了咖啡、橡胶等热带经济作物。 • 在浴用医疗方面，人们早就用地热矿泉水医治皮 肤病和关节炎等，不少国家还设有专供沐浴医疗 用的温泉。
33
34
地热发电的前景是 取决于如何开发利用地 热储量大的干热岩资源。 其关键技术是能否将深 井打人热岩层中。美国 新墨西哥州的洛斯阿拉 莫科学试验室正在对这 一系统进行远景试验。
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Schematic of a commercial-scale Hot Dry Rock
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地热发电的好处
利用地热能来进行发电其好处很多： • 建造电站的投资少，通常低于水电站； • 发电成本比火电、核电及水电都低； • 发电设备的利用时间较长； • 地热能比较干净，不会污染环境； • 发电用过的蒸汽和热水，还可以再加以利 用，如取暖、洗浴、医疗、化工生产等。
地热发电原理ppt课件
➢ 一.随着地质勘探技术的进步,目前钻 3000～4000m 的地 热深井已 不是难题,这就使得对地热资源的开发有了新 的思路。 二.油田地区地热资源开发受到了普遍的关注. 三.重视地热资源的综合利用与梯级利用,提高地热资源 的利 用率和经济社会效益.. 四.重视采灌结合,保证地热资源的可持续利用.
地热能的利益
地热能的开发利用无疑会有很好的社会、经济和环 境效益。目前，许多地热资源丰富且开发利用好的国 家，如美国、日本、意大利、冰岛、新西兰及印尼、 菲律宾等，其地热在整个国民经济中已起到一定作用。 例如冰岛，其首都雷克雅未克及其它几个声调供暖全 部地热，仅此一项每年可节省1.3亿美元 (与燃油供暖 相比)。我国地热发电装机容量虽小，但羊八井地热电 站年发电量超过1亿kW·h，在解决拉萨供电方面起着很 大作用，基本上解决了工、农、牧业和人民生活日益 增长的用电要求；另一方面，地热能的开发利用在消 灭无电县方面也能起到举足轻重的作用。据统计，西 藏目前仍有无电县22个，其中大部分地区有高温地热 资源，若能在这些无电县当中发展小功率的模块地热 电站，无疑是一条切实可行的路子。
世界地热资源储备主要国家分布占比
全球地热资源潜力的分布
中国地热分布
高温地热：西藏南部、云南西部、福建、 广东、台湾等地。迄今为止中国已发现 的温度最高的地热钻井为西藏羊八井 2004号钻井，温度高达329.8℃。属世界 少有的高温地热。
中温地热：遍布全国各地，仅自然露头 就有3000多处。
双循环系统
地热水首先流经热交 换器，将地热能传给 另一种低沸点的工作 流体，使之沸腾而产 生蒸气。蒸气进入汽 轮机做功后进入凝汽 器，再通过热交换器 从而完成发电循环， 地热水则从热交换器 回流注入地下。
我国地热电站装机容量
地热能的利益
地热能的开发利用无疑会有很好的社会、经济和环 境效益。目前，许多地热资源丰富且开发利用好的国 家，如美国、日本、意大利、冰岛、新西兰及印尼、 菲律宾等，其地热在整个国民经济中已起到一定作用。 例如冰岛，其首都雷克雅未克及其它几个声调供暖全 部地热，仅此一项每年可节省1.3亿美元 (与燃油供暖 相比)。我国地热发电装机容量虽小，但羊八井地热电 站年发电量超过1亿kW·h，在解决拉萨供电方面起着很 大作用，基本上解决了工、农、牧业和人民生活日益 增长的用电要求；另一方面，地热能的开发利用在消 灭无电县方面也能起到举足轻重的作用。据统计，西 藏目前仍有无电县22个，其中大部分地区有高温地热 资源，若能在这些无电县当中发展小功率的模块地热 电站，无疑是一条切实可行的路子。
世界地热资源储备主要国家分布占比
全球地热资源潜力的分布
中国地热分布
高温地热：西藏南部、云南西部、福建、 广东、台湾等地。迄今为止中国已发现 的温度最高的地热钻井为西藏羊八井 2004号钻井，温度高达329.8℃。属世界 少有的高温地热。
中温地热：遍布全国各地，仅自然露头 就有3000多处。
双循环系统
地热水首先流经热交 换器，将地热能传给 另一种低沸点的工作 流体，使之沸腾而产 生蒸气。蒸气进入汽 轮机做功后进入凝汽 器，再通过热交换器 从而完成发电循环， 地热水则从热交换器 回流注入地下。
我国地热电站装机容量
第六章 新能源之地热能
• 现代人们常说的温泉，就是人类的祖先在 很久以前就开始利用的一种地热能。不过， 人类对地热能的大规模开发利用，可以说 现在才刚刚起步。因此地热能是一种开发 潜力很大的新型能源。
2
什么是地热能？
• 所谓地热能就是地球内部以热的形式蕴藏的能量。 Geothermal energy is the energy contained as heat in the Earth’s interior
11
热水型
• 它是指以热水形式存在的地热田，通常既 包括温度低于当地气压下饱和温度的热水 和温度高于沸点的有压力的热水，又包括 湿蒸汽，90℃以下称为低温热水田，90～ 150℃称为中温热水田，150℃以上称为高 温热水田。中、低温热水田分布广，储量 大，我国已发现的地热田大多属这种类型。 这种地热能分布较广，约占已探明的热资 源的10%.
6 地热能
Geothermal Energy
Nesjavellir, Iceland. 300°C fluid used to produce electricity
地热能综述
• 我们人类居住的这个星球，很像是一个巨 大的“热水瓶”，外凉内热，而且是越往 里温度越高。人们把蕴藏于地球内部的热 能称为“地热能”。地球通过火山爆发和 温泉外溢等途径，将其内部蕴藏的热能源 源不断地输送到地面上来。
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地热流体的物理化学性质
• 地热流体不管是蒸汽还是热水一般都含有 CO2、H2S等不凝结气体，其中CO2占90%。
• 地热流体中还含有数量不等的Na、CI、KCI、 CaCI2、H2SiO等物质。
• 地区不同，含盐量差别很大，以重量计地 热水的含盐量在0.1%到40%之间。
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地热流体的物理化学性质
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什么是地热能？
• 所谓地热能就是地球内部以热的形式蕴藏的能量。 Geothermal energy is the energy contained as heat in the Earth’s interior
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热水型
• 它是指以热水形式存在的地热田，通常既 包括温度低于当地气压下饱和温度的热水 和温度高于沸点的有压力的热水，又包括 湿蒸汽，90℃以下称为低温热水田，90～ 150℃称为中温热水田，150℃以上称为高 温热水田。中、低温热水田分布广，储量 大，我国已发现的地热田大多属这种类型。 这种地热能分布较广，约占已探明的热资 源的10%.
6 地热能
Geothermal Energy
Nesjavellir, Iceland. 300°C fluid used to produce electricity
地热能综述
• 我们人类居住的这个星球，很像是一个巨 大的“热水瓶”，外凉内热，而且是越往 里温度越高。人们把蕴藏于地球内部的热 能称为“地热能”。地球通过火山爆发和 温泉外溢等途径，将其内部蕴藏的热能源 源不断地输送到地面上来。
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地热流体的物理化学性质
• 地热流体不管是蒸汽还是热水一般都含有 CO2、H2S等不凝结气体，其中CO2占90%。
• 地热流体中还含有数量不等的Na、CI、KCI、 CaCI2、H2SiO等物质。
• 地区不同，含盐量差别很大，以重量计地 热水的含盐量在0.1%到40%之间。
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地热流体的物理化学性质
新能源—地热能
地热能是来自地球深处地可再生能源。它源于地球 的高温熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水的深 处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量 从地下深处带到近地表。 按其属性地热能可分为四种：水热型，地下 100~4500m；地压地热能，即大型沉积岩盆地深 处3~6千米；干热岩地热能，是由于特殊地质条件 造成高温但少水甚至无水的干热岩；岩浆热能，即 储存在高温700~1200摄氏度熔融岩浆体的巨大热 能。
一，对土地的影响：建设地热电站要破坏大量地表， 植被遭到破坏。在利用过程中提取地热流体会引起地 表下沉。 二，对大气的影响：在地热电站生产中排放的废气含 有硫化氢.二氧化碳和氨的污染物。 三，对水体的影响：地热水质的差别很大，有的含污 染物少，大多数相对含有溶解固体。某些地热电站排 出的废水，可使河流底泥中的砷与汞含量增加。 四，热污染：由于地热电站的热利用率较低，以致冷 却水用量大于火电站。因此，热污染较重。
一，可再生性。它是唯一与阳光无直接联系的能源， 地热电站可以不间断的发电，在没有阳光或无风的 时候也可发电。是地球内部的能量。 二，利用的方式多样性。供暖.制冷.工农业用热 和旅游疗养等等。 三，能量的储存巨大。地壳5千米内的浅部地热能 大 约是全世界原油和天然气储量的4000万倍。
四，利用的限制性。地热是弥散的，只有极少的在经济 上有开发价值。在现代技术条件下，利用地热的方式主 要有地热发电和地热供热。随着技术的发展干热岩与地 压低热也可用。 五，地热的分布不 均一在全球的分布，主要集中在3个地带：第一个是环 太平洋带，东边是美国西海岸，南边是新西兰，西边有 印尼、菲律宾、日本还有中国台湾。第二个是大西洋中 脊带，大部分在海洋，北端穿过冰岛；第三个是地中海 到喜马拉雅，包括意大利和我国西藏。
新能源课件
存在的障碍 1．地热管理体制和开发利用工程、项目的适合市场经济的运 行机制没有建立起来，旧的计划经济管理体制、运行机制还没有 完成改变，影响地热产业快速健康发展； 2．地热资源的勘探、开发具有高投入、高风险和知识密集的 新兴产业，化解风险的机制和社会保障制度尚未建立起来，影响 投资者、开发者的信心、影响了地热产业发展； 3．系统的技术规程、规范和技术标准尚不健全和完善。
一定效果；而硫磺泉则可软化角质，含钠元素的碳酸水有漂白软 化肌肤的效果。
发电
行医
供暖
务农
地热发电和火力发电的原理是一样的，都是利用蒸汽的热能在 汽轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。按照载热体类 型、温度、压力和其它特性的不同，可把地热发电的方式划分 为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。
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利用温度适宜的地热水灌溉农田，可使农作物早熟增 产；利用地热水养鱼，在28℃水温下可加速鱼的育肥， 提高鱼的出产率；利用地热建造温室，育秧、种菜和 养花；利用地热给沼气池加温，提高沼气的产量 等。 将地热能直接用于农业在我国日益广泛，北京、天津、 西藏和云南等地都建有面积大小不等的地热温室。各 地还利用地热大力发展养殖业，如培养菌种、养殖非 洲鲫鱼、鳗鱼、罗非鱼、罗氏沼虾等。
羊八井地热温室
根据我国地热开发利用现状、资源潜力评估和国家、地区经济发展 预测，地热产业规划目标、任务初期，中期，远期三个阶段。 长期目标与任务 1）高温地热发电装机达到75～100MW 主要藏滇高温地热勘探开发200～250℃以上深部热储。力争单井 地热发电潜力达到10MW以上，单机发电10MW以上。 2．地热采暖达到2200~2500㎡ 主要在北方京、津、冀地区，环渤海经济区、京九产业带、东北 松辽盆地、陕中盆地、宁夏银川平原地区发展地热采暖、地热高科技 农业，建立地热示范区。单井地热采暖工程力争达到15万㎡。 总之，至2010年地热开发利用总量：地热发电装机达到 75~100MW，地热采暖达到2500㎡。热能利用总计约相当于1500万吨 标煤当量。
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在开发地热能的过程中，热流体中所含的各种气体和 悬浮物将排入大气中，对周围环境造成影响，主要有 H2S和CO2 。
较高的H2S含量一般发生在高温地热田中。中低温热 田中的H2S含量较少。
地热来源主要是地球内部放射性元素衰 变产生的热量。
按照其储存形式，地热资源可分为:
– 蒸汽型 – 热水型 – 地压型 – 干热岩型 – 岩浆型
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①热水型地热资源
以热水形式存在的地热资源，主要存在于火山 活动地区和沉积盆地。
地热水有一定的压力．温度在80～180℃，矿 化度为1-400g/l ，常含有氯化钠、碳酸钠、 硫酸钠、碳酸钙等盐分及二氧化碳、硫化氢等 气体。
新能源利用技术
王一平 教授 天津大学化工学院
2013.5.29
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第六章 地热能
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主要内容
地热能概述 利用方式 我国地热资源开发利用的两大瓶颈
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一、概述
地热能蕴藏十分巨大，几乎取之不尽，所以 也是重要的新能源。
据估算，地热能的总量相当于地球内部埋藏 的全部煤炭释放出来的热能的1.7亿倍。
现在所说的地热资源，只是地球表层在技术 经济开发可行的深度范围内所蕴藏的一小部 分地热能。
1)200～400℃直接发电及综合利用； 2)150～200℃双循环发电，制冷，工业干燥
，工业热加工； 3)100～150℃双循环发电，供暖，制冷，工
业干燥，脱水加工，回收盐类，罐头食品； 4)50～100℃供暖，温室，家庭用热水，工业
干燥； 5)20～50℃沐浴，水产养殖，饲养牲畜，土壤
加温，脱水加工。
干热岩和地压两大类资源尚处于试验阶段， 开发利用很少。
截至2011年底，全球地热发电装机容量约 为l120万kW，占全球发电装机总容量的 2%。
由于适合于发电的高温地热资源有限，多 年来，地热发电增长缓慢。
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20世纪90年代，地源热泵的广泛使用，地热 直接利用呈现出较好的发展势头。地源热泵 技术开发的地热能已占地热直接利用总量的 30ห้องสมุดไป่ตู้以上。
目前人类还无可行的技术对这类地热资源 进行开发。
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2.分布
地热能集中分布在构造板块边缘一带， 该区域也是火山和地震多发区。
地热能在世界很多地区应用相当广泛。 据估计，每年从地球内部传到地面的热 能相当于100PW·h。
地热能的分布相对来说比较分散，开发 难度大。
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世界地热(地震）资源主要分布
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②蒸汽型地热资源
指以温度较高的湿蒸汽和过热蒸汽形式存在 的地热资源。
温度一般超过200℃,形成蒸汽型地热田需要 一定的地质结构，即蒸汽被不渗透的岩层包 围，该类地热资源储量较少，约占0.5％。
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③ 地压型地热资源
指埋藏在地下2～3km 深处沉积岩中有压 力的高盐分热水。外面被不渗透的岩石包 围密封，压力高达几十兆帕，温度在150～ 260℃,常溶解有碳氢化合物。
比亚、吉布提等国的地热田。 ⑤其他地热区
除板块边界形成的地热带外，在板块内 部靠近边界的部位，在一定的地质条件下也 有高热流区，可以蕴藏一些中低温地热。
如中亚、东欧地区的一些地热田和中国 的胶东、辽东半岛及华北平原的地热田。
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世界常规地热开发潜力及预测
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3.利用类型
分地热发电和直接利用两大类，对于不同温 度的地热流体可能利用的范围如下：
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4.地热能的优、缺点
优点： 在某些地区为常年可再生能源，家居采暖的
高效方式，硬件设备使用寿命长。
缺点： 只在特定地区适用，有可能在数年后枯竭，
某些地区可能释放有毒气体（物质）。
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5.利用现状
目前能为人类开发利用的．主要是地热蒸 汽和地热水两大类资源，人类对这两类资 源已有较多的应用；
因此，其实际可开发的能源包括热能、压 力能和化学能。
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④ 干热岩型地热资源
指无流体介质和流体通道的高温岩体所含 的热能．温度一般为200-650℃，深度为 2～12km。
干热岩型地热资源的开采需要在岩层中建 立渗透通道，通过流体的循环将热能带至 地面加以利用。
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⑤ 岩浆型地热资源
指蕴藏在地层深处的呈塑性或熔融状态的 高温岩浆中的热能。温度在1000℃以上， 压力达几百兆帕。
从这个意义上讲，地热资源并不是取之不 尽，用之不竭的。
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每年地热的新再生量只有200多亿吨油当量 ，远低于太阳能的130万亿吨油当量、风能 的1400亿吨油当量、生物质能的600亿吨 油当量；
与其它他可再生能源相比，地热能的优势主 要体现在热能的累积存量上。
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6、地热开采对环境的影响
（1）空气污染
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②地中海、喜马拉雅地热带 欧亚板块与非洲、印度板块的碰撞边界
，从意大利直至中国的滇藏。 如意大利的拉德瑞罗地热田和中国西藏
的羊八井及云南的腾冲地热田均属这个地 热带。 ③大西洋中脊地热带
大西洋板块的开裂部位，包括冰岛和 亚速尔群岛的一些地热田。
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④红海、亚丁湾、东非大裂谷地热带 包括肯尼亚、乌干达、扎伊尔、埃塞俄
地热能的发展速度比太阳能、风能、生物燃 料等可再生能源还是要低得多，主要是因为 地热在资源区域分布、资源品质、开发成本 、环境等方面存在着一定制约因素。
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地热流体的循环要经历加热、运移、富集 等过程，最后储藏在含水层中。周期少则 几十年，多则成千上万年。
与冷水循环相比，其形成、补给和径流情 况要复杂得多，周期也长得多。虽然与化 石能源相比，地热能的再生速度要快得多 ，但如果过量开采，超过了补给速度，也 会造成地热资源的枯竭。
从严格意义上说不是可再生能源。
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技术经济可开发深度是随技术的发展和能源价 格的提升而变化的；
目前这一深度限于地表以下5000m以内，而经 济可开发的深度只有2000－3000m，因此， 地热资源总量为1400亿t标准煤，技术可开发 资源为500亿t标准煤，经济可开发资源为5亿t 标准煤。
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1.划分
环球地热带分布图
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5个地热带
①环太平洋地热带 世界最大的太平洋板块与美洲、欧亚、印
度板块的碰撞边界，即从美国的阿拉斯加、 加利福尼亚到墨西哥、智利，从新西兰、印 度尼西亚、菲律宾到中国沿海和日本。
世界许多地热田都位于这个地热带，如美 国的盖瑟斯地热田，墨西哥的普列托、新西 兰的怀腊开、中国台湾的马槽和日本的松川 、大岳等地热田。