地热发电原理及全国地热发电概要

地热能发电及原理-地下热水发电
地下热水发电分为
闪蒸地热发电
中间介质法地 热发电
地热能发电及原理-地下热水发电
闪蒸地热发电原理：将地热井口来的地热 水，先送到闪蒸器中进行降压闪蒸（或称 扩容）使其产生部分蒸汽，再引到常规汽 轮机功发电。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。用这种方法产生蒸汽来发电就叫做 闪蒸法地热发电。
在我国的地热资源开发中，经过多年的技术积累，地热发电效 益显著提升。除地热发电外，直接利用地热水进行建筑供暖、发展 温室农业和温泉旅游等利用途径也得到较快发展。全国已经基本形 成以西藏羊八井为代表的地热发电、以天津和西安为代表的地热供 暖、以东南沿海为代表的疗养与旅游和以华北平原为代表的种植和 养殖的开发利用格局。
地热能发电及原理-联合循环地热发电
蒸汽发电 联 合 循 环 发 电
地热水发电
双工质发电系统
地热能发电及原理-地下热水发电
地下热岩发电分为
热干岩发电
岩浆发电
地热能发电及原理-地下热岩发电
热干岩过程法与那些只从火山活动繁地区的温泉中提取热能的方 法相比，热干岩过程法将不受地理限制，可以在任何地方进行船能开 果。首先将水通过压力泵压人地下4到6km深处，在此处岩石层的温度 大约在200℃左右。水在高品岩石层被加热后通过管道加压被提取到地 面并输入个热变换器中。热交换器推动汽轮发电机将热能转化成电能。 而推动汽轮机工作的热水冷却后再重新输入地下供循环使用，这种地 热发电成本与其它再生能源的发电成本相比是有竟争力的，而且这种 方法在发电过程中不产生废水、废气等污染，所以它是一种未来的新 能源运用这种新方法发电的首座商用发电厂去年已在瑞士城市巴塞尔 建成。该电站将能为周边的5000个家庭提供3万千瓦热能和0.3万千瓦 电能
单位：MWt
20000 18000 16000 14000 12000 10000
8000 6000 4000 2000
0
中国
美国
柱形图 1
日本 冰岛
德国
法国 意大利 奥地利
数据来自维基百科
地热能简介
地热能是一种新的洁净能源，在当今人们的环保意识日渐增强 和能源日趋紧缺的情况下，对地热资源的合理开发利用已愈来愈受 到人们的青睐。其中距地表2000米内储藏的地热能为2500亿吨标准 煤。全国地热可开采资源量为每年68亿立方米，所含地热量为973 万亿千焦耳。在地热利用规模上，我国近些年来一直位居世界首位， 并以每年近10%的速度稳步增长。
地热发电原理及全国地热发电概要
制作人：柴XX 王XX
目 录
01
地热能简介
02
地热发电原理
03
全球地热发电概况
04
我国地热发电概况
01
地热能简介
Introduction to geothermal energy
地热能简介
图：常见的地热能产生原理
地热能（英语：geothermal energy） 是由地壳抽取的天然热能，这种能量来 自地球内部的熔岩，并以热力形式存在， 是引致火山爆发及地震的能量。地球内 部 的 温 度 高 达 摄 氏 7000 ℃ ， 而 在 80 至 100公里的深度处，温度会降至650℃至 1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至 离地面1至5公里的地壳，热力得以被转 送至离地面较近的地方。高温的熔岩将 附近的地下水加热，这些加热了的水最 终渗出地面。
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 比亚、吉布提等国
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，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
地热能简介-地热的利用
2017年全球地热能利用概况
地热能简介
人类在旧石器时代就有利用温泉沐浴、医疗，在古罗马时代利 用地下热水取暖等、近代有建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物 等。但真正认识地热资源并进行较大规模的开发利用却是始于20世 纪中叶，但是，现代则更多利用地热来发电。
地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类。地热能是来 自地球深处的可再生能源。地球地壳的地热能源起源于地球行星的 形成（20％）和矿物质放射性衰变（80％）。地热能储量比目前 人们所利用的总量多很多倍，而且因为历史原因多集中分布在构造 板块边缘一带、该区域也是火山和地震多发区。如果热量提取的速 度不超过补充的速度，那么地热能便是可再生的。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。但是，地热能的分布相对来说比较分散，开发难 度大。
2500
2000
1500
1000
500
0
美国菲律宾 印尼墨西哥新西兰 冰岛土耳其肯尼迪 日萨本尔哥瓦斯多达黎加尼加拉瓜俄罗斯危地马拉 德国葡萄牙 中国
该机组目前已经在一些国家安装运行，经济和环境效益都很好 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， 不存在对环境的污染。同时，由于是全封闭的系统，在地热电站也没有 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 统进行100％的地热水回灌，从而延长了地热田的使用寿命。
地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类
地热发电及综合利用
地热发电，工业干燥， 工业业热加工等.
发电、工业制造及供暖
双循环发电，供暖，工业干燥，脱 水加工，回收盐类
200 丨 400℃
150 丨 200℃
100 丨 150℃
50 丨 100℃
发电及工业制造
双循环发电，工业干燥， 工业业热加工
供暖及工业制造
02
地热能发电及原理
Geothermal energy power generation and its principle.
地热能发电及原理
图：常见的地热发电简易图
地热发电是地热利用的最重要方式。高温 地热流体应首先应用于发电地热发电和火 力发电的原理是一样的，都是利用汽的热 能在汽轮机中转变要装备庞大的锅炉，也 不需要消耗燃料，它所用的能源就是地热 能。地热发电的过程，就是把地下热能首 先转变为机械能，然后再把机械能转变为 电能，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。
地热能发电及原理-联合循环发电
联合循环发电就是把蒸汽发电和地热水发电两种系统合二为一，这 种地热发电系统一个最大的优点就是适用于大于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 电效率又将以往经过一次发电后的排放尾水进行再利用，大大节约了资 源。
图：背压式汽轮机发电装置简图
地热能发电及原理-地热蒸汽发电
图：凝汽式汽轮机发电装置简图
凝汽式汽轮机发电原理：为 提高地热电站的机组输出功 率和发电效率，做功后的蒸 汽通常排入混合式凝汽器， 冷却后再排出，在该系统中， 蒸汽在汽轮机中能膨胀到很 低的压力，所以能做出更多 的功该系统统适适用于高温 （160℃以上）地热田的发 电，系统简单。
供暖，温温室wk.baidu.com家庭用热水，工业 干燥
地热能简介-地热能划分
图：常见的地热能产生原理
常见的地热依其储存方式，可约略分为如下两种类型：
水热型（又名热液资源）：系指地下水在多孔性或裂 隙较多的岩层中吸收地热，其所储集的热水及蒸汽， 经适当提引后可为经济型替代能源，即现今最常见之 开发方式。
干热岩型（又名热岩资源）：系指浅藏在地壳表层的 熔岩或尚未冷却的岩体，可以人工方法造成裂隙破碎 带，再钻孔注入冷水使其加热成蒸汽和热水后将热量 引出，其开发方式尚在研究中。
地热能发电及原理-技术难题
地热发电技术难题
The technical difficulties of geothermal power generation
回灌
地热水中含有 大量有毒矿物 质，例如汞、 砷、氟等多种 有害元素，发 电后大量的热 水排放，会对 环境产略影响。 生恶
腐蚀
低热流体中含 有许多化学万 物质，他们会 对各种金属表 面产生不同程 度影响。
地热能发电及原理-地下热岩发电
岩浆发电在跟在的地发电中，地热储层中的热源是地下深部的融 熔岩浆所调发电就是把并钻到若浆，直接获取那里的热量这一方式在 术上是香可行，是否能把并钻至高温岩浆，人们一直在研究中。到目 为止，在夏威夷进行温度为1020℃的研究，想用喷水式钻头把井钻到 岩浆1170℃的若浆中表的个别情况，如果真正钻到地并深入若浆 29m，可就此也只是浅地也是难实现的2下几千米才钻到岩浆，采用 现有技术另外，从岩浆中提取热量，只进行了理论研究
全球地热发电概要
近年来，世界地热发电市场保持稳定增长，年增长率在 4%-5%。 2017 年末，全球地热发电累计装机容量已达到 15.5GW，新增装机 容量达到 500MW。至2020 年、 2030 年、 2050 年，全球地热装 机容量将分别达到 25.9GW、 51GW、 150GW，即 5年内装机容量 容量扩大 1 倍， 40 年扩大 10 倍，按此测算 2016-2020 年年平均 新增装机容量为 3000MW 以上，地热发电前景广阔。 目前主要的 地热发电国家为美国、菲律宾、印尼、墨西哥、冰岛等国家。美国、 冰岛、意大利、新西兰等国家是地热发电传统强国，规模较大，增量 平缓。印度尼西亚、菲律宾、肯尼亚以及土耳其是地热发电新兴国家， 规模较小，增长趋势较为强劲，地热发电在这些国家有很大的增长空 间。
结垢
地热水资源中 富含矿物质， 在抽到地面做 功的过程中， 温度和压力会 发生很大变化， 进而影响矿物 质的溶解度， 导致沉淀结垢。
03
全球地热发电概要
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2017年全球地热发电装机各国容量
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美国
3500MWt
菲律宾
2000MWt
印度尼西亚
1300MWt
墨西哥
1100MWt
新西兰
1000MWt
冰岛
900MWt
全球地热发电概要
全球地热发电概况
4000
柱形图 1
3500
3000
地热能发电及原理
地热发电分类
地热 蒸汽
地下 热水
联合 循环
地下 热岩
利用地热蒸汽发电
利用地下热水发电
利用地热蒸汽及地下热 水联合发电
利用地热岩石加热水， 产生蒸汽以及热水进行 发电
地热能发电及原理-地热蒸汽发电
地热蒸汽发电分为
背压式汽轮机发 电
凝汽式汽轮机发 电
地热能发电及原理-地热蒸汽发电
背压式汽轮机发电原理：把干蒸汽从蒸汽 井中引出，先加以净化，经过分离器分离 出所含的固体杂质，然后使蒸汽推动汽轮 发电机组发电，排汽放空（或送热用户）。 这是最简单的发电方式，大多用于地热蒸 汽中不凝结气体含量很高的场合，或者综 合利用于工农业生产和生活用水。
地热能简介-地热能分布
环太平洋地热带
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
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
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
图：闪蒸地热发电装置简图
地热能发电及原理-地下热水发电
中间介质法地热发电原理：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，然后以此蒸汽去推动气轮机，并带动发电机 发电。因此，在这种发电系统中，采用两种流体：一种种是采用地热流 体作热源，它在蒸汽发生器中被冷却后排人环境或打入地下：另一种是 采用低沸点工质流体作为一种工作介质（如氟里昂、异烷、异丁烷、正 丁烷、氯丁烷等），这种工质在蒸汽发生器内由于吸收了地热水放出的 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，汽轮机排出，井在冷凝器中冷凝成液体，然然后经循环泵打 回蒸汽发生器再循环工作。