地热发电技术PPT
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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。
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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。
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• 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。
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10
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。
地热发电技术ppt课件
干热岩发电系统
首先将水通过压力泵 压入地下深处（2-4 千米），产生的蒸汽 再进行发电，热干岩 过程法不受地理限值 ，可以在任何地方进 行热能开采。而且这 种方法在发电过程中 不产生废水、废气等 污染，是未来的新能 源。
图6 干热岩发电系统示意图
全流地热发电系统
本系统将地热井口的 全部流体，包括所有 的蒸汽、热水、不凝 气体及化学物质等， 不经处理直接送进全 流动力机械中膨胀做 功，这种形式可以充 分利用地热流体的全 部能量，大大节约了 资源，但技术上有一 定的难度，尚在攻关 。
图5 全流系统发电示意图
地热发电对环境的影响
1、空气污染。在开采地热能的过程中，所 含有的各种气体和悬浮物将排入大气中，对环 境造成影响。
2、化学污染。地热水的形成一般为大气降 水经过地下深循环，与周围岩石进行化学物质 交换，岩石中各种化学组分进入水体，使地热 水中含有对环境有益和有害的常量成分和放射 性成分。
热水型地热发电
减压扩容（闪蒸系统）
将地热井口来的地热水，先送到闪蒸器中进行 降压闪蒸使其产生部分蒸汽，再引入到常规汽 轮机做功发电。汽轮机排出的蒸汽在冷凝器内 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，用这种方法产生蒸汽来发电就 叫做闪蒸法地热发电。
目前世界上有110个国家 在开发利用地热能，截止 2005年发电总装机容量达 到8932MW，年生产电力 56951GWh（千兆瓦时）; 约占世界能源构成的1%， 地热资源利用以及开发以 每年12.8%的速率递增其 中美国地热发电装机容量 居世界首位，菲律宾第二 位，墨西哥居第三位。
新西兰和意大利的地热电站
西藏羊八井地热电站
地热发电的方式分类
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 。
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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
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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
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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
地热水发电ppt课件
[2]罗承先.世界地热发电开发新动向[J].中外能源,2016,21(05):21-28.
[3]王永真,杨柳,张超,蒋勃,张靖,刘宇炫,赵军.中国地热发电发展现状 与面临
的挑战[J].国际石油经济,2019,27(01):95-100.
[4]高学伟,李楠,康慧.地热发电技术的发展现状[J].电力勘测设
双级地热水发电
计算：
qm为地热水质量流量，t/h； hg为地热水质量焓，k J/kg； h1′，h2′为状态点1′，2′地热水质量焓，
k J/kg； h1"，h2"为状态点1"，2"饱和汽质量焓，
k J/kg；
双级地热水发电
计算：
h3，h4，h5为状态点 3，4，5 地热水质量焓，k J/kg； hh为状态点h地热水地热水发电研究现状
• 近年来世界地热发电发展迅速，全球地热发电装机容量从2000年
的8594MW，增加到2014年的12594MW。亚太地区与北美地区地 热发电装机容量居主导地位，分别为4.5GW和3.4GW。
• 美洲地热发电市场以美国、墨西哥和尼加拉瓜为主。亚太地区的
地热发电市场主要有印尼、日本、菲律宾和新西兰。地热发电仍 以普通型干蒸汽方式与闪蒸方式为主。最近10年利用中-低温地 热能的双工质方式发电发展较快。
两种发电技术对比
两级闪蒸法发电系统, 可比单级闪蒸法发电系统增加发电能力15%20%; 采用闪蒸法的地热电站, 基本上是沿用火力发电厂的技术,即 将地下热水送入减压设备扩容器,产生低压水蒸汽,导入汽轮机做功。
这种电站,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。由于是直接以地下热水蒸 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
[3]王永真,杨柳,张超,蒋勃,张靖,刘宇炫,赵军.中国地热发电发展现状 与面临
的挑战[J].国际石油经济,2019,27(01):95-100.
[4]高学伟,李楠,康慧.地热发电技术的发展现状[J].电力勘测设
双级地热水发电
计算：
qm为地热水质量流量，t/h； hg为地热水质量焓，k J/kg； h1′，h2′为状态点1′，2′地热水质量焓，
k J/kg； h1"，h2"为状态点1"，2"饱和汽质量焓，
k J/kg；
双级地热水发电
计算：
h3，h4，h5为状态点 3，4，5 地热水质量焓，k J/kg； hh为状态点h地热水地热水发电研究现状
• 近年来世界地热发电发展迅速，全球地热发电装机容量从2000年
的8594MW，增加到2014年的12594MW。亚太地区与北美地区地 热发电装机容量居主导地位，分别为4.5GW和3.4GW。
• 美洲地热发电市场以美国、墨西哥和尼加拉瓜为主。亚太地区的
地热发电市场主要有印尼、日本、菲律宾和新西兰。地热发电仍 以普通型干蒸汽方式与闪蒸方式为主。最近10年利用中-低温地 热能的双工质方式发电发展较快。
两种发电技术对比
两级闪蒸法发电系统, 可比单级闪蒸法发电系统增加发电能力15%20%; 采用闪蒸法的地热电站, 基本上是沿用火力发电厂的技术,即 将地下热水送入减压设备扩容器,产生低压水蒸汽,导入汽轮机做功。
这种电站,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。由于是直接以地下热水蒸 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
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
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16
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
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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
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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
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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
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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
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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
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6.1.1 地热资源的分类
第6章 地热能发电
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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
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地热能的发电利用.ppt
6
蒸汽型地热发电
——凝气式汽轮机 ◆为提高地热电站的机组出力和发电效率，通 常采用凝汽式汽轮机地热蒸汽发电系统在该系 统中，由于蒸汽在汽轮机中能膨胀到很低的压 力，因而能做出更多的功。做功后的蒸汽排入 混合式凝汽器，并在其中被循环水泵打入冷却 水所冷却而凝结成水，然后排走。 ◆在凝汽器中，为保持很低的冷凝压力，即真 空状态，设有两台带有冷却器的射汽抽气器来 抽气，把由地热蒸汽带来的各种不凝结气体和 外界漏入系统中的空气从凝汽器中抽走。 ◆该系统 适用于高温（160℃以上）地热田的 发电，系统简单。
10
热水型地热发电
——双循环地热发电系统 ◆也叫低沸点工质法，利用地下热水加热 某种低沸点工质，使其产生具有较高压力 的蒸汽并送入汽轮机。做功后的蒸汽在冷 凝器中凝结，循环使用。地热水要回灌到 地层中。 ◆双循环发电系统的优点： ① 蒸汽压力高，设备尺寸较小，成本较低； ②地热水不接触发电系统，可避免关键设 备的腐蚀。 为了提高地热资源的利用率，还可以考虑 用两级双循环地热发电系统，或者采用闪 蒸与双环两级串联发电系统 。
2
◆地壳:地球的员外面一层，即地球外表相当于鸡蛋壳的部分， 地壳由土层和坚硬的岩石组成，它的厚度各处不一，介于10— 70km之间， ◆地幔:地球的中间部分，即地壳下面相当于鸡蛋白的部分，也 叫做“中间层”，它大部分是熔融状态的岩浆．地幅的厚度约 为2900km,它内硅镁物质组成，温度在1000℃以上. ◆地核:地球的中心，即地球内部相当于鸡蛋黄的部分．地核的 温度在2000—5000 ℃之间，外核深2900—5100km，内核深 5100M以下至地心，一般认为是由铁、镍等重金属组成的
11
联合循环地热发电
◆ 1990s中期，以色列一家公司把地热 蒸汽发电和地热水发电系统整合，设计 出一个新的联合循环地热发电系统。 ◆大于150℃的地热流体，经过一次发 电后，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，这就 充分利用了地热流体的热能。 ◆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。
蒸汽型地热发电
——凝气式汽轮机 ◆为提高地热电站的机组出力和发电效率，通 常采用凝汽式汽轮机地热蒸汽发电系统在该系 统中，由于蒸汽在汽轮机中能膨胀到很低的压 力，因而能做出更多的功。做功后的蒸汽排入 混合式凝汽器，并在其中被循环水泵打入冷却 水所冷却而凝结成水，然后排走。 ◆在凝汽器中，为保持很低的冷凝压力，即真 空状态，设有两台带有冷却器的射汽抽气器来 抽气，把由地热蒸汽带来的各种不凝结气体和 外界漏入系统中的空气从凝汽器中抽走。 ◆该系统 适用于高温（160℃以上）地热田的 发电，系统简单。
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热水型地热发电
——双循环地热发电系统 ◆也叫低沸点工质法，利用地下热水加热 某种低沸点工质，使其产生具有较高压力 的蒸汽并送入汽轮机。做功后的蒸汽在冷 凝器中凝结，循环使用。地热水要回灌到 地层中。 ◆双循环发电系统的优点： ① 蒸汽压力高，设备尺寸较小，成本较低； ②地热水不接触发电系统，可避免关键设 备的腐蚀。 为了提高地热资源的利用率，还可以考虑 用两级双循环地热发电系统，或者采用闪 蒸与双环两级串联发电系统 。
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◆地壳:地球的员外面一层，即地球外表相当于鸡蛋壳的部分， 地壳由土层和坚硬的岩石组成，它的厚度各处不一，介于10— 70km之间， ◆地幔:地球的中间部分，即地壳下面相当于鸡蛋白的部分，也 叫做“中间层”，它大部分是熔融状态的岩浆．地幅的厚度约 为2900km,它内硅镁物质组成，温度在1000℃以上. ◆地核:地球的中心，即地球内部相当于鸡蛋黄的部分．地核的 温度在2000—5000 ℃之间，外核深2900—5100km，内核深 5100M以下至地心，一般认为是由铁、镍等重金属组成的
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联合循环地热发电
◆ 1990s中期，以色列一家公司把地热 蒸汽发电和地热水发电系统整合，设计 出一个新的联合循环地热发电系统。 ◆大于150℃的地热流体，经过一次发 电后，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，这就 充分利用了地热流体的热能。 ◆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。
地热发电技术课件
. 压力水平适中，即在地下热水温度下相应的饱和压力不高 .
来源丰富，价格较低
. 化学性质稳定，不易分解，腐蚀性和毒性小，不易燃易爆。 12
5. 地热电站防腐蚀
6.
在地热流体中含有多种能导致金属及其他物
质腐蚀的成为，对金属表面及其他物质会产生不同
程度的腐蚀，直接影响地热电站设施的使用寿命，
因而也影响地热发电的经济性，应高度重视地热电
冷却水塔可按常规设计，但应考虑防腐 蚀问题。应采用抗腐蚀的材料制造所有被循 环水润湿的金属部件，对于铸铁件，应涂上 一层厚的煤焦油、环氧树脂或其他保护材料。 凝结水和冷却水所有的连接管，都应采用不 锈钢管、铝管或塑料管。
10
3. 地热流体输送
设计地热流体输送系统，要事先了解地热流体的 化学性质、井口压力变化对流量和气水比的影响以及 闭井时的最大井口压力等。设计时要考虑的主要问题 之一，是管径的选择，以使井口到管道交付端之间的 压降不致过大，避免过大的压降使井口产量降低。在 输送蒸汽的井口，还应装设汽水分离器。输送沸水或 接近沸点的热水时，须保证管道中各点的压力都要高 于对应于沸点的压力，以免热水沸腾。在设计中还应 对管道停运时的腐蚀控制问题加以考虑。
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地下热水形成：一般可分为深循环型和特殊热源型两种 形成类型。深循环型地下热水的形成、运动和储存，与 地质构造密切相关。
地热田类型：分为热水田和蒸汽田两大类型。 (1)热水田。这种地热田开采出的介质主要是液态水，
既可直接用于供暖和工农业生产，也可用于减压扩充法 地热发电系统。
(2)蒸汽田。当储水层的上方有一透水性很差的覆盖 岩层时，由于覆盖层的隔水、隔热作用，覆盖层下面的 储水层在长期受热的条件下，就成为聚集大量具有一定 压力和温度的蒸汽和热水的热储，即构成为蒸汽田。
来源丰富，价格较低
. 化学性质稳定，不易分解，腐蚀性和毒性小，不易燃易爆。 12
5. 地热电站防腐蚀
6.
在地热流体中含有多种能导致金属及其他物
质腐蚀的成为，对金属表面及其他物质会产生不同
程度的腐蚀，直接影响地热电站设施的使用寿命，
因而也影响地热发电的经济性，应高度重视地热电
冷却水塔可按常规设计，但应考虑防腐 蚀问题。应采用抗腐蚀的材料制造所有被循 环水润湿的金属部件，对于铸铁件，应涂上 一层厚的煤焦油、环氧树脂或其他保护材料。 凝结水和冷却水所有的连接管，都应采用不 锈钢管、铝管或塑料管。
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3. 地热流体输送
设计地热流体输送系统，要事先了解地热流体的 化学性质、井口压力变化对流量和气水比的影响以及 闭井时的最大井口压力等。设计时要考虑的主要问题 之一，是管径的选择，以使井口到管道交付端之间的 压降不致过大，避免过大的压降使井口产量降低。在 输送蒸汽的井口，还应装设汽水分离器。输送沸水或 接近沸点的热水时，须保证管道中各点的压力都要高 于对应于沸点的压力，以免热水沸腾。在设计中还应 对管道停运时的腐蚀控制问题加以考虑。
17
地下热水形成：一般可分为深循环型和特殊热源型两种 形成类型。深循环型地下热水的形成、运动和储存，与 地质构造密切相关。
地热田类型：分为热水田和蒸汽田两大类型。 (1)热水田。这种地热田开采出的介质主要是液态水，
既可直接用于供暖和工农业生产，也可用于减压扩充法 地热发电系统。
(2)蒸汽田。当储水层的上方有一透水性很差的覆盖 岩层时，由于覆盖层的隔水、隔热作用，覆盖层下面的 储水层在长期受热的条件下，就成为聚集大量具有一定 压力和温度的蒸汽和热水的热储，即构成为蒸汽田。
第五章 地热发电技术(2)
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二、地热发电资源勘探与开采
1．地热勘探 （1）勘探内容主要有： a) 载热流体的类型，如蒸汽、热水或汽水混合物等； b) 地热田的热力参数，包括地热田的热储量、地热水和 冷水的稳定流量、温度及其昼夜、季节、年度变化数 据等； c) 地热水输出计算参数，包括钻井井口的静水压力(水头 高度)、动水压力、密封压力等； d) 地热发电防腐蚀有关数据．如地热水的化学成分等； e) 地热发电工程施工的有关数据，如地热水开采区的工 程地质条件(包括工程基础砌臵深度内土层岩性、厚度、 土壤的物理和力学性质)反地下水的水温、水位、水量 等。
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2、冷却水源及冷却水塔选择
地热电站与火力发电厂一样，通常以地表水作 为冷却水源来对汽轮机的排汽进行冷凝。为了 维持较低的冷凝温度，提高电站的出力，冷凝 器冷却水的温升一般取得比较小。 1）开式供水冷却系统。水源充足的地方用 2）循环供水冷却系统。水源不足的地方用
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3．地热流体输送
设计地热流体输送系统，要事先了解地热流体的 化学性质、井口压力变化对流量和气水比的影响 以及闭井时的最大井口压力等。 地热流体输送系统一般由一条或几条大口径的主 干管道和接自井口装臵的小口径分支管道所组成。 设计地热流体输送系统要考虑的主要问题之一， 是管径的选择，以使井口到管道交付端之间的压 降不至过大，避免过大的压降使井口产量过低。
4
2．地下热水发电
两种方式：闪蒸地热发电系统；双循环地 热发电系统 （1）闪蒸地热发电系统：直接利用地下热水 所产生的蒸汽进入汽轮机工作。也叫做减 压扩容法地热发电系统。 类型：可以分为： 1）单级闪蒸地热发电系统(又包括湿蒸汽型 和热水型两种)；（图） 2）两级闪蒸地热发电系统； （图） 3）全流法地热发电系统； （图）
二、地热发电资源勘探与开采
1．地热勘探 （1）勘探内容主要有： a) 载热流体的类型，如蒸汽、热水或汽水混合物等； b) 地热田的热力参数，包括地热田的热储量、地热水和 冷水的稳定流量、温度及其昼夜、季节、年度变化数 据等； c) 地热水输出计算参数，包括钻井井口的静水压力(水头 高度)、动水压力、密封压力等； d) 地热发电防腐蚀有关数据．如地热水的化学成分等； e) 地热发电工程施工的有关数据，如地热水开采区的工 程地质条件(包括工程基础砌臵深度内土层岩性、厚度、 土壤的物理和力学性质)反地下水的水温、水位、水量 等。
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2、冷却水源及冷却水塔选择
地热电站与火力发电厂一样，通常以地表水作 为冷却水源来对汽轮机的排汽进行冷凝。为了 维持较低的冷凝温度，提高电站的出力，冷凝 器冷却水的温升一般取得比较小。 1）开式供水冷却系统。水源充足的地方用 2）循环供水冷却系统。水源不足的地方用
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3．地热流体输送
设计地热流体输送系统，要事先了解地热流体的 化学性质、井口压力变化对流量和气水比的影响 以及闭井时的最大井口压力等。 地热流体输送系统一般由一条或几条大口径的主 干管道和接自井口装臵的小口径分支管道所组成。 设计地热流体输送系统要考虑的主要问题之一， 是管径的选择，以使井口到管道交付端之间的压 降不至过大，避免过大的压降使井口产量过低。
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2．地下热水发电
两种方式：闪蒸地热发电系统；双循环地 热发电系统 （1）闪蒸地热发电系统：直接利用地下热水 所产生的蒸汽进入汽轮机工作。也叫做减 压扩容法地热发电系统。 类型：可以分为： 1）单级闪蒸地热发电系统(又包括湿蒸汽型 和热水型两种)；（图） 2）两级闪蒸地热发电系统； （图） 3）全流法地热发电系统； （图）
第四讲 地热发电技术(1)PPT课件
14.08.2020
宋长华
14
3．地下热水形成
地下热水的形成一般可分为深循环型和持殊热源型两 种形成类型.
(1)深循环型。一边冷水下降，一边热水上升，这就
构成地下热水的循环运动。形成过程图
深循环型地下热水的形成、运动和储存，与地质构造 密切相关。
பைடு நூலகம்
3)地核:地球的中心，即地球内部相当于鸡蛋黄的部 分．地核的温度在2000—5000 ℃之间，外核深 2900—5100km，内核深5100M以下至地心， 一般认为是由铁、镍等重金属组成的
14.08.2020
宋长华
5
地热从何而来?
关于地球的起源问题，目前有许多不同的假说，因此， 关于地热的来源问题，也有许多不同的解释。但是， 这些解释都一致承认，地球物质中放射性元素衰变产 生的热量是地热的主要来源。
地热资源是指在当的技术经济和地质外境条件 下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石 中的热能量和热流体中的热能量及其有用的伴 生成分。
目前地热资源勘探的深度可达地表以下 5000m，其中2000m以下为经济型地热资 源，2000—5000m为亚经济型地热资源。
14.08.2020
宋长华
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2．地热资源类型介绍
宋长华
13
(5)岩浆型资源
岩浆型资源是指蕴藏在熔融状和半熔融状 岩浆中的巨大能量，它的温度高达600— 1500℃左右。
在一些多火山地区，这类资源可以在地表 以下较浅的地层中找到，但多数则是埋在 目前钻探还比较困难的地层中。
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；干热岩和地压两大类 资源尚处于试验阶段，开发利用少。
新能源之地热能PPT课件
2019/9/11
26
各类地热资源开发技术概况
热储类型 蕴藏深度（地表下3km）
蒸汽型
3
热水型
3
热储状态
200～240℃干蒸汽
（含少量其它气体） 以水为主
高温级>150℃ 中温级90-150℃ 低温级50-90℃
开发技术状况 开发良好（分布区很少）
开发中（量大，分布广） 目前重点开发对象
地压型
深层沉积地压水，溶解
6
地热能
即便是在地球表层10km厚这样薄薄的一 层，所贮存的热量就有1025J。地球通过 火山爆发、间歇喷泉和温泉等等途径， 源源不断地把它内部的热能通过传导、 对流和辐射的方式传到地面上来。
2019/9/11
7
This steaming ground is in the Philippines.
大量碳氢化合物，可同
3-10
时得到压力能、热能、
热储试验
化学能（温度>150℃ 干热岩体，150-650℃
600-1500℃
应用研究 研究
2019/9/11
27
环太平洋地热带
环太平洋地热带是世界最大的太平洋板块 与美洲、欧亚、印度板块的碰撞边界。世 界许多著名的地热田，如美国的盖瑟尔斯、 长谷、罗斯福；墨西哥的塞罗、普列托； 新西兰的怀腊开；中国的台湾马槽；日本 的松川、大岳等均在这一带。
2019/9/11
23
地热资源的类型
地压型。是指在高压下由深部地层提取含 有可溶性甲烷(沼气)的高盐分热水。它的 温度约为150～260℃；其储量较大，约 占已探明的地热资源的20%。地压型地热 能的开发利用目前尚处于研究探索阶 段。
2019/9/11
第1章地热发电技术
其他新能源
阿里地区地热田
其他新能源
冰岛地热
其他新能源
羊八井地热电站
地热能发电
地热能基本知识 地热能应用综述 地热能资源 地热发电原理和技术简介
地热能基本知识
地球的内部构造
地热能的来源
地球的内部构造
地球的内部构造示意图如下图所示。
有关地球内部的知识是从地球表面的直接观察及钻井的岩样 和火山喷发、地震等资料推断而得到的。
按照地热增温率的差别，我们把陆地上的不同地区划分 为“正常地热区”和“异常地热区”。 地热增温率接近3℃的地区，称为“正常地热区。远超 过3℃的地区，称为“异常地热区”。在正常地热区， 较高温度的热水或蒸汽埋藏在地壳的较深处。在异常地 热区，由于地热增温率较大，较高温度的热水或蒸汽埋 藏在地壳的较浅部位，有的甚至露出地表。
为了发展地方经济，有的地方花巨资从远处引地热水。
例如，福建省安溪县，从21.5km外引来地热水，供给 居民、宾馆和康复中心，形成一座温泉城，促进了当地 旅游及房地产开发业。
地热发电
1904年，意大利人在拉德瑞罗地热田建立世界上第一 座地热发电站，功率为550瓦，开地热能利用之先河。 其后，意大利的地热发电发展到50多万千瓦。 到 80 年代末，全世界运行的地热电站，其发电功率每 年已超过 500 万千瓦， 1995 年达到 680 万千瓦，年增 16％。 我国最著名的地热电站，是西藏的羊八井地热电站，装 机容量2.5万千瓦。
湖北英山县，从1988年发展地热利用，已初步建成一 个“地热城”，形成5个地热开发区：
• • • • 优质热带鱼和水产品繁殖越冬基地； 工业生产、农业科研和游泳小区； 温泉疗养康复和旅游小区； 科技经济开发小区；市区居民热水综合利用小区。
阿里地区地热田
其他新能源
冰岛地热
其他新能源
羊八井地热电站
地热能发电
地热能基本知识 地热能应用综述 地热能资源 地热发电原理和技术简介
地热能基本知识
地球的内部构造
地热能的来源
地球的内部构造
地球的内部构造示意图如下图所示。
有关地球内部的知识是从地球表面的直接观察及钻井的岩样 和火山喷发、地震等资料推断而得到的。
按照地热增温率的差别，我们把陆地上的不同地区划分 为“正常地热区”和“异常地热区”。 地热增温率接近3℃的地区，称为“正常地热区。远超 过3℃的地区，称为“异常地热区”。在正常地热区， 较高温度的热水或蒸汽埋藏在地壳的较深处。在异常地 热区，由于地热增温率较大，较高温度的热水或蒸汽埋 藏在地壳的较浅部位，有的甚至露出地表。
为了发展地方经济，有的地方花巨资从远处引地热水。
例如，福建省安溪县，从21.5km外引来地热水，供给 居民、宾馆和康复中心，形成一座温泉城，促进了当地 旅游及房地产开发业。
地热发电
1904年，意大利人在拉德瑞罗地热田建立世界上第一 座地热发电站，功率为550瓦，开地热能利用之先河。 其后，意大利的地热发电发展到50多万千瓦。 到 80 年代末，全世界运行的地热电站，其发电功率每 年已超过 500 万千瓦， 1995 年达到 680 万千瓦，年增 16％。 我国最著名的地热电站，是西藏的羊八井地热电站，装 机容量2.5万千瓦。
湖北英山县，从1988年发展地热利用，已初步建成一 个“地热城”，形成5个地热开发区：
• • • • 优质热带鱼和水产品繁殖越冬基地； 工业生产、农业科研和游泳小区； 温泉疗养康复和旅游小区； 科技经济开发小区；市区居民热水综合利用小区。
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2．中、低温地热资源 中国的中、低温地热资源中可用于非电直接 利用的有2900多处， 其中盆地型潜在地热资源埋藏量约相当于 2000亿t标准煤。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问盆地以及 东南沿海的福建、广东、赣南、湘南等地。 目前的开发利用量还不到资源保有量的 1‰。
在上述5类地热资源中，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； 干热岩和地压两大类资源尚处于试验阶段， 开发利用很少。 不过，仅仅是蒸汽型资源和热水型资源所包 括的热能，其储量也是极为可观的。仅按目 前可供开采的地下3km范围内的地热资源 来计算，就相当于2.9×1012 t煤炭燃烧所 发出的热量。
宋长华 7
2013-7-9
4-2 地热资源
一、概述 1．地热资源定义 地热资源是指在当的技术经济和地质外境条件 下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石 中的热能量和热流体中的热能量及其有用的伴 生成分。 目前地热资源勘探的深度可达地表以下 5000m，其中2000m以下为经济型地热资 源，2000—5000m为亚经济型地热资源。
2013-7-9
宋长华
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地球内部温度分布示意图
2013-7-9
宋长华
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深循环水图
2013-7-9
宋长华
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特殊热源型地下热水形成过程
2013-7-9
宋长华
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蒸汽田图
2013-7-9
宋长华
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5-3 地热发电原理和技术
地热能的利用可分为直接利用和地热发电两大 方面. 一、地热发电原理及分类(示意图2) 原理:地热发电是利用地厂热水和蒸汽为动力 源的一种新型发电技术，它涉及地质学、地球 物理、地球化学、钻探技术、材料科学和发电 工程等多种现代科学技术。示意图1 分类:按照载热体类型、温度、压力和其他特性 的不同，可把地热发电的方式划分为地热蒸汽 发电和地下热水发电两大类.（外景图） 示意图3
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三、中国地热资源
通过对中国30个省、市、自治区的地热资源普 查、勘探表明，中国地热资源丰富，分布广泛。 其中盆地型地热资源潜力在2000亿吨标准煤 当量以上。全国已发现地热点3200多处，打 成的地热井2000多眼，其中具有高温地热发 电潜力有255处，预计可获发电装机 5800MW，现已利用的只有近30MW。
2013-7-9 宋长华 29
1、地热蒸汽发电
1．地热蒸汽发电 (1)背压式汽轮机发电系统。最简单的地热干蒸汽发电， 是采用背压式汽轮机地热蒸汽发电系统(如图) 工作原理：首先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，然后就可把 蒸汽通入汽轮机做功，驱动发电机发电。做功后的蒸 汽，可直接排入大气；也可用于工业生产中的加热过 程。 应用：这种系统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人民生活 的场合.
第五章 地热发电技术 （一）
动力工程系 宋长华
第一节 地热能基本知识
什么叫地热能?地热有多大? 地球的构造是怎样的?地热温度有多高? 地热从何而来? 形成地热资源的要素?地热资源有哪些形式? 各种地热资源的开发技术概况.
2013-7-9
宋长华
2
什么叫地热能?地热有多大？
所谓地热能，简单地说．就是来自地下的热能， 即地球内部的热能。 据计算，地球陆地以下五公里内，15摄氏度以上 岩石和地下水总含热量达1.05E25焦尔，相当于 9950万亿吨标准煤。按世界年耗100亿吨标准 煤计算，可满足人类几万年能源之需要. 如果把地球上贮存的全部煤炭燃烧时所放出的热 量作为标准来计算、那么，石油的贮存量约为煤 炭的3％，目前可利用的核燃料的贮存量约为煤炭 的15％，而地热能的总贮存量则为煤炭的1.7亿 倍。
地压型资源是一种目前尚未被人们充分认识的、但 可能是一种十分重要的地热资源. 它以高压水的形式储存于地表以下2—3Km的深 部沉积盆地中，并被不透水的盖层所封闭，形成长 1000km、宽数百千米的巨大热水体。 地压水除了高压、高温的特点外，还溶有大量的碳 氢化合物(如甲烷等)。 所以，地压型资源中的能量，实际上是由机械能 (压力)、热能(温度)和化学能(天然气)3个部分组 成的。
宋长华 13
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3．地下热水形成
地下热水的形成一般可分为深循环型和持殊热源型两 种形成类型. 构成地下热水的循环运动。形成过程图 深循环型地下热水的形成、运动和储存，与地质构造 密切相关。 断裂、挤压、折曲及破碎等变化。每当岩层破裂时， 地球深部的岩浆就会通过裂缝向地表涌来。如果涌出 地表，即成为火山爆发。如果停驻在地表下一定的深 度，则成为岩浆侵入体。形成过程图
2013-7-9 宋长华 8
2．地热资源类型介绍
(1)蒸汽型资源 蒸汽型资源是指地下热储中以蒸汽为主的 对流水热系统，它以产生温度较高的过热 蒸汽为主，掺杂有少量其他气体，所含水 分很少或没有。 这种干蒸汽可以直接进入汽轮机，对汽轮 机腐蚀较轻，能取得满意的工作效果。 但这类构造需要独特的地质条件，因而资 源少、地区局限性大。
2013-7-9 宋长华 21
三、中国地热资源
3、中国地热资源的分类（按地热资源成因） (1) 现代火火山型：在台湾和云南 (2)岩浆型：在西藏 (3)断裂型：如辽宁、山东、山西、陕西以 及福建、广东等地。 (4)断陷、凹陷盆地型：如华北盆地、松辽 盆地、江汉盆地等。
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宋长华
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地热资源温度分级
宋长华 17
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二、世界地热资源分布
根据板块学说，在各大板块的交接处形成 了有丰富地热资源的地热带。从世界范围 来说，主要有如下4个地热带： 1．环太平详地热带 2．大西洋洋中脊型地热带 3．红海——亚丁湾——东非裂谷型地热带 4．地中海一喜华
宋长华 3
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地球的内部构造
地球是一个巨大的实心椭球体，它的表面积约为 5．11x108km2，体积约为1.0833x1012km2， 赤道半径为6378km，极半径为6357km。地球 的构造好像是一只半熟的鸡蛋，主要分为3层。温 度分布图 1)地壳:地球的员外面一层，即地球外表相当于鸡蛋 壳的部分，地壳由土层和坚硬的岩石组成，它的厚 度各处不一，介于10—70km之间， 2)地幔:地球的中间部分，即地壳下面相当于鸡蛋白 的部分，也叫做“中间层”，它大部分是熔融状态 的岩浆．地幅的厚度约为2900km,它内硅镁物质 组成，温度在1000℃以上. 3)地核:地球的中心，即地球内部相当于鸡蛋黄的部 分．地核的温度在2000—5000 ℃之间，外核深 2900—5100km，内核深5100M以下至地心， 一般认为是由铁、镍等重金属组成的
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(4)干热岩型资源
干热岩型资源是比上述各种资源规模更为巨大的 地热资源。 它是指地下普遍存在的没有水或蒸汽的热岩石。 从现阶段来说，干热岩型资源专指埋深较浅、温 度较高的有开发经济价值的热岩石。 提取干热岩中的热量，需要有特殊的办法，技术 难度大。
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宋长华
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三、中国地热资源
1．高温地热资源 中国的高温地热资源丰富，可用于地热发电的 合255处，总发电潜力为5800Mw。主要分布 在西藏、滇西和中国台湾地区。 预计到20l0年，还可开发利用10余处新的高温 地热资源，发电潜力约为300MW。
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三、中国地热资源
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5．地热水和天然蒸汽杂质
通常热水中合有较多的硫酸和铵、铁、铝等硫 酸盐;有时还有盐酸、硅酸、偏硼酸等。 在地热水和蒸汽中的气体成分，则有二氧化碳、 硫化氢、甲烷、氨、氮、氢、乙烷等； 在有的热水中还台有二氧化琉、盐酸气和氢氖 酸气等。 除此之外，无沦热水或蒸汽，都还常常挟带有 泥砂等固体异物。 地热水和天然蒸汽中的各种杂质，都会对地热 发电产生影响.
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2．地下热水发电
两种方式：闪蒸地热发电系统；双循环地 热发电系统 （1）闪蒸地热发电系统：直接利用地下热水 所产生的蒸汽进入汽轮机工作。也叫做减 压扩容法地热发电系统。 类型：可以分为： 1）单级闪蒸地热发电系统(又包括湿蒸汽型 和热水型两种)；（图） 2）两级闪蒸地热发电系统； （图） 3）全流法地热发电系统； （图）
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4．地热田类型
(2)蒸汽田。当储水层的上方有一透水性很差 的覆盖岩层时，由于覆盖层的隔水、隔热作 用，覆盖层下面的储水层在长期受热的条件 下，就成为聚集大量具有一定压力和温度的 蒸汽和热水的热储，即构成为蒸汽田。蒸汽 田模型图. 蒸汽田还可以按井口喷出介质的状态分为干 蒸汽田和湿蒸汽田。 蒸汽田特别适合于发电，是十分有开采价值 的地热田。
宋长华
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(5)岩浆型资源
岩浆型资源是指蕴藏在熔融状和半熔融状 岩浆中的巨大能量，它的温度高达600— 1500℃左右。 在一些多火山地区，这类资源可以在地表 以下较浅的地层中找到，但多数则是埋在 目前钻探还比较困难的地层中。 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；干热岩和地压两大类 资源尚处于试验阶段，开发利用少。
国际上的一般划分方法为：150℃以上为高温； 90—150 ℃为中温；如90 ℃以下为低温。 中国地热勘查国家标准(GBll615—1989)规 定，地热资源按温度分为高温、中温、低温3 级，按地热田规模分为大、中、小3类。
在上述5类地热资源中，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； 干热岩和地压两大类资源尚处于试验阶段， 开发利用很少。 不过，仅仅是蒸汽型资源和热水型资源所包 括的热能，其储量也是极为可观的。仅按目 前可供开采的地下3km范围内的地热资源 来计算，就相当于2.9×1012 t煤炭燃烧所 发出的热量。
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4-2 地热资源
一、概述 1．地热资源定义 地热资源是指在当的技术经济和地质外境条件 下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石 中的热能量和热流体中的热能量及其有用的伴 生成分。 目前地热资源勘探的深度可达地表以下 5000m，其中2000m以下为经济型地热资 源，2000—5000m为亚经济型地热资源。
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地球内部温度分布示意图
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深循环水图
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特殊热源型地下热水形成过程
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蒸汽田图
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5-3 地热发电原理和技术
地热能的利用可分为直接利用和地热发电两大 方面. 一、地热发电原理及分类(示意图2) 原理:地热发电是利用地厂热水和蒸汽为动力 源的一种新型发电技术，它涉及地质学、地球 物理、地球化学、钻探技术、材料科学和发电 工程等多种现代科学技术。示意图1 分类:按照载热体类型、温度、压力和其他特性 的不同，可把地热发电的方式划分为地热蒸汽 发电和地下热水发电两大类.（外景图） 示意图3
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三、中国地热资源
通过对中国30个省、市、自治区的地热资源普 查、勘探表明，中国地热资源丰富，分布广泛。 其中盆地型地热资源潜力在2000亿吨标准煤 当量以上。全国已发现地热点3200多处，打 成的地热井2000多眼，其中具有高温地热发 电潜力有255处，预计可获发电装机 5800MW，现已利用的只有近30MW。
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1、地热蒸汽发电
1．地热蒸汽发电 (1)背压式汽轮机发电系统。最简单的地热干蒸汽发电， 是采用背压式汽轮机地热蒸汽发电系统(如图) 工作原理：首先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，然后就可把 蒸汽通入汽轮机做功，驱动发电机发电。做功后的蒸 汽，可直接排入大气；也可用于工业生产中的加热过 程。 应用：这种系统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人民生活 的场合.
第五章 地热发电技术 （一）
动力工程系 宋长华
第一节 地热能基本知识
什么叫地热能?地热有多大? 地球的构造是怎样的?地热温度有多高? 地热从何而来? 形成地热资源的要素?地热资源有哪些形式? 各种地热资源的开发技术概况.
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什么叫地热能?地热有多大？
所谓地热能，简单地说．就是来自地下的热能， 即地球内部的热能。 据计算，地球陆地以下五公里内，15摄氏度以上 岩石和地下水总含热量达1.05E25焦尔，相当于 9950万亿吨标准煤。按世界年耗100亿吨标准 煤计算，可满足人类几万年能源之需要. 如果把地球上贮存的全部煤炭燃烧时所放出的热 量作为标准来计算、那么，石油的贮存量约为煤 炭的3％，目前可利用的核燃料的贮存量约为煤炭 的15％，而地热能的总贮存量则为煤炭的1.7亿 倍。
地压型资源是一种目前尚未被人们充分认识的、但 可能是一种十分重要的地热资源. 它以高压水的形式储存于地表以下2—3Km的深 部沉积盆地中，并被不透水的盖层所封闭，形成长 1000km、宽数百千米的巨大热水体。 地压水除了高压、高温的特点外，还溶有大量的碳 氢化合物(如甲烷等)。 所以，地压型资源中的能量，实际上是由机械能 (压力)、热能(温度)和化学能(天然气)3个部分组 成的。
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3．地下热水形成
地下热水的形成一般可分为深循环型和持殊热源型两 种形成类型. 构成地下热水的循环运动。形成过程图 深循环型地下热水的形成、运动和储存，与地质构造 密切相关。 断裂、挤压、折曲及破碎等变化。每当岩层破裂时， 地球深部的岩浆就会通过裂缝向地表涌来。如果涌出 地表，即成为火山爆发。如果停驻在地表下一定的深 度，则成为岩浆侵入体。形成过程图
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2．地热资源类型介绍
(1)蒸汽型资源 蒸汽型资源是指地下热储中以蒸汽为主的 对流水热系统，它以产生温度较高的过热 蒸汽为主，掺杂有少量其他气体，所含水 分很少或没有。 这种干蒸汽可以直接进入汽轮机，对汽轮 机腐蚀较轻，能取得满意的工作效果。 但这类构造需要独特的地质条件，因而资 源少、地区局限性大。
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三、中国地热资源
3、中国地热资源的分类（按地热资源成因） (1) 现代火火山型：在台湾和云南 (2)岩浆型：在西藏 (3)断裂型：如辽宁、山东、山西、陕西以 及福建、广东等地。 (4)断陷、凹陷盆地型：如华北盆地、松辽 盆地、江汉盆地等。
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地热资源温度分级
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二、世界地热资源分布
根据板块学说，在各大板块的交接处形成 了有丰富地热资源的地热带。从世界范围 来说，主要有如下4个地热带： 1．环太平详地热带 2．大西洋洋中脊型地热带 3．红海——亚丁湾——东非裂谷型地热带 4．地中海一喜华
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地球的内部构造
地球是一个巨大的实心椭球体，它的表面积约为 5．11x108km2，体积约为1.0833x1012km2， 赤道半径为6378km，极半径为6357km。地球 的构造好像是一只半熟的鸡蛋，主要分为3层。温 度分布图 1)地壳:地球的员外面一层，即地球外表相当于鸡蛋 壳的部分，地壳由土层和坚硬的岩石组成，它的厚 度各处不一，介于10—70km之间， 2)地幔:地球的中间部分，即地壳下面相当于鸡蛋白 的部分，也叫做“中间层”，它大部分是熔融状态 的岩浆．地幅的厚度约为2900km,它内硅镁物质 组成，温度在1000℃以上. 3)地核:地球的中心，即地球内部相当于鸡蛋黄的部 分．地核的温度在2000—5000 ℃之间，外核深 2900—5100km，内核深5100M以下至地心， 一般认为是由铁、镍等重金属组成的
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(4)干热岩型资源
干热岩型资源是比上述各种资源规模更为巨大的 地热资源。 它是指地下普遍存在的没有水或蒸汽的热岩石。 从现阶段来说，干热岩型资源专指埋深较浅、温 度较高的有开发经济价值的热岩石。 提取干热岩中的热量，需要有特殊的办法，技术 难度大。
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三、中国地热资源
1．高温地热资源 中国的高温地热资源丰富，可用于地热发电的 合255处，总发电潜力为5800Mw。主要分布 在西藏、滇西和中国台湾地区。 预计到20l0年，还可开发利用10余处新的高温 地热资源，发电潜力约为300MW。
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三、中国地热资源
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5．地热水和天然蒸汽杂质
通常热水中合有较多的硫酸和铵、铁、铝等硫 酸盐;有时还有盐酸、硅酸、偏硼酸等。 在地热水和蒸汽中的气体成分，则有二氧化碳、 硫化氢、甲烷、氨、氮、氢、乙烷等； 在有的热水中还台有二氧化琉、盐酸气和氢氖 酸气等。 除此之外，无沦热水或蒸汽，都还常常挟带有 泥砂等固体异物。 地热水和天然蒸汽中的各种杂质，都会对地热 发电产生影响.
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2．地下热水发电
两种方式：闪蒸地热发电系统；双循环地 热发电系统 （1）闪蒸地热发电系统：直接利用地下热水 所产生的蒸汽进入汽轮机工作。也叫做减 压扩容法地热发电系统。 类型：可以分为： 1）单级闪蒸地热发电系统(又包括湿蒸汽型 和热水型两种)；（图） 2）两级闪蒸地热发电系统； （图） 3）全流法地热发电系统； （图）
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4．地热田类型
(2)蒸汽田。当储水层的上方有一透水性很差 的覆盖岩层时，由于覆盖层的隔水、隔热作 用，覆盖层下面的储水层在长期受热的条件 下，就成为聚集大量具有一定压力和温度的 蒸汽和热水的热储，即构成为蒸汽田。蒸汽 田模型图. 蒸汽田还可以按井口喷出介质的状态分为干 蒸汽田和湿蒸汽田。 蒸汽田特别适合于发电，是十分有开采价值 的地热田。
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(5)岩浆型资源
岩浆型资源是指蕴藏在熔融状和半熔融状 岩浆中的巨大能量，它的温度高达600— 1500℃左右。 在一些多火山地区，这类资源可以在地表 以下较浅的地层中找到，但多数则是埋在 目前钻探还比较困难的地层中。 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；干热岩和地压两大类 资源尚处于试验阶段，开发利用少。
国际上的一般划分方法为：150℃以上为高温； 90—150 ℃为中温；如90 ℃以下为低温。 中国地热勘查国家标准(GBll615—1989)规 定，地热资源按温度分为高温、中温、低温3 级，按地热田规模分为大、中、小3类。