第6章_地热能

地热资源是指在当今的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。

形成地热资源的要素

什么叫地热能?
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。
地热能有多大？

据计算，地球陆地以下五公里内，15摄氏度以上岩石和地 25 10 下水总含热量达 1.05 × 焦耳，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。
4-2 地热能的利用
直接利用和地热发电两大类。
20-50℃:沐浴，水产养殖、饲养牲畜、土壤加温、 脱水加工； 50-100℃:供暖，温室、家庭用热水、工业干燥； 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； 150-200℃:双循环发电、制冷、工业干燥、工业热 加工； 200-400℃:直接发电及综合利用
2

地热从何而来?

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。 放射性元素有铀238、铀235、钍232和钾40等，

这些放射性元素的衰变是原子核能的释放过程。
3

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。
4-1 地热资源
一、概述
1．地热资源定义
我国用于发电的地热资源主要集中在西藏、云南的横断 山脉一线，全国地热发电装机容量88%集中在西藏，第 一座地热电站羊八井电站年发电量超过1亿千瓦时, 夏冬 两季发电量分别占拉萨电网的40%和60%。
羊八井地热发电厂
西藏羊八井地热发电站
地热发电的优缺点
优点 1．地热的蕴藏量很丰富。 2．单位成本比开探石化燃料或核能低。 3．建造地热厂时间短且容易。 缺点 1．热效率低，有30%的地热能用来推动涡轮发电机。 2．所流出的热水含有很高的矿物质。 3．一些有毒气体会随着热气，而喷入空气中，造成空气 污染。
9
我国地热能分布图
我国地热能主要分布在云南、西藏、河北等省区
拉萨羊八井地热蒸汽田
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。
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
（二） 地热发电发展概况
1. 国外

1904年，意大利在拉德瑞罗地热田建立了世界上第一台热 力发电机组。 1924年日本也开始试验地热蒸汽发电 。 1960年美国在加利福尼亚州盖瑟尔斯地热田, 建成1.1万千 瓦地热发电机组 。 1966年日本在松川建成第一座2万千瓦商用地热电站。


日本八丈岛地热发电站, 是东 京电力唯一一座地热发电站
地热在医疗领域的应用有诱人的前景， 目前热矿水就被视为一种宝贵的资源， 世界各国都很珍惜。由于地热水从很 深的地下提取到地面，除温度较高外， 常含有一些特殊的化学元素，从而使 它具有一定的医疗效果。
温泉
温泉特种水产养殖中心
温泉垂钓中心
地热务农
地热供暖
地热养殖
地热发电

地热发电的基本原理与火力发电类似，也是根据能 量转换原理，首先把地热能转换为机械能，再把机 械能转换为电能。
热储层 热储体盖层 热流体通道 热源
7
2．地热资源类型
(1)蒸汽型资源 (2）热水型资源 (3)地压型资源 (4) 干热岩型资源
(5) 岩浆型资源
8
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．地中海一喜马拉雅缝合线型地热带
2）两级闪蒸地热发电系统；
3）全流法地热发电系统；
（2）双循环地热发电系统：
（2）双循环地热发电系统
1) 采用地热流体作热源 2) 采用低沸点工质流体

常用的低沸点工质有氯乙烷、正丁烷、异丁烷、 氟利昂—11、氟利昂—12等。
系统种类
单级双循环地热发电系统 b) 两级双循环地热发电系 c) 闪蒸与双循环两级串联发电系统
引发的环境问题及现有对策
地面沉降——开采前论证，开采后检测预防，回 灌 化学污染——技术处理，限制最低排放温度 诱发地震——开采布局，回灌，监测预防 热污染——梯级利用技术 空气污染——技术处理，采集加工利用 土壤污染——回灌 放射性污染——医疗 调峰技术、梯级技术、热泵技术

结论

在石油危机日益严重的今天, 地热的确是一项未 來非常看好的天然資源, 如果我们有能更有效的、 更积极的从事这方面的研究, 相信对疏解我们的 能源需求方面, 必定会有很大的帮助。
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间盆地以及东 南沿海的福建、广东、赣南、湘南等地。
12

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。红海、亚丁湾、东非裂谷地热带。包 括肯尼亚、乌干达、扎伊尔、埃塞俄比亚、吉布提ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ国的地热田 。
冰岛的奈斯亚威里尔地热电站
冰岛最大的地热电站，赫利舍迪地 热电站2011年装机容量30万千瓦
（二） 地热发电发展概况
2. 国内

我国1970年在广东丰顺县用91℃的地下热水发电。 我国于20世纪70年代后期建造的西藏羊八井地热电站 。 至 2013年，目前我国地热发电总装机容量约为 2.78万千 瓦，与2015年达到10万千瓦的规划目标有较大差距.
a)
3. 干热岩发电系统：
利用地下干热岩体发电的设 想，是美国人莫顿和史密斯 于1970年提出的。1972年， 他们在新墨西哥州北部打了 两口约4000米的深斜井，从 一口井中将冷水注入到干热 岩体，从另一口井取出自岩 体加热产生的蒸汽，功率达 2300千瓦。进行干热岩发电 研究的还有日本、英国、法 国、德国和俄罗斯，但迄今 尚无大规模应用。
1、地热发电
1. 地热蒸汽发电系统：
(1) 背压式汽轮机发电系统
工作原理：
汽轮机
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。
净化分离器
发电机 排气 地热蒸汽井 回灌井
2．地下热水发电系统
（1）闪蒸地热发电系统（减压扩容地热发电系统） 1）单级闪蒸地热发电系统(湿蒸汽型和热水型）；