新能源课件 地热能共93页
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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。
新能源发电技术与地热发电技术讲义课件
在这种发电系统中，低沸点介质常采用两种流体； 一种是采用地热流体作热源；另一种是采用低沸点 工质流体作为一种工作介质来完成将地下热水的热 能转变为机械能。所谓双循环地热发电系统即是由 此而得名。
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。
新能源发电技术与地热发电技术讲义
29
凝气式汽轮机地热蒸汽发电系统
新能源发电技术与地热发电技术讲义
30
海流能发电示意图
新能源发电技术与地热发电技术讲义
8
我国新能源技术发展现状：
（1）产业规模不断加大，发展速度加快。我 国太阳能热水器利用居世界首位，光伏产 业近年来发展迅速，其中风力发电是发展 最快的发电技术。
（2）产业链尚不完善。风电产业，产业链上 下不对接是制约风电产业化的主要因素， 目前太阳能光伏产业链的源头，多晶体硅 原材料制造，我国基本依赖进口。
20
双循环地热发电系统的优缺点
优点：利用低温位热能的热效率较高：设 备紧凑，汽轮机的尺寸小；易于适应化学 成分比较复杂的地下热水。
缺点：不像扩容法那样可以方便地使用混 合式蒸发器和冷凝器；大部分低沸点工质 传热性都比水差，采用此方式需有相当大 的金属换热面积；低沸点工质价格较高， 来源欠广，有些低沸点工质还有易燃、易 爆、有毒、不稳定、对金属有腐蚀等特性。
新能源发电技术与地热发电技术讲义
12
二、中国地热发电现状 中国地热发电的研究试验开始于20世纪70年
代初。
40余年来的发展经历了两大阶段：
（1）1970—1985年期间，为以发展中低温地 热试验电站为主的阶段；
（2）1985年以后，进入发展商业应用高温地 热电站的阶段。
新能源发电技术与地热发电技术讲义
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。
新能源发电技术与地热发电技术讲义
29
凝气式汽轮机地热蒸汽发电系统
新能源发电技术与地热发电技术讲义
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海流能发电示意图
新能源发电技术与地热发电技术讲义
8
我国新能源技术发展现状：
（1）产业规模不断加大，发展速度加快。我 国太阳能热水器利用居世界首位，光伏产 业近年来发展迅速，其中风力发电是发展 最快的发电技术。
（2）产业链尚不完善。风电产业，产业链上 下不对接是制约风电产业化的主要因素， 目前太阳能光伏产业链的源头，多晶体硅 原材料制造，我国基本依赖进口。
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双循环地热发电系统的优缺点
优点：利用低温位热能的热效率较高：设 备紧凑，汽轮机的尺寸小；易于适应化学 成分比较复杂的地下热水。
缺点：不像扩容法那样可以方便地使用混 合式蒸发器和冷凝器；大部分低沸点工质 传热性都比水差，采用此方式需有相当大 的金属换热面积；低沸点工质价格较高， 来源欠广，有些低沸点工质还有易燃、易 爆、有毒、不稳定、对金属有腐蚀等特性。
新能源发电技术与地热发电技术讲义
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二、中国地热发电现状 中国地热发电的研究试验开始于20世纪70年
代初。
40余年来的发展经历了两大阶段：
（1）1970—1985年期间，为以发展中低温地 热试验电站为主的阶段；
（2）1985年以后，进入发展商业应用高温地 热电站的阶段。
新能源发电技术与地热发电技术讲义
地热能发电ppt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。
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。
地热能的来源？？？
1、地热能来源于地球物质中的放 射性元素衰变在衰便过程中不断释 放热能，这些元素有铀 238、铀 235、钍232和钾40等。
2、地热能是地球生成时炽热的火 球留下的。
3、地球上的天然裂变堆
•1972年法国科学家在加蓬发现了天然裂变堆。证 据：当地铀-235的含量竟只占铀的0.29%,远低于 天然油矿中铀-235的丰度，71%,而且矿石周围还 有稳定的裂变产物钕、钐、镉等。
• 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。
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 2000-2500米左右。
• 除1号机组外其余均采用两级扩容法发电, 汽轮机全部采用凝汽式,冷却水直接取自藏 布曲河。
•羊八井目前共有40多眼地热井,根据地质测 评,其发展潜力为28～32MW。 与羊八井相 近的地热源还有羊易乡地热田和拉多岗地热 田。
地热研究进展
• 干热岩发电 在地壳深处干热岩区人工制 造裂缝系统,然后将地表水注入地下取出 热能进行发电。
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。
地热能的来源？？？
1、地热能来源于地球物质中的放 射性元素衰变在衰便过程中不断释 放热能，这些元素有铀 238、铀 235、钍232和钾40等。
2、地热能是地球生成时炽热的火 球留下的。
3、地球上的天然裂变堆
•1972年法国科学家在加蓬发现了天然裂变堆。证 据：当地铀-235的含量竟只占铀的0.29%,远低于 天然油矿中铀-235的丰度，71%,而且矿石周围还 有稳定的裂变产物钕、钐、镉等。
• 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。
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 2000-2500米左右。
• 除1号机组外其余均采用两级扩容法发电, 汽轮机全部采用凝汽式,冷却水直接取自藏 布曲河。
•羊八井目前共有40多眼地热井,根据地质测 评,其发展潜力为28～32MW。 与羊八井相 近的地热源还有羊易乡地热田和拉多岗地热 田。
地热研究进展
• 干热岩发电 在地壳深处干热岩区人工制 造裂缝系统,然后将地表水注入地下取出 热能进行发电。
新能源课件 第四章地热能
地热资源的类型
熔岩型。是埋藏部位最深的一种完全熔化 的热熔岩(即岩浆)，其温度高达650～ 1200℃。熔岩储存的热能比其他几种都 多，约占已探明的地热资源总量的40%。 不过在开采这种地热能时，需要在火山地 区打几千米深的钻孔，所冒的风险很大， 因此这种地热能目前尚未得到实际开发利 用。
各类地热资源开发技术概况
Nicaragua.
地热能
地热的分布是很有规律的。从地表向地球内部， 温度逐渐上升。在地壳层最上部的十几千米范 围内，深度每增加30米，地热的温度大约升高 1℃；在地下15～25千米的范围内，深度每增 100米，地热的温度大约升高1.5℃；到了25千 米以下的区域，深度每增加100米，地热的温 度大约只升高0.8℃；从这个区域再往下深入 到一定深度，其温度就基本上保持不变了。
地热在世界各地的分布很广泛
新西兰约有近70个地热田和1000多个温 泉。横跨欧亚大陆的地中海—喜马拉雅 地热带，从地中海北岸的意大利、匈牙 利经过土耳其、俄罗斯的高加索、伊朗、 巴基斯坦和印度的北部、中国的西藏、 缅甸、马来西亚，最后在印度尼西亚与 环太平洋地热带相接。
地热能的利用
目前世界上大约有120多个国家和地区， 已经发现和开采的地热泉及地热井多达 7500多处。对于地热能的开发利用，目前 主要是在采暖、发电、育种、温室栽培和 洗浴等方面。 地热能的利用可分为地热发电和直接利 用两大类。
地中海一喜马拉雅地热带
它是欧亚板块与非洲板块和印度板块的碰 撞边界。世界第一座地热发电站意大利的 拉德瑞罗地热田就位于这个地热带中。中 国的西藏羊八井及云南腾冲地热田也在这 个地热带中。
大西洋中脊地热带
这是大西洋海洋板块开裂部位。冰岛的 克拉弗拉、纳马菲亚尔和亚速尔群岛等 一些地热田就位于这个地热带。
地热能发电PPT幻灯片课件
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:
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。
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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
地热能
分布
地热能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。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。不过，地热能的分布相对来说比较分散，开发难度大。
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技术，27个国家利用地热发电，总装机 容量为MW，年发电量GW·h，平均利用系数72%。目前世界上最大的地热电站是美国的盖瑟尔斯地热电站，其第一 台地热发电机组（11MW）于1960年启动，以后的10年中，2号（13MW）、3号（27MW）和4号（27MW）机组相续投 入运行。20世纪70年代共投产9台机组，80年代以后又相续投产一大批机组，其中除13号机组容量为135MW外，其 余多为110MW机组。我国的地热资源也很丰富，但开发利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省区 。
可持续性
岩浆/火山的地热活动的典型寿命从最低5000年到100万年以上。这么长的寿命使地热源成为一种再生能源。 此外，地热库的天然补充率从几兆瓦到1000兆瓦(热)以上。
人类第一次用地热水发电是在1904年意大利的拖斯卡纳。1958年新西兰的北岛开始用地热源发电(2013年为 212兆瓦)；美国加州的喷泉热田，从1960年就开始发电，输出功率为1300兆瓦。显然，地热资源能够可靠、安全 和可持续性地运行。地热生产的可持续性也可从存在于热库岩石(含热量85%～95%)中的热源判断。在美国加州的 喷泉热田，热含量保守估计至少相当于燃烧280亿桶石油或62亿短顿(1短顿=907公斤)煤所得的能量 。
怎样利用这种巨大的潜在能源呢？意大利的皮也罗·吉诺尼·康蒂王子于1904年在拉德雷罗首次把天然的地 热蒸气用于发电。地热发电是利用液压或爆破碎裂法把水注入到岩层，产生高温蒸气，然后将其抽出地面推动涡 轮机转动使发电机发出电能。在这过程中，将一部分没有利用到的水蒸气或者废气，经过冷凝器处理还原为水送 回地下，这样循环往复。
地热能课件
• 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。
• 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。
• 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。
2、地球的内部构造是怎样的？
• 根据现在的认识，地球的构成是这样的： 地球是一个巨大的实心椭球体，表面积约为 5.1×108km2，体积约为1.08×1012km3，赤 道半径为6378km， 极半径为6357km。
地热供暖
将地热能直接用于采暖、供热和供热水 是仅次于地热发电的地热利用方式。我国利 用地热供暖和供热水发展也非常迅速，在京 津地区已成为地热利用中最普遍的方式。
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 沼气的产量 等。
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。
2、地热直接利用
地热能直接利用于烹饪、沐浴及暖房，已有 悠久的历史。至今，天然温泉与人工开采的地 下热水仍被人类广泛使用。据联合国统计，世 界地热水的直接利用远远超过地热发电。中国 的地热水直接利用居世界首位，其次是日本。
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
地热能的发电利用.ppt
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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 。
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
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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。
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。
第九章地热能PPT课件
❖ 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。
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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特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。 (2)特殊热源型。数十亿年来地壳岩层一直在经历着断裂、挤压、折曲
7
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。
❖ 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。
❖ 放射性物质的原子核．无需外力的作用，就能自发地放出电子、 氦核和光子等高速粒子并形成射线。在地球内部，这些粒子和 射线的动能和辐射能，在同地球物质的碰撞过程中便转变成了 热能。
第九章 地热能
1
阿里地区地热田
2
冰岛地热
3
羊八井地热电站 4
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.
5
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。
❖ 这类资源分布广、储量丰富，根据其温度可分为高温 (>150℃)、中温(90—150℃)和低温(90 ℃以下)。
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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特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。 (2)特殊热源型。数十亿年来地壳岩层一直在经历着断裂、挤压、折曲
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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。
❖ 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。
❖ 放射性物质的原子核．无需外力的作用，就能自发地放出电子、 氦核和光子等高速粒子并形成射线。在地球内部，这些粒子和 射线的动能和辐射能，在同地球物质的碰撞过程中便转变成了 热能。
第九章 地热能
1
阿里地区地热田
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冰岛地热
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羊八井地热电站 4
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。
❖ 这类资源分布广、储量丰富，根据其温度可分为高温 (>150℃)、中温(90—150℃)和低温(90 ℃以下)。
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第六章地热新能源
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。
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 30%以上。
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。
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。
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。
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）。
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；
干热岩和地压两大类资源尚处于试验阶段 ，开发利用很少。
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。
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。
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 30%以上。
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。
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。
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。
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）。
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；
干热岩和地压两大类资源尚处于试验阶段 ，开发利用很少。
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。
物理高新技术——新能源——地热能
根据地热水成分的不同,可用于温泉疗养和治疗皮肤 病。在有条件的地方兴建温泉旅游度假村、康复中 心等已成为低温地热利用的热点，全国各地都有此 类度假村和康复中心。
例如青海西宁市郊15km的塔尔寺风景区，利用地热供 5000m2宾馆、10000m2度假村、游泳池、理疗中心等。 四川成都平原的彭州、温江、都江堰等地利用地热建成 温泉旅游点，收到较好的社会效益和经济效益。
河北省自1986年就开展了地热种植,其中雄县、辛 集市、河间县等地都取得了很好的成绩。此外，河 北省黄骅地区自20世纪80年代还开始了越冬海虾 养殖，十几年来获得了很好的成绩。7年前，天津 市汉沽区芦前村利用地热水加温进行鱼虾越冬，建 成了100亩的越冬温室和20亩的温室垂钓池，大量 放养白鲳、石斑鱼、鳜鱼、罗氏沼虾、海虾和河蟹 等高档鱼，形成了地热养殖、孵化越冬基地。 不难看到，地热温室给当地农村经济发展带来了活 力，促进了地区经济发展和农民生活水平的提高。
工业利用
受地热资源和工业布局的限制，在工业用热 中利用地热水加热的事例不多，但仅有的应 用实践证明了节约燃料的效果显著。 例如河北省辛集市利用地热水洗毛、制革， 洗出的毛色泽好、手感柔软，比用锅炉水 洗出的毛每吨多卖600元～1000元。
河北省辛集市利用1眼114℃的地热井（流量90 吨/时）首先供附近居民采暖（1.5万m2），地 热温室面积7337m2，温度降至95℃后用于工业 烘干，烘干后的排水用于居民生活用热水（洗浴、 生活热水等）和加热养鱼池，仅此一眼井年产值 达494万元。 此外，用地热干燥香菇、木材、蔬菜等都有不同程 度的开发利用，但有地热资源的地方不一定有合适 的工业，因此工业利用的发展比较缓慢。
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。
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。
15
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