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。
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（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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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。
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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
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6.1.2 中国的地热资源
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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。
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6.1 地热能及其利用 6.2 蒸汽型地热发电 6.3 热水型地热发电 6.4 干热岩地热发电
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6.1 地热能及其利用
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杨贵妃入浴华清池
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据初步估算，全国主要沉积盆地距地表2000m以内储藏的 地热能，相当于2500亿吨标准煤的热量，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。从分布情况下，中低温资源由东向西减弱，东部地 热田位于经济发展快、人口集中、经济相对发达的地区。
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地热发电在我国也有了较大的发展。1970年，我国在广东丰 顺建成第一座地热电站，机组功率为0.1MW。随后，河北怀来、 西藏羊八井等地也建了地热电站。到目前为止，西藏羊八井地
热电站是我国最大、运行最久的地热电站，至今仍在安全、稳 定发电。羊八井地热电站装机容量已达到9台共25.18MW，机 组最大单机容量为3MW等级。目前，国内可以独立建造30MW 以上规模的地热电站，单机可达到10MW，截止到2007年，我 国地热发电装机容量为32MW。目前，羊八井电站还具有很大 的开发潜力，而在羊八井地热田西南45km处的羊易地热田， 也是一个亟待开发的高温地热田。另外，云南省地热资源十分
丰富，如腾冲地区是中国大陆有名的高温地热区，也是中国大 陆独一无二的火山热区，地质普查显示，全区有27个高温地热 田，在此建设万千瓦级地热电站已列入国家计划。
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6.2 蒸汽型地热发电
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蒸汽型地热发电是把高温地热田中的干蒸汽直接引入 汽轮发电机组发电。在引入发电机组前先要把蒸汽中所含的 岩屑、矿粒和水滴分离出去。
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6.1.3 国内外地热资源开发利用的现状与前景
地热发电至今已有近百年的历史了，其中美国地热发电的装 机容量居世界首位。1913年，第一座装机容量为0.25MW的电 站在意大利建成并运行，标志着商业性地热发电的开端。目前 世界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年起动，20世纪70年代，共投产 9台机组，80年代以后，又相继投产一大批机组，至1985年电 站装机容量已达到1361MW。除此之外，许多发展中国家也在 积极利用地热发电以补能源的不足，如萨尔瓦多、肯尼亚、尼 加拉瓜、哥斯达黎加等国的国家电网有10%以上的电力是来自 地热发电。
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6.3.2 双循环地热发电系统
双循环地热发电方法也称低沸点工质法，是利用地下热水来 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 轮机工作。其原理如图6-6所示。
图6-6 单级双循环地热发电系统
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双循环发电系统的优点包括：①低沸点工质蒸气压力高， 设备尺寸较小，结构紧凑，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，对成分复杂的地热资源适应性强。 这是一种有效利用中温地热的发电系统。中温地热资源丰富， 分布广，因此发展双循环地热发电系统很有意义。
这种发电方式最为简单，但干蒸汽地热资源十分有限， 而且多存在于比较深的地层，开采技术难度大，其发展有一 定的局限性。
蒸汽型地热发电系统又可分为背压式汽轮机发电系统 和凝汽式汽轮机发电系统。
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6.2.1 背压式汽轮机发电系统
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图6-3 背压式汽轮机地热蒸汽发电系统
低沸点工质导热性比水差，价格较高，来源有限，有些 还有易燃、易爆、有毒、不稳定、对金属有腐蚀等特性，对双 循环发电系统的发展有一定的影响。
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6.2.2 凝汽式汽轮机发电系统
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图6-4 凝汽式汽轮机地热蒸汽发电系统
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6.3 热水型地热发电
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热水型地热发电是目前地热发电的主要方式，包括纯 热水和湿蒸汽两种情况，适用于分布最为广泛的中低温地热 资源。
低温热水层产生的热水或湿蒸汽不能直接送入汽轮机， 需要通过一定的手段，把热水变成蒸汽或者利用其热量产生 别的蒸汽，才能用于发电。主要有两种方式。