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 。
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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。
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利用地热能来进行发电
◆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，都是利用蒸汽的热能在汽 轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。 ◆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。根据可利用地热资源 的特点以及采用技术方案的不同，地热发电主 要划分为地热蒸汽、地下热水、联合循环和地 下热岩四种发电方式
地热能的发电利用
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◆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。
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蒸汽型地热发电
——背压式汽轮机 ◆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 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。
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两种主要的地热发电形式
◆蒸汽型地热发电 蒸汽型地热发电是把高温地热田中的 干蒸汽直接引人汽轮发电机组发电。 在引人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。 蒸汽型地热发电系统的类型有： －背压式汽轮机发电系统 －凝汽式汽轮机发电系统 ◆热水型地热发电 适用于中低温地热资源。 低温热水或湿蒸汽不能直接送入汽 轮机，需经一定手段，把热水变成 蒸汽或利用其热量产生别的蒸汽， 才能用于发电。 热水型地热发电，主要有两种方式： －闪蒸地热发电系统 －双循环地热发电系统
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全流法地热发电系统
当地热井口的全部流体，不经处理直接送进全流膨胀器中做功，充 分地利用地热流体的全部能量。这种系统称为全流法地热发电系统。 全流法比闪蒸地热发电系统中的单级闪蒸法和两级闪燕法地热发电 系统的单 位净输出功率可分别提高60%和30%左右。 全流发电系统就是试图将来自地热井的地热流体(不论 是水或是湿蒸 汽) 通过一台特殊设计的膨胀机,使其一 边膨胀一边做功，最后以汽体的 形式从膨胀机的排汽 口排出.为了适应不同化学成分范围的地热水，特别 是 高温高盐的地热水，膨胀机的设计应该具备这种适应 能力。不过，这 种系统的设备尺寸大，容易结垢、受腐蚀，对地下热水的温度、矿化度 以及不凝气体含量等有较高的要求，虽然从这一 概念的提出到现在已有 20多年的时间，全流地热发电 系统仍未进人商业应用阶段。
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热水型地热发电
——闪蒸地热发电 ◆闪蒸法也叫“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，使地热水在较低的温度下沸腾生产蒸汽，体 积膨胀的蒸汽做功推动轮发电机。 适合于地热水质较好且不凝气体含量 较少的地热资源。 ◆如果流体是湿蒸汽，则先进入汽水分离器，分离出的蒸汽送往汽轮机， 分离下来的水进入闪蒸器。 ◆闪蒸可以分为： 1）单级闪蒸地热发电系统(又包括湿蒸汽型和热水型两种)； 2）两级闪蒸地热发电系统； 3）全流法地热发电系统；
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闪蒸地热发电系统
采用闪蒸法的地热电站，热 水温度低于100℃时，全热力系 统处于负压状态。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。由于系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。 为提高地热能的利用率， 还可采用两级或多级闪蒸系统。 发电量可增加。 图为一种两级闪蒸发电系统
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。
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利用地热能来进行发电
◆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，都是利用蒸汽的热能在汽 轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。 ◆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。根据可利用地热资源 的特点以及采用技术方案的不同，地热发电主 要划分为地热蒸汽、地下热水、联合循环和地 下热岩四种发电方式
地热能的发电利用
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◆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。
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蒸汽型地热发电
——背压式汽轮机 ◆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 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。
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两种主要的地热发电形式
◆蒸汽型地热发电 蒸汽型地热发电是把高温地热田中的 干蒸汽直接引人汽轮发电机组发电。 在引人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。 蒸汽型地热发电系统的类型有： －背压式汽轮机发电系统 －凝汽式汽轮机发电系统 ◆热水型地热发电 适用于中低温地热资源。 低温热水或湿蒸汽不能直接送入汽 轮机，需经一定手段，把热水变成 蒸汽或利用其热量产生别的蒸汽， 才能用于发电。 热水型地热发电，主要有两种方式： －闪蒸地热发电系统 －双循环地热发电系统
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全流法地热发电系统
当地热井口的全部流体，不经处理直接送进全流膨胀器中做功，充 分地利用地热流体的全部能量。这种系统称为全流法地热发电系统。 全流法比闪蒸地热发电系统中的单级闪蒸法和两级闪燕法地热发电 系统的单 位净输出功率可分别提高60%和30%左右。 全流发电系统就是试图将来自地热井的地热流体(不论 是水或是湿蒸 汽) 通过一台特殊设计的膨胀机,使其一 边膨胀一边做功，最后以汽体的 形式从膨胀机的排汽 口排出.为了适应不同化学成分范围的地热水，特别 是 高温高盐的地热水，膨胀机的设计应该具备这种适应 能力。不过，这 种系统的设备尺寸大，容易结垢、受腐蚀，对地下热水的温度、矿化度 以及不凝气体含量等有较高的要求，虽然从这一 概念的提出到现在已有 20多年的时间，全流地热发电 系统仍未进人商业应用阶段。
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热水型地热发电
——闪蒸地热发电 ◆闪蒸法也叫“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，使地热水在较低的温度下沸腾生产蒸汽，体 积膨胀的蒸汽做功推动轮发电机。 适合于地热水质较好且不凝气体含量 较少的地热资源。 ◆如果流体是湿蒸汽，则先进入汽水分离器，分离出的蒸汽送往汽轮机， 分离下来的水进入闪蒸器。 ◆闪蒸可以分为： 1）单级闪蒸地热发电系统(又包括湿蒸汽型和热水型两种)； 2）两级闪蒸地热发电系统； 3）全流法地热发电系统；
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闪蒸地热发电系统
采用闪蒸法的地热电站，热 水温度低于100℃时，全热力系 统处于负压状态。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。由于系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。 为提高地热能的利用率， 还可采用两级或多级闪蒸系统。 发电量可增加。 图为一种两级闪蒸发电系统