新能源之地热能发电
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一、项目基本信息 (2)
1.1项目背景........................................................................................ 错误！未定义书签。
1.11地热能源利用背景 (3)
1.12地热能发电技术背景 (3)
1.13国家政策支持背景................................................................. 错误！未定义书签。
1.2地热发电原理 (4)
1.3地热能发电可行性分析 (4)
二、项目概况........................................................................................ 错误！未定义书签。
2.1地热能发电方案对比 (5)
2.2方案分析........................................................................................ 错误！未定义书签。
2.3 方案选择 ....................................................................................... 错误！未定义书签。
2.4 地热能生产工艺 (8)
2.41工作原理................................................................................. 错误！未定义书签。
2.42双循环式发电特点 (9)
2.43双循环式发电装置................................................................. 错误！未定义书签。
2.44工况变化对双循环式发电的影响......................................... 错误！未定义书签。
三、问题与建议...................................................................................... 错误！未定义书签。
3.1地热能发电技术约束 .................................................................. 错误！未定义书签。
3.2环保问题...................................................................................... 错误！未定义书签。
3.3能源利用率问题.......................................................................... 错误！未定义书签。
四、市场发展前景及相关政策............................................................ 错误！未定义书签。
4.1 市场发展前景 ............................................................................. 错误！未定义书签。
4.2相关政策 ...................................................................................... 错误！未定义书签。
五、厂址选择........................................................................................ 错误！未定义书签。
5.1我国地热资源分布 ...................................................................... 错误！未定义书签。
5.2厂址选择 ...................................................................................... 错误！未定义书签。
六、参考文献.......................................................................................... 错误！未定义书签。
一、项目基本信息：
1.11地热能源利用背景：
地热资源是一种新型可持续再生能源。它来自于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水在深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近地表层．有些地方，热能随自然涌出的热蒸汽和热水到达地面。自史前起，地热就已被用于洗浴和蒸煮。通过钻井，这些热能可以从地下的储层引入水池、房间、温室和发电站。其具有持续供能，无废料，无污染，无需地面贮存的低用地，低成本低碳再生能源。在美国，欧盟，新两兰，冰岛，日本等国，开发地壳深部蕴葳的中高温地热生产电能，已达到2000万千瓦，仅美国加州已利用地热发电260万千瓦。
我国拥有丰富的深层地热资源，但地热能在中国能源结构中的比例仅占0.5％，地热发电装机不到10万千瓦，与国外地热利用水平差距很大。我们需要引入国外地热发电的新思路，采纳地热地质新理论，应用先进的勘探方法和地热工程新技术，在国内开发这一新型低碳清洁能源。
1.12地热能发电技术背景：
进入21世纪，能源已成为制约世界经济和社会可持续发展的瓶颈。地热资源作为可再生的绿色清洁能源具有巨大的开发潜力，是2l世纪最受人关注的新能源之一。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550W)，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kW。日本自1966年松川(Matsukawa)地热电站开始运行．到1996年全国地热发电容量已超过52万kW。截至2005年．全世界地热发电总装机8900MW，利用地热发电所生产的电力达56800 GWht。目前．应用最多的地热发电方式为干蒸汽发电系统。这类热田发电单机组容量为35～120MW，印度尼西亚、意大利、日本以及美国均建有此类电站．这些电站的总发电量占地热能总发电量的一半。我国西藏羊八井地热电站主要采用这种形式。世界上大多数地热田属液态热储．湿蒸汽地热发电站或扩容蒸汽地热电站应用液态地热系统中的热液流体发电，日本、新西兰、美国、意大利、菲律宾、墨西哥等国家应用得较好。双循环式发电也应用液态地热系统发电．但由于热储温度较低，不能通过压力变化扩容成蒸汽，只能通过低沸点的中间介质来发电．一般单机组装机容量小于3 MW。双循环发电在菲律宾、墨西哥是较常见的。
1.13国家政策支持背景：
我国“十二五”规划中明确指出加强对地热能资源的充分利用，将地热能发电提上工作日程。
我国的地热资源蕴藏量十分可观，地热资源开发利用的前景广阔。地热能利用分为地热发电和地热直接利用两大领域。长期以来，我国包括温泉、保健、养殖、采暖等在内的地热直接利用量占据世界首位。与之相比，地热发电却长期徘徊不前。
数据显示，中国浅层地温能资源量相当于95亿吨标准煤。每年浅层地温能可利用资源量相当于3.5亿吨标准煤。如全部有效开发利用则每年可节约标准煤2.5亿吨，减少二氧化碳排放5亿吨；全国沉积盆地地热资源储量折合标准煤8530亿吨；每年可利用的常规地热资源总量相当于6.4亿吨标准煤，每年可减少二氧化碳排放13亿吨。在今年7月，国家发展改革委发布的《可再生能源发展“十二五”规划》指出，“十二五”期间可再生能源投资需求估算总计约1.8万亿元。而地热能“十二五”发展目标是，到2015年，各类地热能开发利用总量达到1500万吨标准煤，其中，地热发电装机容量争取达到10万千瓦，浅层地温能建筑供热制冷面积达到5亿平方米。
从国家制定相关政策来激励和支持地热能资源的利用来看，地热能发电的经济效益和发展前景将十分可观！
1.2地热发电原理：
地热发电基本原理是用水流作为载体，流经地壳内部断裂带以热传导和对流方式将地层深部具有中高温(超过摄氏1500—2000C)的地热能量送上地面，由高效的二级闪蒸汽轮发电机转换为电能，输送到供电网。同时把排放的余温水，供当地居民取暖和其它日常生活用途。在注水井和生产井(井深3—5公里)之间循环使用水流。合理配置钻井相对位置和距离，保持水温和流量动态平衡，可以确保系统长期持续工作。美国地热电站的可用系数高达95％，能够稳定供电。目前，国外一套基本型地热发电机组的发电能力为20兆瓦，可供20万人口用电需求。若开发区域的地热资源丰富，可建立多套组合形成更大规模供电。
1.3地热能发电可行性分析：
随着能源开采科学技术的发展和能源开采设备的不断更新，地热能在常用能源中所占的比重越来越大。从下面的全球一次能源需求图可以看出，到2030年前后，全球对地热能的使用比重将达到32%，超过目前石油、天然气、水能以及核能的比重。到那时，地热能将引发全球新一轮的能源风暴。
就近期来看，地源热泵的利用在世界上发展迅速，如德国新增热泵单元数2008年约为1998年的10倍。目前，全世界利用热泵技术开发的地热能已占地热直接利用总量的30％以上。
二、项目概况：
2.1地热能发电方案对比：
利用地热能发电的技术方案主要包括6种，即干蒸汽发电技术、扩容蒸汽发电技术、双循环式发电技术、干热岩发电技术、岩浆发电技术和联合发电技术。前三者是目前应用相对较广泛，技术水平相对较高且设备相对齐全完善的技术。但他们也具有各自不足的缺陷；后三者是地热能发电技术从长远角度看的必经发展趋势，符合我国可持续发展的要求，目前已有部分地区和企业采用。但比起前三者的技术和设备条件，还有一定的差距，先将这6种技
术的主要工作原理（概述）及各自的优缺点罗列如下：
2.2方案分析：
要选择最合理的地热能发电方案，需要综合考虑发电效率、原料成本、设备购买和保养、环境维护治理费用以及该方案是否拥有一定的理论和实践基础，是否具备当今发电行业的良好竞争力等等。因此，需结合以下数据资料和图表得出最优方案。
（1）相对另外几种方案，联合发电方式的热效率最高。若不考虑技术设备尚处于理论阶段或技术尚不成熟的发电方式，则循环式发电技术的热效率排在第一位。且就目前世界的地热发电情况来看，双循环式发电的热效率也是非常可观的。
（2）地热发电所需的原料绝大部分都是直接利用地下的水和蒸汽热资源。另外少部分需加入的外部原料主要是双循环式发电技术中采用的低沸点介质，主要包括氟利昂、丁烷、二氯甲烷、液氯等等。
以上数据均以该产品的市场平均报价为准
（3）地热发电在使用过程中，由于机床电器元件的自然老化的影响，加上地下水及其中杂质对发电设备的腐蚀冲刷，特别是在扩容蒸汽发电、双循环式发电等发电过程中，设备损坏是一个不小的问题，因此需花费大量的金额，维护设备，保证发电设备的正常运转。下表为各地热发电方案设备维护比重的比较。
（4）地热能发电所造成的环境影响主要包括地下水水质污染、地热田枯竭、地层水减少地表下陷、废热水污染以及低沸点介质的泄露造成环境污染。主要体现在扩容蒸汽发电方案上。双循环式发电技术通过设备的定期检测和严格规范的生产操作，完全可以避免对环境造成的影响。
2.3、方案选择：
地热能发电是紧密联系人们生活的能源项目，因此所选择的方案必须首先满足实际的要求，应该满足技术水平和设施设备已达到大规模生产要求的方案，尚处于理论研究阶段的地热利用方案，虽是今后研究发展的必然方向，但无法满足当前电力能源日益增长的实际需求，故不考虑干热岩发电方案和岩浆发电。同理，联合方案虽然目前在美国等科技水平相对发达的国家已开始逐渐投入使用，但目前国内还未深入了解该方案的具体操作和可能带来的经济效益，故也排除。
剩下的三种地热能发电方式都是如今发电行业常见的技术。三者在经济、环保和开采技术方面各有优势。
环保性最好的地热能发电方案：干蒸汽发电方案。该方案是直接利用从地下抽出的蒸汽经过分离干燥后直接推动发电机发电的，应用范围最广，操作方便，且生产过程中不会带来任何污染环境的物质。
经济性最好的地热能发电方式：双循环式发电方案，该技术最大的特点是能源利用率高，在相同的能源供应下，能生产最多的电力。通过设备的定期检测和严格规范的生产操作，可以避免对环境的破坏。且综合生产效益所需资金、原料资金、设备维护资金、环保资金来看，在相同的电力生产量条件下，该方案最终获得的收益是最高的。
开采性最好的地热能发电方式：扩容蒸汽发电方案。该方案对开采的条件要求相对最低，所需设备简单，易操作。
综合比较三者的特点，最为发电企业最佳的地热能发电方式，还是应该选择经济性最好的双循环式的。即满足当今地热利用的整体趋势，在发电行业具备一定的竞争力，同时也能获得最好的生产收益。
2.4、双循环式发电工艺：
2.41.工作原理：
双循环式发电又称中间介质法地热发电，通过热交换器利用地下热水来加热某种低沸点的工质, 使之变为蒸汽, 然后以此蒸汽推动气轮机并带动发电机发电. 在这种发电系统中采用2种流体, 一种是以地热流体作热源, 它在蒸汽发生器中被冷却后排入环境或打入地下; 另一种是以低沸点工质流体作为工作介质(如氟里昂、异戊烷、异丁烷、正丁烷、氯丁烷等). 这种工质在蒸汽发生器内由于吸收了地热水放出的热量而汽化, 产生的低沸点工质蒸汽送入汽轮机发电机组发电.做完功后的蒸汽, 由汽轮机排出, 并在冷凝器中冷凝成液体, 然后经循环泵打回蒸汽发生器再循环工作. 该方式分为单级中间介质法系统和双级(或多级)中间介质法系统。
当地热井输出的热水进入换热器后，在换热器中将热量传给低沸点介质。可再生能源放热以后。温度降低了的地热水排人回灌井或作其它应用。低沸点介质在换热器中吸热，变为具有一定压力的蒸汽，推动汽轮机并带动发电机发电。从汽轮机排出的气体，在冷凝器中凝结成液体。用泵将液体送入换热器，重新吸热蒸发变成气体。如此周而复始，地热水的热量不断地传给低沸点介质进行连续发电。
2．双循环式发电工艺原理图：
2.42.双循环式发电特点：
双循环发电方式的特点是地热水与发电系统不直接接触．而是将地热水的热量传给某种低沸点介质(如丁烷、氟利昂等)，由低沸点介质推动汽轮机来发电。这种发电方式由地热水系统和低沸点介质系统组成，故称之为双循环式发电，也称之为中间介质法发电。优点是能够更充分地利用地下热水的热量, 降低发电的热水消耗率, 缺点是增加了投资和运行的复杂性。.缺点是增加了投资和系统运行复杂性，技术难度大，操作维修水平要求较高。该系统特别适合于含盐量大、腐蚀性强和不凝结气体含量高的地热资源。发展双循环系统的关键是开发高效热交换器。
2.4
3.双循环式发电装置：
蒸汽-低沸点介质联合双循环余热发电装置由两级发电系统构成(见下图) , 其中一级发电系统以余热蒸汽为工作介质在螺杆膨胀动力机中膨胀做功, 带动发电机组发电, 二级发电系统将二级发电系统做功完毕的乏汽作为热源, 加热作为工作介质的低沸点介质(DME) , 推动螺杆膨胀动力机发电;整个系统还包括蒸发器、冷凝器等热交换器及储液罐、冷却风机等。
朗肯循环结构简单比较适合低温余热发电因此两级发电系统都采用朗肯循环热力系统, 热力循环T-S 过程如下图所示。在一级发电系统中, 蒸汽在膨胀螺杆机中绝热膨胀做功(过程1-2), 乏汽在蒸发热交换器中等压冷凝释放潜热和部分显热( 过程2-3-4) , 留下的低温低压的工质水回收循环利用。在二级发电系统中, 进入蒸发热交换器中的高压不饱和低沸点介质DME吸收乏汽的热量变成高温高压的过热蒸气(过程e-f-a) ; 然后根据膨胀螺杆动力机工作的要求, 利用调节阀把产生的高温高压过热DME 蒸气调节到适合的状态, 并送到膨胀螺杆动力机中绝热膨胀做功(过程a-b) ; 做功后的低温低压DME工质在冷凝器中等压冷凝放热(过程b-c-d) ,再经密封泵升压重新变成高压不饱和液体(过程d-e) , 完成一个热力循环。
2.44.工况变化对双循环式发电的影响：
（一）余热蒸汽的干度
如果余热蒸汽因干度发生变化形成汽液混合物, 使螺杆机中的膨胀成为两相三元流动, 那么工质中的液相对螺杆膨胀机就会造成一定的动力损失,不过由于工质的黏度变大对泄漏
间隙又会产生一定的封闭作用, 减少了螺杆膨胀机的泄漏损失, 可以弥补部分因动力损失给螺杆机运行带来的效率降低。另一方面, 虽然理论上螺杆机选定后膨胀比保持不变, 发电功率主要取决于工质的进口温度, 几乎与干度无关, 但是由于工质中液相的存在, 使得工质在机内的焓降减小, 对装置的发电量和发电效率还是会造成不利影响。
（二）余热蒸汽的压力和流量
在一级发电系统的进口工质为饱和蒸汽的情况下, 保持蒸汽流量和排气参数不变, 进口工质压力的减小会导致发电量和效率降低, 但是不会影响二级发电系统的发电量。如果一级进口的工质温度和压力保持不变但是流量减少, 那么一级和二级发电系统的发电量都会降低,整个装置的净发电量也会减少, 但总发电效率几乎不变。
三、问题与建议：
3.1地热能发电技术约束：
就上述的几种形式的地热能利用方案相比较而言，双循环式发电是较成熟的技术，但还使用的广泛程度还是不如干蒸汽发电。虽然有比较优良的性能指标，但目前主要还是真正用于大型城市地区独立供电的情况不多，比起火电、水电等当今主流供电方式，大规模应用成熟度尚不足。这其中主要的原因还是地热能开发技术未得到全面的推广。
此外，双循环式虽然较为成熟，但发电过程需要大量的辅助介质；只有低沸点辅助介质供应充足的地方才能满足生产需求。而能适应这种要求且适合建设发电厂的地方实在不算很多。
据了解,目前，我国地热能开发项目刚刚起步，打造我国地热能产业链需要解决的问题有很多，比如，要掌握关键零部件技术，并经过商业实践的考核；国内大型发电系统建设和调试缺乏经验，需要与国外企业和专家合作；需要国家出台强有力的扶持政策调动企业的积极性，但业内人士普遍认为，最迫切的重中之重，就是核心设备和关键零部件的国产化研制问题，只有打破这一瓶颈，才能有望从根本上降低地能热发电产业的成本，推动地热能发电在我国的商业化应用。
据介绍，在国外，双循环式地热发电已有几十年的历史。上世纪80年代，人们对建成的地热发电站进行技术总结后认为，虽然技术上可行，但投资过大，且降低造价十分困难，致使各国发展地热热发电站的计划搁浅。过去，我国在地热发电领域受经费和技术条件的限制，开展的工作较少。近年来，随着地热发电站在全球的重新兴起，我国在地热勘探方法及设备、地层开采技术、电站设计、集成以及控制方面,也取得了一些实质性突破。建设地热发电站所需的主要设备和零部件, 已初步形成了产业链，剩下的主要还是技术上的影响。
3.2环保问题：
地热能发电虽然主要的能量来源都是来自地底的资源，具有绿色环保等特点，但是在地下水的抽取、电力的转换和输送以及像双循环发电中使用的化学介质，这些仍然会对环境造成一定的危害，如果不予以特别的重视，最终会酿成难以收拾的环境恶果。因此需采取相应的措施来降低对环境的影响。而针对于本报告采用的方案而言，双循环式发电系统存在中间介质(如丁烷、氟利昂等)少量泄漏问题，一旦泄漏将对环境和人体造成危害。井下换热双循环式发电系统不抽取地热水．无排水污染环境的问题，无过量开采和造成地面沉降之忧。
绿色可再生能源并不能绝对保证环保问题，关键还是在于开采利用者们的合理对待。必须严格按照我国科学发展观的要求，走可持续的道路，不能以牺牲环境为代价。
3.3地热能源利用率问题：
从上述的各种地热能能源利用率的数据来看，人类对地热能的利用率还远没有达到充分合理利用的要求。就拿双循环式发电技术来说，能源浪费现象仍然不容忽视。该方案的整体热能效率还不足30%，改进生产技术，，制定合理的能源开采标准和规定，提高能源利用率还有很长的路要走。不过双循环式发电系统．尤其是井下换热双循环式发电系统的地热能利用率高．适用于中低温(50—100℃)地热田发电，那些不宜采用闪蒸式发电的地热水，可以采用此方式发电。从经济性考虑。一般温度在90 cc以下的地热水不宜用来发电，可用于直接供热。
四、市场发展前景和相关政策：
4.1市场发展前景：
随着全球能源消耗的不断增长，能源供应的可持续性是摆在我们面前的一个重大问题。目前，全球能源结构正在走向多元化，但在短期内全球能源的消费和供应仍然主要依赖煤炭、石油和天然气等化石能源。统计显示，2006年世界一次能源消费总量为108.8亿吨标准油(TOE)，其中石油占35.8％，居第1位；煤炭占28.4，居第2位；天然气占23.7，居第3位，其次为水能和核能，分别占6.3％和5.8％。
由于国际社会越来越关注环境问题以及能源技术不断进步，替代煤炭和石油的清洁能源增长迅速，煤炭和石油在一次能源总需求中的份额将进一步下降，天然气、核能和可再生能源的份额将不断提高。但是，核能、风能、太阳能和生物质能的发展，除受技术因素影响外，其经济性也是一个制约因素，非化石能源大规模替代化石能源的路还很长。预计在2030年前，化石能源仍将是世界的主流能源。而地热能源将取代其他目前的主流能源成为世界排名仅次于石油的主流能源，可见，地热能源的发展前景是十分乐观的。
据美国能源信息署(EIA)2008年9月出版的((International Energy Outlook 2008)对历史数据的统计和未来变化趋势的预测，全球能源消费形势逐步增长。全球能源消耗变化趋势，从2005年预计到2030年，全球能源总消费量将增加50％。在其它一些非经济合作组织地区(Non-OECD)能源消耗也将快速增长，如中东、亚洲及中南美州将占60％份额；对于Non-OECD的欧洲和欧亚大陆国家(包括俄罗斯和其它一些前苏联国家)将有小幅增长约占36％份额。相反，发展中国家将增长1倍(每年增长4％，相比发达国家每年增长1.3％)；其中，中国和印度两大发展中Non-OECD国家总共的能源消耗已经从980年的占世界总能耗的小于8％快速增加到2005年占世界能耗份额的18％，预计2030年将占世界能耗份额的四分之一。相反，从2005到2030年美国能耗将预计从22％的份额下降到l7％。由此可以看出，我国在未来的30年里，地热能的使用比重将比现在翻几番。
不仅如此，燃料类型分类的全球能源消耗变化趋势。其中，石油是全球增长速度最慢的能源，从2005年到2030年其消耗以每年l 2％的速率增长；可再生能源和煤炭是增长虽快的能源，分别以2 1％和2o％的速率增长：由于石油和天然气价格的上涨以及全球对化石能源导致环境影响的目益关注，可再生能源的开发和消耗份额将逐步增加。长远来看，人类在面对环境污染的困扰、地球生态平衡的破坏、不可再生益源的匮乏、各国对能源需求急速增长的背景下，以石油、煤炭和天然气为主要能源的时代终将被已地热能、风能、太阳能和生物质能等可再生能源所取代。总而言之，地热能发电供能，在今后的发展道路上，将愈发体现其独特的优势，市场前景炙手可热。
4.2相关政策：
作为可再生清洁能源，地热能将纳入“十二五”能源规划。据了解，国家初步计划在未来五年，完成地源热泵供暖（制冷）面积3.5亿平方米，预计总市场规模至少在700亿元左右。对此，中国可再生能源学会常务理事李元普分析指出，预计“十二五”期间，地热资源开发利用将掀起一轮高潮，除地源热泵设备制造和销售行业会进一步发展外，有关地热利用的能源服务产业也会获得长足发展。
据悉，地热能特别是浅层地温能开发已经纳入到“十二五”能源发展规划，未来五年，计划完成地源热泵供暖（制冷）面积达3.5亿平方米。如果按每平方米投资200元推算，意味着未来五年时间，整个地热能开发利用的总市场规模至少在700亿元左右。仅就目前市场来看，全国地源热泵市场销售额已超过80亿元，并以每年20%以上的速度在增长。同时地源热泵系统的初装费也大幅度下降，由最初的每建筑平方米400—450元降低到目前的220—320元，公众对地源热泵的认知度也有了很大提高。
据统计，截至今年3月，我国应用浅层地温能供暖制冷的建筑项目2236个，地源热泵供暖面积达1.4亿平方米，80%的项目集中在北京、天津、河北、辽宁、河南、山东等地区。在北京，利用浅层地温能供暖制冷的建筑约有3000万平方米，沈阳则已超过6000万平方米。预计到2015年全国地热能利用总量相当于6880万吨标准煤，届时占我国能源消耗总量的1.7%。我国地域辽阔，浅层地温能可利用量巨大。
据初步估算，全国287个地级以上城市每年浅层地温能资源量相当于95亿吨标准煤，在现有技术条件下，可利用热量相当于每年3.5亿吨标准煤。如果能有效开发利用，扣除开发利用的电能消耗，每年可节约标准煤2.5亿吨。全国12个主要地热盆地地热资源储量折合标准煤8530亿吨，全国2562处温泉排放热量相当于每年452万吨标准煤，在现有技术条件下，每年可利用热量相当于6.4亿吨标准煤，可减少排放二氧化碳13亿吨。我国大陆3000米至10000米深处干热岩资源相当于860万亿吨标准煤，是我国目前年度能源消耗总量的26万倍，潜力巨大。
就目前我国采取的一系列相应措施，特别是可持续发展的政策指引来看，以地热能为代表的新型环保型可再生能源将越来越受到人们的关注。正是看到地热能的巨大前景，国土资源部也在积极推进地热能的开发利用，在“十二五”期间将启动地热资源调查与开发利用工程。
五、厂址选择：
5.1我国地热资源分布：
我国地热资源丰富。据初步估算，全国主要沉积盆地距地表2000米以内储藏的地热能，相当于2500亿吨标准煤的热量，而国土资源部经过反复计算和论证的数据显示，截至2002年年底，中国探明可直接利用的煤炭储量仅1886亿吨。
从全国地热(浅层地热能)开发利用现场经验交流会上获悉，目前，全国经正式勘查并经国土资源储量行政主管部门审批的地热田为103处，经初步评价的地热田214个。估算目前全国每年可开发利用地热水总量约68.45亿立方米，折合每年3284.8万吨标准煤的发热量。
我国是世界上利用地热资源较早的国家之一，上世纪90年代以来，在市场需求的推动下，地热资源开发利用得到了蓬勃的发展。截至2005年底，我国每年直接利用的地热资源量已达44570万立方米，居世界第一位。在全国地热水利用方式中，供热采暖占18.0%，医
疗洗浴与娱乐健身占65.2%，种植与养殖占9.1%；其它占7.7%。截至2006年底，北京市利用浅层地热能供暖供冷的建筑物已达800万平方米的建筑面积。但目前地热在能源结构中占的比例尚不足0.5%。
中国地热资源按其属性可分为三种类型：①高温（＞150℃）对流型地热资源，这类资源主要分布在西藏、腾冲现代火山区及台湾，前二者属地中海地热带中的东延部分，而台湾位居环太平洋地热带中。②中温（90～150℃）、低温（＜90℃）对流型地热资源，主要分布在沿海一带如广东、福建、海南等省区；③中低温传导型地热资源，这类资源分布在中新生代大中型沉积盆地如华北、松辽、四川、鄂尔多斯等。这类资源又往往跟油气或其他矿产资源如煤炭等处在同一盆地之中。上述三类地热资源分布在我国不同地区，并与该地区的地质-构造背景密切相关。
我国主要的地热资源分布情况及主要地热开发点分布情况如下图所示：
5.2厂址选择：
根据上面我国地热资源分布图所显示的信息来看，双循环式地热发电厂首先应该考虑选择地热资源分布相对较多的地方，即我国的西南部地区（包括西藏和云南等省市）、东南沿海地区（包括广东、福建以及海南省等）。然后还必须考虑地区的交通运输情况、辅助介质储备情况等，综上考虑，选址要求地热温度高,有冷水供给,交通方便,土地为荒地的地域作发电厂址。工作步骤：应先收集分析整理已有资料,选定工作地域要用热红外、放射性进行航空遥感；对选好的地段进行热流地面测试；再进行地热梯度钻探试验,选择地热梯度大的地域。因此可以考虑在广东省建厂，具体地址还需要实地考察才能确定。
六、参考文献：
【1】彭第、孙友宏、潘殿琦《地热发电技术及其应用前景》吉林大学2008.12；
【2】崔俊奎《分布式地热系统双循环发电效率分析与梯级供热试验研究》天津大学2009.7；
【3】朱家玲. 《地热能开发与应用技术》北京化学工业出版社, 2006.；
【4】吕太、高学伟,、李楠《地热发电技术及存在的技术难题》东北电力大学2009.01；【5】黄金、朱冬生、李元希《新型蒸汽-低沸点介质联合双循环余热发电装置》南华理工大学2009.04；
【6】赵异波、何湘宁《新能源发电技术的最新进展》浙江大学2002.02；
【7】廖志杰《中国低碳地热发电的回顾与展望》北京大学地球和空间科学学院2011.02；【8】中国能源网《地热能源的开发利用，惠及百姓》；
【9】田晓东、陈道隆《我国地热资源丰富，亟待开发》科学创新与品牌2011年第10期；
低温地热水O R C发电 一、地热资源丰富 地热能是指地球内部蕴藏的能量，一般集中分布在构造板块边缘一带，起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。 据估算，距地壳深度5km以内蕴藏的热量约为1.46×1026J。 若其中的1%可供开采，则该深度的地热能将提供 1.46×1024J的能量，而目前全世界的每年的能量消耗约为 4.18×1020J ，理论上来讲，这部分能量将可供人类使用3500年。 如果能经济的开发这部分资源做发电利用，部分替代以化石能源为燃料的发电方式，对于促进可再生能源开发利用，减小化石能源消耗和CO2、SO2、NOx等温室气体和环境污染物的排放，实现可持续发展，具有重要意义。全球地热资源中32%的地热温度高于130℃，而68%的地热温度低于130℃。 二、地热资源的划分 通常，地热资源可以按温度来划分，地热温度高于150℃为高温，地热温度低于90℃为低温，而地热温度处于90～150℃为中温。 三、地热发电的负荷率 地热能是绿色能源，也是可再生能源。世界上已有24个国家利用地热能发电，其中有5个国家的地热发电量占国家总发电量的15%～22%。从BP公司(世界最大的能源公司之一)的统计数字显示，截止2008年底，全球地热发电总装机容量已达到10469 MW。地热能是一种环境友好型能源，与化石燃料能源相比，在开发利用过程中几乎没有废气排放，且废水排入地下。在已知的新能源中，地热能发电不受季节影响，因此它是稳定、可靠的能源，可用于带基本负荷运行的电站。BP能源公司2009年世界能源统计： 地热发电的负荷率高达90%；
太阳能发电负荷率为20%； 风力发电负荷率为25%。 四、地热发电运行成本 美国能源部(DOE)在2009 年的地热能技术报告中指出，地热能发电的每MWh 发电成本(Levelized Energy Cost 或者LEC)为42-69 美元，其经济性优于风能发电、太阳能热发电、光伏太阳能发电等其他可再生能源发电利用方式。可见，地热能发电利用的潜力巨大，前景良好。 五、低温地热电站的投资 低温地热电站每千瓦的造价为3000 美元 （美国能源部(DOE)公布的数据，在北达科他州Bowman County 建立的低温地热电站（地热资源温度98°C），采用ORC系统。） 美国新建超临界燃煤电厂的每千瓦造价约19000 美元 常规水电每千瓦造价造价约17000美元 天然气联合循环发电每千瓦造价约7000美元 核电每千瓦造价约34000美元 （据美国加利福尼亚州能源委员会及公用事业管制委员会和投资银行Lazard 有限公司的有关报告） 显然，相对于已有的发电系统，低温地热ORC 发电系统具有竞争力，且可用于发电的地热资源经济性温度有进一步降低的潜力，开展该方向的开发研究将带来实际的经济效益。 O RC纯低温余热发电技术在我国地热发电方面已得到初步应用。西藏羊八井1000kW地热电站，辽宁营口熊岳试验电站的装机容量2×100kW等。但目前国内的采用的ORC地热热源基本都在100℃以上，而对于100℃以下，尤其是大容量的地热温度为70℃左右的热源则研究较少。 六、ORC 发电 ORC发电事实上是两个各自封闭的循环系统在工作：图1 1、做功（发电动力）系统
地热能的应用及发展前景 班级： 姓名： 学号：
地热能的应用及发展前景 摘要：自18世纪60年代英国工业革命开始，人类社会进入到一个崭新的时代，能源动力逐步代替了传统的手工劳动。随着社会的不断发展，各国对能源的需求量不断加大，这使得世界上储存的能源资源不断减少，人类或将面临能源短缺的问题，加之人们以前对能源的认知程度较低，浪费现象较严重，导致我们现在不得不寻找新型能源来代替传统的能源，如今我们正逐渐向以天然气为主的转变，同时风能、核能、光能、地热能、太阳能等可再生能源也正得到广泛的利用，这显然会成为今后替代能源的主流。 前言：地热能开发利用对环境的有害影响小。因此，地热能作为替代能源不论是用于发电还是直接热利用，都能大幅度减轻对环境的不利影响。我国地热能开发利用兴起干70年代初，目前我国新能源和可再生能源发展纲要中地热能也被列为主要任务，进一步扩大地热直接利用和发电利用。 （一）地热能简介 地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量，为人们提供所需的能源。 （二）地热能的分布 世界地热资源主要分布于以下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。 2、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
地热能及地热发电技术概述 摘要文章主要介绍了地热资源及其分类，地热发电的原理，并对发展地热发电中需要解决的关键问题进行了简要的分析，最后对我国地热发电的发展前景做了一下展望。 关键词地热资源；类别；发电原理；关键问题；发展前景 随着人类对资源的过度开采，煤，石油等化石能源在几十年或一百多年后将被消耗殆尽；另一方面，这些能源的燃烧所造成的环境污染也日益凸显，严重威胁着人类社会的可持续发展。因此，开发可再生新能源已成为当前社会不容忽视的必由之路。我国地处欧亚板块，有着丰富的地热资源，太平洋地热带和地中海——喜马拉雅地热带经过我国版图。因此，开发地热能对解决我国能源短缺有着重大意义，具有美好的发展前景。 1地热资源及其分类 地热资源是指在当前技术经济和地质环境条件下，能够从地壳中科学、合理的开发出来的岩石中的热能量和地热流体中的热能量及其伴生的有用组成。地热能是通过漫长的地质作用而形成的集热、矿、水为一体的矿产资源。地热资源按它在地下的储存形式可分为五大类：蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和岩浆型。 1）蒸汽型地热资源：指以温度较高的蒸汽为主的地下对流水热系统，这类地热资源由于需要特殊的地质条件才能形成，因此储量较少。一般蕴藏在1.5 km 左右的地表深度。 2）热水型地热资源：指地下以水为主的对流水热系统，是存在于地热区的水从周围储热岩体中获得能量形成的，包括喷出地面的热水和湿蒸汽。这类资源分布广泛，储量丰富，是当前重点研究对象。 3）地压型地热资源：蕴藏深度为2km~3 km，以高压水形式存在，溶解大量碳氢化合物，开发时可同时得到压力能，热能，化学能。 4）干热岩型地热资源：在地壳深处，岩石具有很高的温度，储存大量得热能，干热岩型地热资源主要指地表下10km左右深处的干燥无水的热岩石。这类资源十分丰富，是未来开发的重点。 5）岩浆型地热资源：指蕴藏在地层深处的呈完全熔融状态或半熔融状态的岩浆中所具有的巨大能量。 2地热发电的原理及技术
国内外地热发电技术发展现状及趋势 北极星火力发电网讯:地热资源是一种可再生的清洁能源，储量大、分布广，具有清洁环保、用途广泛、稳定性好、可循环利用等特点，与风能、太阳能等相比，不受季节、气候、昼夜变化等外界因素干扰，是一种现实并具有竞争力的新能源。 2017年2月，国家发展和改革委员会编制的《地热能开发利用“十三五”规划》已经正式印发。根据规划内容，“十三五”期间地热能开发将拉动总计2600亿元投资。在此过程中，将探索建立地热能开发的特许经营权招标制度和PPP模式，并且将放开城镇供热市场准入限制，引导地热能开发企业进入城镇供热市场。“十三五”期间，新增地热发电装机容量500兆瓦，到2020年，地热发电装机容量约530兆瓦。 在加快调整能源结构、强化雾霾治理、积极应对气候变化挑战的大格局中，基于地热资源的地位及其利用价值，相关产业将成为重要投资增长点。 全球地热资源分布情况 地球内部蕴藏着难以想象的巨大能量。根据估算，仅地壳最外层10公里范围内，就拥有1254亿焦热量，相当于全世界现产煤炭总发热量的2000倍。如果计算地热能的总量，则相当于煤炭总储量的1.7亿倍。有人估计，地热资源要比水力发电的潜力大100倍。可供利用的地热能即使按1%计算，仅地下3公里以内可开发的热能，就相当于2.9万亿吨煤的能量!
就全球来说，地热资源的分布是不平衡的。明显的地温梯度每公里深度大于30℃的地热异常区，主要分布在板块生长、开裂-大洋扩张脊和板块碰撞，衰亡-消减带部位。环球性的地热带主要有下列4个： (1)环太平洋地热带：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。 (2)地中海-喜马拉雅地热带：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。 (3)大西洋中脊地热带：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。 (4)红海-亚丁湾-东非裂谷地热带：包括吉布提、埃塞俄比亚、肯尼亚等国的地热田。
地热能（发电）研究现状与 发展趋势 学院： 班级： 学号： 姓名： 指导老师：
地热能（发电）研究现状与发展趋势 摘要 地热能是来自地球深处的可再生热能，它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地热能是一种环境友好型能源，与化石能源相比，几乎没有废气排放，并且是稳定，可靠的能源。地热发电是20世纪新兴的能源工业，至今已有100多年历史，现在世界很多国家都在用地热发电，它对建造环境友好型和资源节约型两型社会做了重大贡献，是新型能源研究的一个重要课题。地热电站的装机容量和经济性主要取决于地热资源的类型和品位。 关键词：地热能；地热资源；地热发电技术；发电厂
REREARCH STATUS AND DEVELOPMENT TREND OF GEOTHERMAL ENERGY ABSTRACT Geothermal energy is a renewable source of heat from the earth's interior, which originates from the melting of the earth's molten magma and the decay of radioactive material. Geothermal energy is an environmentally friendly energy, compared with fossil energy, almost no emissions, and is stable and reliable energy. Geothermal power generation is a new energy industry since the 20th century, has been 100 years of history, now many countries in the world are in the use of geothermal power, it for the construction of environment friendly and resource saving type society made a significant contribution to is an important subject in the research of new energy. The capacity and economy of the geothermal power station are mainly determined by the type and grade of the geothermal resources. Key words: Geothermal energy; geothermal resources; geothermal power generation technology; power plant
地热能发电 一、地热种类 开发的地热资源主要是蒸汽型和热水型两类，因此，地热发电也分为两大类。 地热蒸汽发电有一次蒸汽法和二次蒸汽法两种。 1、一次蒸汽法 一次蒸汽法直接利用地下的干饱和（或稍具过热度）蒸汽，或者利用从汽、水混合物中分离出来的蒸汽发电。 2、二次蒸汽法 二次蒸汽法有两种含义，一种是不直接利用比较脏的天然蒸汽（一次蒸汽），而是让它通过换热器汽化洁净水，再利用洁净蒸汽（二次蒸汽）发电。第二种含义是，将从第一次汽水分离出来的高温热水进行减压扩容生产二次蒸汽，压力仍高于当地大气压力，和一次蒸汽分别进入汽轮机发电。 二、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。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种形式。
1、双循环发电系统 也称有机工质朗肯循环系统。它以低沸点有机物为工质，使工质在流动系统中从地热流体中获得热量，并产生有机质蒸汽，进而推动汽轮机旋转，带动发电机发电。 2、全流发电系统 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，其后排放或收集到凝汽器中。这种形式可以充分利用地热流体的全部能量，但技术上有一定的难度，尚在攻关。 3、干热岩发电系统 干热岩发电系统是利用地下干热岩体发电的设想，由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。 三、利用现状 1970年，我国在广东丰顺县邓屋村建成国内第一座地热电站，成为世界上第七个通过地热发电的国家。此后，湖南、河北、山东等
摘要： 地热能的介绍，本质.储能.地热能发电的原理，并用于地热供暖.地热务农.地热行医。 相关字：机械能蒸汽地热水 地热能是来自地球深处的可再生性热能，它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。其储量比目前人们所利用能量的总量多很多，大部分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。它不但是无污染的清洁能源，而且如果热量提取速度不超过补充的速度，那么热能而且是可再生的。 离地球表面5000米深，15℃以上的岩石和液体的总含热量，据推算约为14.5×1025焦耳（J），约相当于4948万亿吨（t）标准煤的热量。地热来源主要是地球内部长寿命放射性同位素热核反应产生的热能。按照其储存形式，地热资源可分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和熔岩型5大类。 地热资源按温度的划分。中国一般把高于150℃的称为高温地热，主要用于发电。低于此温度的叫中低温地热，通常直接用于采暖、工农业加温、水产养殖及医疗和洗浴等。截止1990年底，世界地热资源开发利用于发电的总装机容量为588万千瓦，地热水的中低温直接利用约相当于1137万千瓦。
地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。目前开发的地热资源主要是蒸汽型和热水型两类，因此，地热发电也分为两大类。 地热蒸汽发电有一次蒸汽法和二次蒸汽法两种。一次蒸汽法直接利用地下的干饱和（或稍具过热度）蒸汽，或者利用从汽、水混合物中分离出来的蒸汽发电。二次蒸汽法有两种含义，一种是不直接利用比较脏的天然蒸汽（一次蒸汽），而是让它通过换热器汽化洁净水，再利用洁净蒸汽（二次蒸汽）发电。第二种含义是，将从第一次汽水分离出来的高温热水进行减压扩容生产二次蒸汽，压力仍高于当地大气压力，和一次蒸汽分别进入汽轮机发电。 地热水中的水，按常规发电方法是不能直接送入汽轮机去做功的，必须以蒸汽状态输入汽轮机做功。目前对温度低于100℃的非饱和态地下热水发电，有两种方法：一是减压扩容法。利用抽真空装置，使进入扩容器的地下热水减压汽化，产生低于当地大气压力的扩容蒸汽然后将汽和水分离、排水、输汽充入汽轮机做功，这种系统称“闪蒸系统”。低压蒸汽的比容很大，因而使气轮机的单机容量受到很大的限制。但运行过程中比较安全。另一种是利用低沸点物质，如氯乙烷、正丁烷、异丁烷和氟里昂等作为发电的中间工质，地下热水通过换热器加热，使低沸点物质迅速气化，利用所产生气体进入发电机做功，做功后的工质从汽轮机排入凝汽器，并在其中经冷却系统降温，又重新凝结成液态工质后再循环使用。这种方法称“中间工质法”，这种系统称“双流系统”或“双工质发电系统”。这
地热发电的原理技术 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。所不同的是，地热发电不象火力发电那样要备有庞大的锅炉，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地热能。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。 （1）蒸汽型地热发电 蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接引人汽轮发电机组发电，但在引人发电机组前应把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。这种发电方式最为简单，但干蒸汽地热资源十分有限，且多存于较深的地层，开采技术难度大，故发展受到限制（参考《资源》栏目有关文章）。主要有背压式和凝汽式两种发电系统。 （2）热水型地热发电 热水型地热发电是地热发电的主要方式。目前热水型地热电站有两种循环系统： a、闪蒸系统。当高压热水从热水井中抽至地面，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，当然最好是再回注人地层。 b、双循环系统。地热水首先流经热交换器，将地热能传给另一种低沸点的工作流体，使之沸腾而产生蒸汽。蒸汽进人汽轮机做功后进人凝汽器，再通过热交换器而完成发电循环。地热水则从热交换器回注人地层。这种系统特别适合于含盐量大、腐蚀性强和不凝结气体含量高的地热资源。发展双循环系统的关键技术是开发高效的热交换器。 地热发电的前景是取决于如何开发利用地热储量大的干热岩资源。图3是利用干热岩发电的示意图。其关键技术是能否将深井打人热岩层中。美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫科学试验室正在对这一系统进行远景试验。
国内外地热能开发及利用现状介绍 中国能源网研究中心王鸿雁张葵叶 地热资源是在当前技术经济条件和地质条件下，能够从地壳内科学、合理地开发出来的岩石热能量、地热流体热能量及其伴生的有用组分。地热资源既属于矿产资源，也是可再生能源。目前可利用的地热资源主要包括：天然出露的温泉、通过热泵技术开采利用的浅层地温能、通过人工钻井直接开采利用的地热流体以及干热岩体中的地热资源。在全球各国积极应对气候变化，努力减少温室气体排放的背景下，近年来，全球地热能开发及利用取得较快发展，也越来越引起我国政府及企业的重视。 一、全球地热资源分布及利用 （一）全球地热资源分布 全球地热储量十分巨大，理论上可供全人类使用上百亿年。据估计，即便只计算地球表层10km厚这样薄薄的一层，全球地热储量也有约1.45×1026J，相当于4.948×1015吨标准煤，是地球全部煤炭、石油、天然气资源量的几百倍。[1]世界上已知的地热资源比较集中地分布在三个主要地带：一是环太平洋沿岸的地热带；二是从大西洋中脊向东横跨地中海、中东到我国滇、藏地热带；三是非洲大裂谷和红海大裂谷的地热带。这些地带都是地壳活动的异常区，多火山、地震，为高温地热资源比较集中的地区。[2]图1所示为全球地热资源集中分布带：
图1 全球地热资源集中分布带 来源：鹿清华, 张晓熙, 何祚云. 国内外地热发展现状及趋势分析[J]. 石油石化节能与减 排, 2012, 2(1): 39-42 （二）全球地热资源利用 地热资源按赋存形式可分热水型、地压地热能、干热岩地热能和岩浆热能四种类型；根据地热水的温度，又可分为高温型(>l50℃)、中温型(90～150℃)和低温型(<90℃)三大类。地热能的开发利用可分为发电和非发电两个方面，高温地热资源主要用于地热发电，中、低温地热资源主要是直接利用，多用于采暖、干燥、工业、农林牧副渔业、医疗、旅游及人民的日常生活等方面。此外，对于25℃以下的浅层地温，可利用地源热泵进行供暖、制冷。 根据2010世界地热大会的最新数据，2010年，全球有24个国家开发了地热发电项目，总装机容量10715MWe，年发电利用总量为67246GWh，平均利用系数为0.72；有78个国家开展了地热直接利用活动，总设备容量为50583MWt，年利用热能121696GWh，平均利用系数0.27。 表1 地热发电排名前10的国家 国家装机容量 （MWe）运行能量 (MWe) 总生产能量 (GWh/y) 运行率 (%) 运行机组 (套) 美国3093 2024 16603 0.94 209 菲律宾1904 1774 10311 0.66 56 印尼1197 1197 9600 0.92 22 墨西哥958 958 7047 0.84 37 意大利843 843 5520 0.75 33 新西兰628 628 4055 0.74 43 冰岛575 575 4597 0.91 25 日本536 422 3064 0.83 20 萨尔瓦多204 192 1422 0.85 7 肯尼亚167 167 1131 0.78 6 表2 地热直接利用排名前10的国家国家总生产能量GWh/y 主要利用方式 中国20932 直接供热、地源热泵、洗浴 美国15710 地源热泵 瑞典12585 地源热泵 土耳其10247 直接供热 日本7139 洗浴 挪威7001 地源热泵
地热能及其直接利用和发电技术结题
1绪论 (2) 2 地热能的直接利用技术 (7) 2.1地源热泵技术 (7) 2.2地热务农技术 (9) 2.3地热医疗技术 (10) 3 地热发电技术 (10) 3.1地热发电原理与技术 (10) 3.1.1地热蒸汽发电 (10) 3.1.2地下热水发电 (11) 3.1.3联合循环发电 (12) 3.1.4利用地下热岩石发电 (12) 3.2地热发电循环系统 (13) 3.2.1单机扩容系统 (13) 3.2.2两级扩容系统 (14) 3.2.3双循环系统 (15) 3.3地热发电的技术关键 (15) 3.3.1地热田的回灌 (15) 3.3.2地热田的腐蚀 (16) 3.3.3地热田的结垢 (16) 4 地热能开发产生的问题 (18) 4.1利用率低 (18) 4.2过量开采导致地面下降 (18) 4.3环境污染 (18) 参考文献 (19)
地热能及其直接利用和发电技术 摘要：地热资源有节能减排、高效利用和价廉量稳的三大优势，20世纪70年代以来，国内外都在大规模地利用地热资源来发电、供暖。本文基于对国内外地热能及其应用技术的调研，总结了地热能的直接利用技术和地热能发电技术的发展和亟待解决的技术问题，以及地热能应用带来的影响。重点讨论了地热发电技术的原理和应用。 关键词：地热资源；开发；现状；发电技术；前景 1绪论 地热能〔Geothermal Energy〕是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地热能是蕴藏于地球深处的热能。按照现有开发技术的可能性，地热能资源的范围一般指在地壳表层以下5000米以内岩石和地热流体所含的热量。 地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。地热能是可再生资源。 地球内部蕴藏着的热能称为地热能，来自(1)高温岩浆，(2)岩石中放射性元素衰变；在地球上所有的能源中，地热能仅次于太阳辐射能，排在第二位（火山爆发、地震和其他地壳变动）； 世界地热资源主要分布于以下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。（2）地中海、喜马拉雅地热带。欧亚板块与非洲、印度板块的
新能源之地热能发电
目录 一、项目基本信息 (2) 1.1项目背景........................................................................................ 错误！未定义书签。 1.11地热能源利用背景 (3) 1.12地热能发电技术背景 (3) 1.13国家政策支持背景................................................................. 错误！未定义书签。 1.2地热发电原理 (4) 1.3地热能发电可行性分析 (4) 二、项目概况........................................................................................ 错误！未定义书签。 2.1地热能发电方案对比 (5) 2.2方案分析........................................................................................ 错误！未定义书签。 2.3 方案选择 ....................................................................................... 错误！未定义书签。 2.4 地热能生产工艺 (8) 2.41工作原理................................................................................. 错误！未定义书签。 2.42双循环式发电特点 (9) 2.43双循环式发电装置................................................................. 错误！未定义书签。 2.44工况变化对双循环式发电的影响......................................... 错误！未定义书签。 三、问题与建议...................................................................................... 错误！未定义书签。 3.1地热能发电技术约束 .................................................................. 错误！未定义书签。 3.2环保问题...................................................................................... 错误！未定义书签。 3.3能源利用率问题.......................................................................... 错误！未定义书签。 四、市场发展前景及相关政策............................................................ 错误！未定义书签。 4.1 市场发展前景 ............................................................................. 错误！未定义书签。 4.2相关政策 ...................................................................................... 错误！未定义书签。 五、厂址选择........................................................................................ 错误！未定义书签。 5.1我国地热资源分布 ...................................................................... 错误！未定义书签。 5.2厂址选择 ...................................................................................... 错误！未定义书签。 六、参考文献.......................................................................................... 错误！未定义书签。
地热能的利用及发展 一、地热能概述 地热能〔Geothermal Energy〕是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7 000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1 200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。地热能是可再生资源。地球内部实际上是个大火球，但是我们生活在这个火球上却并不觉得灼热难忍，这得归功于组成地壳的岩石，它们是良好的热绝缘体，既有效地防止了地球内部的热量向太空散失，又很好的保护了我们免被地下高温烫伤。假定地球的平均温度是2000℃，地球的质量约为6×1024kg，地球内部的比热容为 1.05kJ/（kg·℃），那么整个地球内部的热含量大约是1.25×1031J。即便是在地球表面10km厚的薄薄一层里，所储存的热量就有1×1025J。地壳中的热主要靠导热传输，但地壳岩石的平均热流密度低，只有由于某种集热作用才能开发利用。大大盆地中深埋的含水层可大量集热，每当钻探到这种含水层时，就会流出大量高温热水，这是天然集热的常见形式：岩浆侵入地壳浅处，是地壳内最强的导热形式，侵入的岩浆体形成局部高强度热源，也成为地热能开发的有利条件。在地壳中，地热的分布可分为三个带，即可变温度带、常温带和增温带。可变温度带厚度一般为15～20m，它由于受到太阳辐射的影响，故温度有周期性变化的特点；常温带深度一般为20～30m，其温度变化幅度几乎等于零；增温带在常温带以下，温度随深度的增加而升高，其热量的主要来源是地球内部的热能。这种温度的变化称为地热增温率。各地的地热增温率差别很大，平均来说地热增温率为每加深100m，温度升高8℃，到达一定温度后，地热增温率由上而下逐渐减小。按照地热增温率的差别，把陆地上不同的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。按照地热资源的温度不同，通常把热储温度大于150℃的称为高温地热资源，小于90℃的称为低温地热资源。由于地热利用的范围越来越广，地热资源的温度分级也将随着利用价值而会有所改变。 二、世界各国地热能的利用 地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类，而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下： （1）200一400℃，直接发电及综合利用。 （2）150一200℃，双工质循环发电、制冷、干燥、工业热加工。
地热能及其直接利用和发电技术 目录 摘要： (2) 1 国内外地热能利用现状 (2) 2地热能的直接利用技术 (7) 2.1 地源热泵技术 (7) 2.2 地热务农技术 (10) 2.3 地热医疗技术 (10) 3地热发电技术 (11) 3.1 地热发电原理与技术 (11) 3.1.1地热蒸汽发电 (11) 3.1.2 地下热水发电 (12) 3.1.3 联合循环发电 (12) 3.1.4利用地下热岩石发电 (13) 3.2 地热发电循环系统 (14) 3.2.1 单机扩容系统 (14) 3.2.2 两级扩容系统 (15) 3.2.3 双循环系统 (16) 3.3 地热发电的技术关键 (16) 3.3.1 地热田的回灌 (17) 3.3.2 地热田的腐蚀 (18) 3.3.3 地热田的结垢 (18) 4 地热能开发产生的问题 (19) 4.1 利用率低 (19) 4.2 过量开采导致地面下降 (19) 4.3 环境污染 (19) 参考文献 (20)
摘要： 本文基于对国内外地热能及其应用技术的调研，总结了地热能的直接利用技术和地热能发电技术的发展和亟待解决的技术问题，以及地热能应用带来的影响。重点讨论了地热发电技术的原理和应用。 1 国内外地热能利用现状 地热能〔Geothermal Energy〕是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地热能是蕴藏于地球深处的热能。按照现有开发技术的可能性，地热能资源的范围一般指在地壳表层以下5000米以内岩石和地热流体所含的热量。 地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。地热能是可再生资源。 地球内部蕴藏着的热能称为地热能，来自(1)高温岩浆，(2)岩石中放射性元素衰变；在地球上所有的能源中，地热能仅次于太阳辐射能，排在第二位（火山爆发、地震和其他地壳变动）； 世界地热资源主要分布于以下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。（2）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。（3）大西洋中脊地热带。大西洋板块的开裂部位，包括冰岛和亚速尔群岛的一些地热田。（4）红海、亚丁湾、东非大裂谷地热带。包括肯尼亚、乌干达、扎伊尔、埃塞俄比亚、吉布提等国的地热田。（5）其他地热区。除板块边界
当今地热能发电技术 一：综述 地热发电是把地下热能转变为机械能，然后再把机械能转变为电能的生产过程。 1904年意大利试验地热发电成功。地热发电的相关技术已经基本成熟，进入了商业化应用阶段。美国拥有世界上最大的盖塞斯地热发电站，装机容量达2080MW。菲律宾的地热发电装机容量也高达1050MW，占该国电力装机总容量的15%。目前全世界地热发电站约有300座，总装机容量接近10000MW，分布在20多个国家，其中美国占40%。 我国地热发电站总装机容量30MW左右，其中西藏羊八井（1万KW）、那曲、郎久三个地热电站规模较大。 二：地热发电介绍： 地球内部蕴藏着巨大的热能。从地表向下深入到地球内部，温度逐渐上升，平均温升为20-30摄氏度/千米，地球中心的温度约为6000摄氏度。地热资源按照它在地下储存形式可以分为四大类：水热资源、地压资源、干热资源、熔岩资源。通常所说的地热能是指离地表面10千米以内的热能。 地热发电是把地下热能转变为机械能，然后再把机械能转变为电能的生产过程。能够把地下热能带到地面并用于发电的载热介质主要是天然蒸汽（干蒸汽和湿蒸汽）和地下热
水。 由于热水和蒸汽的温度、压力以及它们的水、汽品质的不同，地热发电的方式也不同。常用的地热发电方式有以下几种： （1）直接蒸汽法。从地热井取出的高温蒸汽，首先经过净化分离器，脱除井下带来的各种杂质，清洁的蒸汽推动汽轮机作功，并使发电机发电。所用发电设备基本上同常规火电设备一样。 （2）扩容发电方式。即地热水经井口引出至热水箱部分扩容后进入厂房扩容器，扩容后的二次蒸汽进入汽机作功发电。这种一次扩容系统，热利用率仅为3%左右。将一级扩容器出口蒸汽引入汽机前几级作功，一级扩容器后的地热水进人二极扩容器，经二级扩容后进入汽轮机中间级作功，这就是两次扩容地热发电，其热利用率可达6%左右。西藏羊八井地热发电站属此种发电方式的机组，单机容量为3000千瓦。 （3）双工质循环地热发电方式。当地热参数较高，温度在150℃以上时，采用扩容发电很合适。但参数较低时扩容发电就很困难，这种情况适宜采用双工质发电方式。即用参数较低的地热水去加热低沸点的工质（如异丁烷、氟里昂等），再用低沸点工质的蒸汽去冲动汽轮机。这种方式理论上效率较高，但技术难度大。目前国内进口的两台1000千
网络教育学院《新能源发电》课程设计 题目：地热能的利用 学习中心：重庆万州奥鹏学习中心 层次：专升本 专业：电气工程及其自动化 年级：2012秋季 学号： 学生： 辅导教师：康永红 完成日期：2014年9月28日
地热点能利用的现状 地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类，而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下： (1)200一400℃，直接发电及综合利用。 (2)150一200℃，双工质循环发电、制冷、干燥、工业热加工。 (3)100一150℃，双工质循环发电、供暖、制冷、干燥、脱水加工 (4)50一100℃，供暖、温室、家庭用热水、干燥。 (5)20一50℃，休浴、水产养殖、饲养牲畜、土壤加温、脱水加工。 为了提高地热利用率，常采用梯级开发和综合利用的办法，如热电联产、热电冷三联产、先供暖后养殖等。 近年来，国外十分重视地热能的直接利用。因为进行地热发电，热效率低，温度要求高所谓热效率低，是指地热发电的效率一般只有6.4％一18.6％。所谓温度要求高，是指利用地热能发电，对地下热水或蒸汽的温度要求一班在150℃以上；否则，将严重地影响其经济性。而地热能的直接利用，不但能量的损耗要小得多，并且对地下热水的温度要求也低得多，15—180℃的温度范围均可利用。在全部地热资源中，这类个、低温地热资源是十分丰富的，远比高温地热资源大得多。但是，地热能朗直接利用也有其局限性，由于受载热介质——热水输送距离的制约。 目前地热能的直接利用发展十分迅速，已广泛地应用于丁业加工、民用采暖和空调、洗浴、医疗、农业温室、农田港溉、土壤加温、水产养殖、畜禽饲养等各个方面，收到了良好的经济效益，节约了能源。地热能的直接利用，技术要求较低，所需设备也较为简易。在直接利用地热的系统中，尽管有时因地热流中的盐和泥沙的含量很低而可以对地热加以宣接利用，但通常都是用泵将地热流抽上来，通过热交换器变成高温气体和高温液体后再使用。 地热能直接利用中所用的热源温度大部分在40℃以上。如果利用热泵技术，温度20℃或低于20℃的热液源也可以被当作一种热源来使用。热泵的工作原理与家用电冰箱相同，只不过电冰箱实际上是单向输热，而地热热泵则可双向输热。冬季，它从地球提取热量，然后提供给住宅或大楼(供热模式)；夏季，它从住宅或大楼提取热量，然后又提供给地球苫存起来(空调模式)。不管是哪一种循环方
一、什么叫地热发电技术 (1) 二、地热发电技术中相关技术研究及现状 (2) 1、地热发电技术及中国地热发电现状简介 (2) 2、地热能利用中的防腐防垢研究 (5) 3、西门子推出新型地热发电用蒸汽轮机 (6) 4、欧盟地热能源技术的研发及应用 (7) 三、地热发电技术相关应用及新闻 (7) 1、全国首个“十二五”地热专项规划获批 (7) 2、山西省将在太原朔州等市建深层地热发电项目 (9) 3、共和打造地热产业链 (9) 4、肯尼亚开工建设非洲最大地热发电站 (9) 5、世界首座太阳能地热混合发电厂美国诞生 (10) 6、美国伯克利国家实验室开发CCS地热发电技术 (11) 7、美国能源部批准9680万美元地热发电项目贷款 (11) 8、日本：福岛将在土汤温泉利用地热发电 (12) 9、日本将建设国内最大地热发电站 (12) 低碳世界网（https://www.doczj.com/doc/7c10796994.html,）由IDG中国和科技部中信所联合主办，是中国首家大型低碳技术应
一、什么叫地热发电技术 地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。目前开发的地热资源主要是蒸汽型和热水型两类，因此，地热发电也分为两大类。 地热蒸汽发电有一次蒸汽法和二次蒸汽法两种。一次蒸汽法直接利用地下的干饱和（或稍具过热度）蒸汽，或者利用从汽、水混合物中分离出来的蒸汽发电。二 次蒸汽法有两种含义，一种是不直接利用比较脏的天然蒸汽（一次蒸汽），而是让它通过换热器汽化洁净水，再利用洁净蒸汽（二次蒸汽）发电。第二种含义是，将 从第一次汽水分离出来的高温热水进行减压扩容生产二次蒸汽，压力仍高于当地大气压力，和一次蒸汽分别进入汽轮机发电。 地热水中的水，按常规发电方法是不能直接送入汽轮机去做功的，必须以蒸汽状态输入汽轮机做功。目前对温度低于100℃的非饱和态地下热水发电，有两种 方法：一是减压扩容法。利用抽真空装置，使进入扩容器的地下热水减压汽化，产生低于当地大气压力的扩容蒸汽然后将汽和水分离、排水、输汽充入汽轮机做功， 这种系统称“闪蒸系统”。低压蒸汽的比容很大，因而使气轮机的单机容量受到很大的限制。但运行过程中比较安全。另一种是利用低沸点物质，如氯乙烷、正丁 烷、异丁烷和氟里昂等作为发电的中间工质，地下热水通过换热器加热，使低沸点物质迅速气化，利用所产生气体进入发电机做功，做功后的工质从汽轮机排入凝汽 器，并在其中经冷却系统降温，又重新凝结成液态工质后再循环使用。这种方法称“中间工质法”，这种系统称“双流系统”或“双工质发电系统”。这种发电方式 安全性较差，如果发电系统的封闭稍有泄漏，工质逸出后很容易发生事故。 20世纪90年代中期，以色列奥玛特（Ormat）公司把上述地热蒸汽发电和地热水发电两种系统合二为一，设计出一个新的被命名为联合循环地热发电系统，该机组已经在世界一些国家安装运行，效果很好。 联合循环地热发电系统的最大优点是，可以适用于大于150℃的高温地热流体（包括热卤水）发电，经过一次发电后的流体，在并不低于120℃的工况下， 再进入双工质发电系统，进行二次做功，这就是充分利用了地热流体的热能，既提高发电的效率，又能将以往经过一次发电后的排放尾水进行再利用，大大地节约了 资源。 地热技术：高温地热资源的最佳利用方式是地热发电。200~400℃的地热可以直接用来发电。 蒸汽型地热发电 是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电但在引入发电机组前应把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。这种发电方式最为简单，但干蒸汽地热资源十分有限，且多存在于较深的地层中，开采难度大，故其发展受到了限制。主要有背压式和凝气式两种发电系统。 热水型地热发电 1）闪蒸系统 当高压热水从热水井中抽至地面，由于压力降低部分热水沸腾并“闪蒸”成蒸气，蒸气送至汽轮机做功；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。 2）双循环系统 地热水首先流经热交换器，将地热能传给另一种低沸点的工作流体，使之沸腾而产生蒸气。蒸气进入汽轮机做功后进入凝汽器，再通过热交换器从而完成发电循 环，地热水则从热交换器回流注入地下。这种系统特别适合于含盐量大、腐蚀性强和不凝结气体含量高的地热资源。发展双循环系统的关键技术是开发高效的热交换器。 低碳世界网（https://www.doczj.com/doc/7c10796994.html,）由IDG中国和科技部中信所联合主办，是中国首家大型低碳技术应