【地热发电技术讲解】地热发电原理和技术.ppt

第五章 地热发电技术(二) CQSONG 5-3 地热发电原理和技术 地热能的利用可分为直接利用和地热发电两大方面. 一、地热发电原理及分类(示意图2) 原理:地热发电是利用地厂热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术，它涉及地质学、地球物理、地球化学、钻探技术、材料科学和发电工程等多种现代科学技术。示意图1 分类:按照载热体类型、温度、压力和其他特性的不同，可把地热发电的方式划分为地热蒸汽发电和地下热水发电两大类.（外景图） 示意图3 1、地热蒸汽发电 1．地热蒸汽发电 (1)背压式汽轮机发电系统。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(如图) 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. 1、地热蒸汽发电 (2)凝汽式汽轮机发电系统 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(如图)。 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。 2．地下热水发电 两种方式：闪蒸地热发电系统；双循环地热发电系统 （1）闪蒸地热发电系统：直接利用地下热水所产生的蒸汽进入汽轮机工作。也叫做减压扩容法地热发电系统。 类型：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)；（图） 2）两级闪蒸地热发电系统； （图） 3）全流法地热发电系统； （图） 2．地下热水发电 （2）双循环地热发电系统：利用地下热水来加热某种低沸点工质，使其产生蒸汽进入汽轮机工作。 （图） 双循环地热发电也叫做低沸点工质地热发电或中间介质法地热发电，又叫做热交换法地热发电。 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。 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。 双循环地热发电系统的分类 单级双循环地热发电系统(如图)； 两级双循环地热发电系统(如图)； 闪蒸与双循环两级串联发电系统(如图)。 经济性是考察地热发电站设计和建设的最重要的综合性指标。 衡量地热发电站经济性的指标，主要有两个： 1）一个是发电量(kWh／t热水)，它表示地热发电站发电效率的高低； 2）一个是地热发电站的投资费用(元/kw)，它表示电站建设费用的大小。 二、地热发电资源勘探与开采 1．地热勘探 （1）勘探内容主要有： 载热流体的类型，如蒸汽、热水或汽水混合物等； 地热田的热力参数，包括地热田的热储量、地热水和冷水的稳定流量、温度及其昼夜、季节、年度变化数据等； 地热水输出计算参数，包括钻井井口的静水压力(水头高度)、动水压力、密封压力等； 地热发电防腐蚀有关数据．如地热水的化学成分等； 地热发电工程施工的有关数据，如地热水开采区的工程地质条件(包括工程基础砌置深度内土层岩性、厚度、土壤的物理和力学性质)反地下水的水温、水位、水量等。 1．地热勘探 （2）地热资源的普查勘探方法 地球物理方法：地球物理方法包括地表温度测量、热流测量以及电法、重力、磁力和地震勘探等方法。 地球化学方法：它主要是分析热泉或沸泉的化学成分，为确定是否勘探提供指导。从勘探到地热田开发，化学勘探都是了解地热田的重要方法。 2．地热开采 概念：地热资源经查明后，为确定地热田的开发方案、必须进行钻探。通过钻探打成地热井，取出地热，就叫做地热开采。地热并的结构包括钻孔直径和套管两大方面。 (1)自流井。图 (2)非自流并。 (3)中、高温地热井。图 三、地热发电系统设计与建设 地热发电系统的设计与建设，涉及到地热资源的勘探与开采、冷却水源的选择、地热流体的输送以及地热发电没备的选型与安装及调试等一整套综合工程技术。 1、地热发电设备 汽轮发电机