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地热能发电技术的简介、原理及未来发展

2018-12-11 18:05admin中国电力时空网

1、简介

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。据估计,距地壳深度3 km以内蕴藏的热量约为4. 3 *10(19)MJ。全球地热资源估计为6 *10(6)MW,其中32%的地热温度高于130 e ,而68%的地热温度低于130 e [2]。通常,地热资源可以按温度来划分,地热温度高于150 e为高温,地热温度低于90e为低温,而地热温度处于90~150 e为中温。

2、基本原理

目前,绝大多数的地热发电项目是通过钻井抽取地下的地热流体作为高温热源进行发电,经过发电后的地热流体再灌回地下。一般,从井口流出的地热流体存在3种状态:干蒸汽、以蒸汽为主或者以水为主的汽水混合物以及热水。根据地热流体的性质,有4种热力系统可供选择:干蒸汽热力系统、一次闪蒸蒸汽热力系统、二次闪蒸蒸汽热力系统和双工质热力系统。

3、现状及发展趋势

目前,能够较大规模进行地热能发电的国家,主要都是利用与火山有关的地热资源。除了美国、意大利以及新西兰等发达国家一直以开发地热能进行发电外,许多拥有丰富高温地热资源的发展中国家也非常重视地热能发电。美国是世界上地热发电规模最大的国家,总装机容量达到2 687 MW。美国最大的地热电站是Geyser s电站,利用干蒸汽发电,现有装机容量1 421 MW。2008年8月,美国地热协会声称美国地热发电将新增装机容量4 000 MW。

由于中国地热资源大多以低温为主,仅在西藏、云南和台湾存在中、高温地热资源。上世纪70年代,为解决西藏缺电问题,国家投资开发浅层中、低温地热资源,相继建成羊八井、郎久和那曲3座地热电站,总装机容量为28.18 MW。西藏羊八井地热电站建有7台3 MW二级扩容循环机组, 1台3.18 MW进口机组和1台1 MW单级扩容循环机组。郎久地热电站和那曲地热电站已关闭。随着国家在西藏地热资源方面的投资减少,目前尚未有新的地热电站兴建。在上世纪90年代,开展了回灌工程,有效地稳定了地热发电量。羊八井地热电站为当地经济发展做出了巨大贡献。在2008年,西藏羊八井地热电站利用1口高温地热井进行了增容发电。我国台湾省建有2座地热试验电站,目前也已关闭。云南腾冲的热海地热田温度高达260 e以上,但至今尚未开发利用。

积极发展地热能发电的工程技术有利于电站工程项目的多元化,有助于带动我国绿色能源的工程技术、设备和产品出口,完全符合低碳经济发展的趋势,是发展国内地热能发电及将来走出去投资海外地热能源市场的有力保证。