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地 热 能,今日主题：,主要内容,地热能基本知识地热资源及分布地热能的利用,第一部分 地热能基本知识,什么叫地热能?地热有多大?地球的构造是怎样的?地热温度有多高?地热从何而来?,1、什么叫地热能?地热有多大？,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1.26X1027焦尔，相当于4.6X1016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。,2、地球的内部构造是怎样的？,根据现在的认识，地球的构成是这样的：地球是一个巨大的实心椭球体，表面积约为5.1108km2，体积约为1.081012km3，赤道半径为6378km，极半径为6357km。,地球的构造好象是一只半熟的鸡蛋，主要分为3层：地壳、地幔、地核,地壳:地球的最外面一层，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1070km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幔的厚度约为2900km,它由铁、硅镁等物质组成，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20005000 之间，外核深29005100km，内核深5100kM以下至地心，一般认为是由铁、镍等重金属组成的。,地球内部推测温度分布曲线,3、地热从何而来?,地热的主要来源：地球的熔融岩浆和放射性元素衰变产生的热量。放射性元素有：铀238、铀235、钍232和钾40等，这些放射性元素的衰变是原子核能的释放过程。放射性物质的原子核，无需外力的作用，就能自发地放出电子、氦核和光子等高速粒子并形成射线。在地球内部，这些粒子和射线的动能和辐射能，在同地球物质的碰撞过程中便转变成了热能。,第二部分 地热资源及分布,地热资源有哪些形式?各种地热资源的开发利用现状?世界地热资源分布?中国地热资源分布？,1、地热资源有哪些形式？,根据地热资源在地下存在的不同形式，分为：蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型资源和岩浆型资源等几类。,地热资源是指：在当前的技术和地质条件下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热能量和热流体中的热能量等。目前地热资源勘探的深度可达地表以下5000m，其中2000m以下为经济型地热资源，20005000m为亚经济型地热资源。,干热岩和地压两大类资源尚处于试验阶段，开发利用很少。不过，仅仅是蒸汽型资源和热水型资源所包括的热能，其储量也是极为可观的。仅按目前可供开采的地下3km范围内的地热资源来计算，就相当于2.91012 t煤炭燃烧所发出的热量。,目前能为人类开发利用的主要是地热蒸汽和地热水两大类资源，人类对这两类资源已有较多的应用；,2、各种地热资源的开发利用现状,3、世界地热资源分布,根据板块学说，在各大板块的交接处形成了有丰富地热资源的地热带。从世界范围来说，主要有如下4个地热带：1环太平洋地热带2地中海一喜马拉雅地热带3大西洋中脊地热带4红海亚丁湾东非裂谷地热带,4、中国地热资源,中国地热资源丰富，分布广泛。,按地热资源成因，中国地热资源分为以下几类：(1)现代火火山型：在台湾和云南(2)岩浆型：在西藏(3)断裂型：如辽宁、山东、山西、陕西以及福建、广东等地。(4)断陷、凹陷盆地型：如华北盆地、松辽盆地、江汉盆地等。,第三部分 地热能的利用,地热发电地热直接利用,地热资源温度分级,国际上的一般划分方法为：150以上为高温；90150 为中温；如90 以下为低温。中国地热勘查国家标准(GBll6151989)规定，地热资源按温度分为高温、中温、低温3级。,对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下：1、200400直接发电及综合利用；2、150200双循环发电，制冷，工业干燥，工业热加工；3、100150双循环发电，供暖，制冷，工业干燥，脱水加工，回收盐类，罐头食品；4、50100供暖，温室，家庭用热水，工业干燥；5、2050沐浴，水产养殖，饲养牲畜，土壤加温，脱水加工。,1、地热发电,地热发电的基本原理与火力发电类似，也是根据能量转换原理，首先把地热能转换为机械能，再把机械能转换为电能。,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 它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，且多存于较深的地层，开采技术难度大，故发展受到限制。主要有背压式和凝汽式两种发电系统。,背压式汽轮机地热蒸汽发电系统,凝气式汽轮机地热蒸汽发电系统,（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，由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，当然最好是再回注入地层。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。蒸汽进入汽轮机做功后进入凝汽器，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入地层。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。,地热扩容闪蒸发电系统,地热双工质循环发电系统,1904年，意大利建立世界上第一座地热发电站，功率为550瓦，开地热能利用之先河。,地热能发电厂,我国用于发电的地热资源主要集中在西藏、云南的横断山脉一线，全国地热发电装机容量88%集中在西藏，第一座地热电站羊八井电站。,建设地热发电厂时,必须考虑三项主要的环保问题,1.要维护发电厂附近的自然景观2.要注意是否会从地下喷出有毒气体硫化氢(H2S)及砷气(As)3.要避免伴随着蒸气一起喷出的热水(80)流入河内影响水中生物,地热发电的优缺点,优点1地热的蕴藏量很丰富。2单位成本比开探石化燃料或核能低。3建造地热厂时间短且容易。缺点1热效率低，有30%的地热能用来推动涡轮发电机。2所流出的热水含有很高的矿物质。3一些有毒气体会随着热气，而喷入空气中，造成空气污染。,2、地热直接利用,地热能直接利用于烹饪、沐浴及暖房，已有悠久的历史。至今，天然温泉与人工开采的地下热水仍被人类广泛使用。据联合国统计，世界地热水的直接利用远远超过地热发电。中国的地热水直接利用居世界首位，其次是日本。地热水的直接用途非常广泛，主要有采暖空调、工业烘干、农业温室、水产养殖、旅游温泉、疗养保健等。,冰岛早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一个地热供热系统，现今这一供热系统已发展得非常完善，每小时可从地下抽取7740t80的热水，供全市11万居民使用。由于没有高耸的烟囱，冰岛首都已被誉为“世界上最清洁无烟的城市”。,将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。我国利用地热供暖和供热水发展也非常迅速，在京津地区已成为地热利用中最普遍的方式。,地热供暖,地热在农业中的应用范围十分广阔。如利用温度适宜的地热水灌溉农田，可使农作物早熟增产；利用地热水养鱼，在28水温下可加速鱼的育肥，提高鱼的出产率；利用地热建造温室，育秧、种菜和养花；利用地热给沼气池加温，提高沼气的产量 等。,地热务农,地热养殖,地热在医疗领域的应用有诱人的前景，目前热矿水就被视为一种宝贵的资源，世界各国都很珍惜。由于地热水从很深的地下提取到地面，除温度较高外，常含有一些特殊的化学元素，从而使它具有一定的医疗效果。,地热行医,结论,在石油危机日益严重的今天,地热的确是一项未來非常看好的天然資源,如果我们有能更有效的、更积极的从事这方面的研究,相信对疏解我们的能源需求方面,必定会有很大的帮助。,