新能源地热能课件.ppt

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1、,地 热 能,马千 夏霁 李创 宋红俊 胡轼禹,组员,目录,地热能资源地热能的利用地热能的开发,地热能,热能(thermal energy)又称热量、能量等，它是生命的能源。人的每天劳务活动、体育运动、上课学习和从事其他一切活动，以及人体维持正常体温、各种生理活动都要消耗能量。就像蒸汽机需要烧煤、内燃机需要用汽油、电动机需要用电一样。简单地说，就是来自地下的热能，即地球内部蕴藏的热能。是指封闭在地球中距地表足够近的距离内，并可被经济开采的天然热能。国际上一般指地壳浅部5km以内的热能。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。,地球是一个大热库，地热能蕴量巨大，

2、从地球内部传到地面的总资源大约为14.5X1025J，相当于5000万亿吨标准煤燃烧释放的热量，地热能是煤热能的1.7亿倍。按世界年耗100亿吨标准煤计算，可满足人类几十万年能源之需要。地热能是存在于地球内部的热量，一方面来源于地球深处的高温熔融体；另一方面来源于放射性元素的衰变。,按属性分为水热型 地球浅处（地下400-500m）热水或水热蒸汽 已达商业开发利用阶段地压地热能干热岩地热能岩浆热能,水热型地热能高温（7001200）主要用于发电中低温（中温：90150；低温：90）主要用于地热能直接利用,地热能分布,环球性的地热带主要有环太平洋地热带、地中海喜马拉雅地热带、大西洋中脊地热带和红

3、海亚丁湾东非裂谷地热带等四个能用于发电的高温地热资源主要分布在西藏、滇西和台湾地区，其他省区均为中低温地热资源。全国盆地型中低温地热能，相当于2500亿t标准煤的热量。主要分布在松辽盆地、华北盆地、江汉盆地、渭河盆地、太原盆地、临汾盆地、运城盆地等众多的山间盆地以及东南沿海的福建、广东、赣南、湘南等地。,我国地热能分布,地热能资源,地热能的形成：地热起源于地球的熔融岩浆加热作用和放射性物质的衰变在地球内部，放射线物质进行热核反应，产生非常高的高温。火山爆发，喷泉和温泉是地热的传播方式熔岩体加热形成地热能主要形式为地热蒸气和地下热水,在地核部分6400米处温度可以达到华氏9000度，地球核部的热

4、量不断向外释放，使得地幔部分的岩石融化形成岩浆，由于岩浆密度较轻，它就着热量开始缓慢地向地壳上浮,在地壳的薄弱带岩浆可以喷出地表形成火山，大多数情况下，,岩浆停留在地壳以下，加热周围的岩石及下渗的雨水。一些被加热的水可能通过断裂或破碎的岩石重新流出地表形成温泉，但大部分保存在地下的多孔破裂的岩石中，这种保存热水的岩石就叫热储层。,地下蒸汽或地下热水地下干热岩体,地热能资源的种类,地热能的利用,2O0400直接发电及综合利用；150200双循环发电，制冷，工业干燥，工业热加工；10O15O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；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；,地热发电,原理 地热发电主要利用水热资源。可分为干蒸汽田、湿蒸汽田和热水地热田。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。,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,背压式汽轮机发电系统,凝气式汽轮机地热蒸汽发电系统,1-干蒸汽2-净化分离器3-气轮发电机组4-气压式凝汽器5-一级抽汽器6-二级凝汽器7-中间冷却器8-排汽9-后冷却器10-

6、冷却水泵11-冷却水12=循环水泵13-蒸汽井,地下热水发电,闪蒸地热发电系统,单级闪蒸地热发电系统湿蒸汽型,单级闪蒸地热发电系统热水型,两级闪蒸发电系统,双循环地热发电系统,单级双循环地热发电系统,1-地热水；2-一级蒸发器；3-二级蒸发器；4-预热器；5-汽轮机；6-发电机；7-凝汽器；8-工质循环泵；9-冷却水；10-发电机；11-汽轮机；12-凝汽器；13-冷却水；14-工质循环泵,两级双循环地热发电系统,地热电站介绍,西藏羊八井地热电站 位于拉萨西北91.8km的当雄县境内。海拔4300m，南北两侧的山峰均在海拔55006000m。1977年羊八井地热田建起第一台1000kW的地热发

7、电机组，1981年、1982年和1985年分别建起3000kW的发电机组，电站总装机容量已达10MW。羊八井地热发电采用二级扩容循环和混压式气轮机，热水进口温度145。,1972年筹建，1975年9月底建成。采用闪蒸法发电系统，设计功率300kW，由一口560m深的地热井供热水，水温91。该电站排出的水温为68，日排出量为100t左右。排出的热水，一部分送往05亩农业温室，每年大约节省煤炭1400t；另一部分送往规模较大的省总工会疗养院使用，同时还供澡堂、卫生院、商店及附近居民以热水。此外，电站的冷却水排出后，尚可自流灌溉农田800余亩。从投资情况来看，该电站不包括钻井费和试验研究费在内，全部

8、投资为1460元kw。,湖南宁乡灰汤地热电站,地热发电与火力发电的区别,地热电站对工质的加热是在地下热储中进行，火力发电在锅炉中进行，因此地热发电不需要庞大的锅炉及其辅助设备，也不需要消耗化石燃料，因此地热发电设备简单、运行费用低。地热发电系统中不需要回收凝结水，一般都采用冷却效率高且造价低的混合式或直接接触式冷凝器。只有当处理一些污染气体如硫化氢时，才会用到表面式冷凝器。由于进入汽轮机的地热蒸汽参数（温度，压力）低，质量体积大，焓降小，为了达到一定规模的发电量，需要较大的蒸汽质量流量，因此汽轮机的体积及进汽管道都相对较大。由于地热流体中溶有一些矿物质和不凝气体，因此地热电站要面对防腐、防垢和

9、环境保护等方面问题。,地热供暖,地热供暖系统是最舒适的采暖方式，室内地表温度均匀，室温由下而上随着高度的增加温度逐步下降，这种温度曲线正好符合人的生理需求，给人以脚暖头凉的舒适感受。同时，地暖可促进居住者足部血液循环，从而改善全身血液循环，促进新陈代谢，并在一定程度上提高免疫能力,地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。,地源热泵工作原理图,地热务农,地热

10、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。将地热能直接用于农业在我国日益广泛，北京、天津、西藏和云南等地都建有面积大小不等的地热温室。各地还利用地热大力发展养殖业，如培养菌种、养殖非洲鲫鱼、鳗鱼、罗非鱼、罗氏沼虾等。,地热行医,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。如含碳酸

11、的矿泉水供饮用，可调节胃酸、平衡人体酸碱度；含铁矿泉水饮用后，可治疗缺铁贫血症；氢泉、硫水氢泉洗浴可治疗神经衰弱和关节炎、皮肤病等。由于温泉的医疗作用及伴随温泉出现的特殊的地质、地貌条件，使温泉常常成为旅游胜地，吸引大批疗养者和旅游者。在日本就有1500多个温泉疗养院，每年吸引1亿人到这些疗养院休养。我国利用地热治疗疾病的历史悠久，含有各种矿物元素的温泉众多，因此充分发挥地热的医疗作用，发展温泉疗养行业是大有可为的。,地热能直接利用的局限性,由于受载热介质热水输送距离的制约，一般来说，热源不宜离用热的城镇或居民点过远，否则将出现投资多、损耗大等经济效益差的问题。地热能在应用中要注意地表的热应力

12、承受能力，不能形成过大的覆盖率，这会对地表温度和环境产生不利的影响！未来随着与地热利用相关的高新技术的发展，将使人们能更精确地查明地热资源，更深的钻井将从地层更深处取出地热，使地热利用更加普及和广泛。,地热能开发中的技术难题,设备防腐 地热流体腐蚀的主要物质有：氧(02)、氢离子(H+)、氯离子(Cl-)、硫化氢(H2S)、二氧化碳(C02)、氨(NH3)和硫酸盐(SO42-)等结垢 按化学成分，可将垢分为碳酸钙垢、硫酸钙垢、硅酸盐垢和氧化铁垢等种类，其物性指标是硬度和孔隙度。对环境的影响 地热能开发利用对环境的有害影响很小。但地热能的开发利用仍有少量有害物质排放，造成大气、地面和水源的一定污

13、染，必须加以重视。如地下热水和地热蒸汽中含有二氧化碳、甲烷、氢、氮、氨、硫化氢等不凝结气体可能造的空气污染：废水中硼、砷等有害物质；地热电站排出大量废热水可能造成的热污染；大量开采地下热水可能引起的地变形、地面沉降和诱发地震等危害。,回灌问题 地热回灌是把经过利用的地热流体或其他水源，通过地热回灌井重新注回热储层段的方法。回灌不仅可以很好地解决地热废水问题，还可以改善或恢复热储的产热能力，保持热储的流体压力，维持地热田的开采条件。但回灌技术要求复杂，且成本高，至今未能大范围推广使用，如果不能有效解决回灌问题，将会影响地热电站的立项和发展因此，地热回灌是亟需解决的关键问题。,thanks,the end,