《新能源發(fā)電技術(shù)》課件-項目4：地?zé)崮馨l(fā)電技術(shù)

重點地?zé)崮艿睦梅绞降責(zé)崮芄岬責(zé)崮馨l(fā)電地?zé)崮艿氖褂脷v史人類使用地?zé)崮芤呀?jīng)有很多年的歷史了，北美的古印第安人使用溫泉取暖、洗澡、療傷和烹飪，被認(rèn)為是最早開始使用地?zé)崮艿摹?892年，美國愛達(dá)荷州的博伊西建造了世界上第一個地?zé)釁^(qū)域供暖系統(tǒng)，將熱水從溫泉輸送到家庭。1904年，在意大利拉德雷羅建造了第一座地?zé)岚l(fā)電廠。1921年以來，地?zé)峒夹g(shù)的應(yīng)用已擴展到世界各地，技術(shù)創(chuàng)新不斷推動著地?zé)崮艿陌l(fā)展，使其可以成為一種石油、煤炭的可行的替代品。1928年，作為處于高寒地區(qū)的國家冰島在其首都雷克雅未克建立了地?zé)峁嵯到y(tǒng)，是當(dāng)前對于地?zé)崮荛_發(fā)與利用最為先進的國家，被稱為“世界上最清潔無煙的城市”。地?zé)崮芾梅绞降責(zé)岚l(fā)電建筑供暖發(fā)展溫室農(nóng)業(yè)溫泉旅游醫(yī)療領(lǐng)域等地?zé)崮芨窬治鞑匮虬司疄榇淼牡責(zé)岚l(fā)電天津和西安為代表的地?zé)峁┡瘱|南沿海為代表的療養(yǎng)與旅游華北平原為代表的種植和養(yǎng)殖地?zé)峁?、大多數(shù)溫室的溫度需求范圍為20℃-30℃以內(nèi)，不管是使用燃油還是電加熱系統(tǒng)，所得到的溫度都要遠(yuǎn)高于這個溫度范圍，無形中增加溫度損耗。而熱泵空調(diào)系統(tǒng)供暖溫度在45℃~55℃，屬于低溫供暖，溫差小，損耗小，避免了能源的浪費。2、熱泵系統(tǒng)的供暖能效比高達(dá)4.0，意思就是說，我們利用1kM的電能，經(jīng)過熱泵轉(zhuǎn)換，就能得到4kW甚至更多的熱能。大大超過了電加熱系統(tǒng)1.0的能效，更不用說燃油還不到1.0的能效了。由此可見，大大減少后期的運行費用。3、熱泵系統(tǒng)特別是水地源熱泵系統(tǒng)大大減少了對場地的占用，并且系統(tǒng)真正實現(xiàn)了0排放。不僅減少了對耕地的占用，并且大大減少了對環(huán)境的污染。4、使用壽命長。西藏羊八井地?zé)犭娬尽覈畲蟮牡責(zé)岚l(fā)電站是我國目前溫度最高的地?zé)峋瑢儆诟邷氐責(zé)崽铮瑹崴疁囟雀哌_(dá)329.8攝氏度地?zé)岚l(fā)電地?zé)岚l(fā)電的特點：一、優(yōu)點1、分布廣泛;2、蘊藏量豐富;3、建造地?zé)釓S時間短且容易;4、占地面積小。二、缺點：1、資金投資大;2、受地域限制，要利用地?zé)崮馨l(fā)電，一個地區(qū)必須具備三個條件;足夠的流體、來自地核的足夠熱量，以及使流體與受熱巖石接觸足夠的滲透性；3、熱效率低,有30%的地?zé)崮苡脕硗苿訙u輪發(fā)電機;4、所流出的熱水含有很高的礦物質(zhì);一些有毒氣體（例如硫化鋅）會隨著熱氣，而噴入空氣中，造成空氣污染。1

蒸汽型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)蒸汽型地?zé)岚l(fā)電是把高溫地?zé)崽镏械母烧羝苯右肫啺l(fā)電機組發(fā)電。蒸汽就是從地下噴出的無熱水的純蒸汽。在引入發(fā)電機組前先要把蒸汽中所含的巖屑、礦粒和水滴等≥10μm的雜雜質(zhì)分離出去。蒸汽型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)的類型有：－背壓式汽輪機發(fā)電系統(tǒng)－凝汽式汽輪機發(fā)電系統(tǒng)1

蒸汽型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)1）背壓式汽輪機發(fā)電系統(tǒng)主要由凈化分離器和汽輪機組成。這是最簡單的地?zé)岣烧羝l(fā)電方式。大多用于地?zé)嵴羝胁荒Y(jié)氣體含量很高的場合，或綜合利用于生產(chǎn)和生活。這種發(fā)電方式最簡單，投資低，但是發(fā)電效率也低。1蒸汽型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)2）凝汽式汽輪機發(fā)電系統(tǒng)蒸汽在汽輪機中急劇膨脹，做功更多。做功后的蒸汽排入混合式凝汽器，被冷卻而凝結(jié)成水，然后排走。為保持很低的冷凝壓力（真空），常設(shè)有兩臺帶有冷卻器的抽汽器。

采用凝汽式汽輪機，可以提高蒸汽型地?zé)犭娬镜臋C組出力和發(fā)電效率，因此常被采用。為什么采用了凝氣器就可以提高蒸汽型地?zé)犭娬镜陌l(fā)電效率？1

蒸汽型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)2）凝汽式汽輪機發(fā)電系統(tǒng)這是目前的主要方式，適用于中低溫地?zé)豳Y源。低溫?zé)崴驖裾羝荒苤苯铀腿肫啓C，需經(jīng)一定技術(shù)，把熱水變成蒸汽或利用其熱量產(chǎn)生別的蒸汽，才能用于發(fā)電。熱水型地?zé)岚l(fā)電，主要有兩種方式：－閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)－雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)2熱水型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)（1）閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)閃蒸法也叫“減壓擴容法”，就是把低溫地?zé)崴朊芊馊萜髦校ㄟ^抽氣降低容器內(nèi)的氣壓，使地?zé)崴谳^低的溫度下沸騰生產(chǎn)蒸汽，體積膨脹的蒸汽做功推動輪發(fā)電機。

適合于地?zé)崴|(zhì)較好且不凝氣體含量較少的地?zé)豳Y源。如果流體是濕蒸汽，則先進入汽水分離器，分離出的蒸汽送往汽輪機，分離下來的水進入閃蒸器。（1）閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)為提高地?zé)崮艿睦寐?，還可采用兩級或多級閃蒸系統(tǒng)。發(fā)電量可增加。也可把地?zé)峋诘娜苛黧w，不經(jīng)處理直接送進全流膨脹器中做功，充分地利用地?zé)崃黧w的全部能量。這種系統(tǒng)稱為全流法地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)。全流法單位凈輸出功率可比兩級閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)提高。不過，這種系統(tǒng)的設(shè)備尺寸大，容易結(jié)垢、受腐蝕，對地下熱水的溫度、礦化度以及不凝氣體含量等有較高的要求。（2）雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)也叫低沸點工質(zhì)法，利用地下熱水加熱某種低沸點工質(zhì)，使其產(chǎn)生具有較高壓力的蒸汽并送入汽輪機。做功后的蒸汽在冷凝器中凝結(jié)，循環(huán)使用。地?zé)崴毓嗟降貙又?。?）雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)小知識：常用的低沸點工質(zhì)（詳見教材）。須注意：低沸點工質(zhì)導(dǎo)熱性差，價格較高，來源有限，有些還易燃、易爆、有毒、不穩(wěn)定、對金屬有腐蝕。

雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點：①蒸汽壓力高，設(shè)備尺寸較小，成本較低；②地?zé)崴唤佑|發(fā)電系統(tǒng)，可避免關(guān)鍵設(shè)備的腐蝕。為了提高地?zé)豳Y源的利用率，還可以考慮用兩級雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)，或者采用閃蒸與雙循環(huán)兩級串聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)。1990s中期，以色列一家公司把地?zé)嵴羝l(fā)電和地?zé)崴l(fā)電系統(tǒng)整合，設(shè)計出一個新的聯(lián)合循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)。5.6.4聯(lián)合循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)大于150℃的地?zé)崃黧w，經(jīng)過一次發(fā)電后，在不低于120℃的工況下，再進入雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)