地熱能是來自地球深處的可再生性熱能,它起於地球的熔融岩漿和放射性物質的衰變。地下水的的深處迴圈和來自極深處的岩漿侵入到地殼後,把熱量從地下深處帶至近表層。其儲量比目前人們所利用能量的總量多很多,大部分集中分佈在構造板塊邊緣一帶,該區域也是火山和地震多發區。它不但是無汙染的清潔能源,而且如果熱量提取速度不超過補充的速度,那麼熱能而且是可再生的。
怎樣利用這種巨大的潛在能源呢?義大利的皮也羅·吉諾尼·康蒂王子於1940年在拉德雷羅首次把天然的地熱蒸氣用於發電。地熱發電是利用液壓或爆破碎裂法把水注入到岩層,產生高溫蒸氣,然後將其抽出地面推動渦輪機轉動使發電機發出電能。在這過程中,將一部分沒有利用到的或者廢氣,經過冷凝器處理還原為水送回地下,這樣迴圈往復。1990年安裝的發電能力達到6000MW,直接利用地熱資源的總量相當於4.1Mt油當量。
地熱發電實際上就是把地下的熱能轉變為機械能,然後再將機械能轉變為電能的能量轉變過程或稱為地熱發電。
目前開發的地熱資源主要是蒸汽型和熱水型兩類,因此,地熱發電也分為兩大類。
地熱蒸汽發電有一次蒸汽法和二次蒸汽法兩種。一次蒸汽法直接利用地下的幹飽和(或稍具過熱度)蒸汽,或者利用從汽、水混合物中分離出來的蒸汽發電。二次蒸汽法有兩種含義,一種是不直接利用比較髒的天然蒸汽(一次蒸汽),而是讓它透過換熱器汽化潔淨水,再利用潔淨蒸汽(二次蒸汽)發電。第二種含義是,將從第一次汽水分離出來的高溫熱水進行減壓擴容生產二次蒸汽,壓力仍高於當地大氣壓力,和一次蒸汽分別進入汽輪機發電。
地熱水中的水,按常規發電方法是不能直接送入汽輪機去做功的,必須以蒸汽狀態輸入汽輪機做功。目前對溫度低於100℃的非飽和態地下熱水發電,有兩種方法:一是減壓擴容法。利用抽真空裝置,使進入擴容器的地下熱水減壓汽化,產生低於當地大氣壓力的擴容蒸汽然後將汽和水分離、排水、輸汽充入汽輪機做功,這種系統稱“閃蒸系統”。低壓蒸汽的比容很大,因而使氣輪機的單機容量受到很大的限制。但執行過程中比較安全。另一種是利用低沸點物質,如氯乙烷、正丁烷、異丁烷和氟里昂等作為發電的中間工質,地下熱水透過換熱器加熱,使低沸點物質迅速氣化,利用所產生氣體進入發電機做功,做功後的工質從汽輪機排入凝汽器,並在其中經冷卻系統降溫,又重新凝結成液態工質後再迴圈使用。這種方法稱“中間工質法”,這種系統稱“雙流系統”或“雙工質發電系統”。這種發電方式安全性較差,如果發電系統的封閉稍有洩漏,工質逸出後很容易發生事故。
20世紀90年代中期,以色列奧瑪特(Ormat)公司把上述地熱蒸汽發電和地熱水發電兩種系統合二為一,設計出一個新的被命名為聯合迴圈地熱發電系統,該機組已經在世界一些國家安裝執行,效果很好。
聯合迴圈地熱發電系統的最大優點是,可以適用於大於150℃的高溫地熱流體(包括熱滷水)發電,經過一次發電後的流體,在並不低於120℃的工況下,再進入雙工質發電系統,進行二次做功,這就是充分利用了地熱流體的熱能,既提高發電的效率,又能將以往經過一次發電後的排放尾水進行再利用,大大地節約了資源。
地熱能是來自地球深處的可再生性熱能,它起於地球的熔融岩漿和放射性物質的衰變。地下水的的深處迴圈和來自極深處的岩漿侵入到地殼後,把熱量從地下深處帶至近表層。其儲量比目前人們所利用能量的總量多很多,大部分集中分佈在構造板塊邊緣一帶,該區域也是火山和地震多發區。它不但是無汙染的清潔能源,而且如果熱量提取速度不超過補充的速度,那麼熱能而且是可再生的。
怎樣利用這種巨大的潛在能源呢?義大利的皮也羅·吉諾尼·康蒂王子於1940年在拉德雷羅首次把天然的地熱蒸氣用於發電。地熱發電是利用液壓或爆破碎裂法把水注入到岩層,產生高溫蒸氣,然後將其抽出地面推動渦輪機轉動使發電機發出電能。在這過程中,將一部分沒有利用到的或者廢氣,經過冷凝器處理還原為水送回地下,這樣迴圈往復。1990年安裝的發電能力達到6000MW,直接利用地熱資源的總量相當於4.1Mt油當量。
地熱發電實際上就是把地下的熱能轉變為機械能,然後再將機械能轉變為電能的能量轉變過程或稱為地熱發電。
目前開發的地熱資源主要是蒸汽型和熱水型兩類,因此,地熱發電也分為兩大類。
地熱蒸汽發電有一次蒸汽法和二次蒸汽法兩種。一次蒸汽法直接利用地下的幹飽和(或稍具過熱度)蒸汽,或者利用從汽、水混合物中分離出來的蒸汽發電。二次蒸汽法有兩種含義,一種是不直接利用比較髒的天然蒸汽(一次蒸汽),而是讓它透過換熱器汽化潔淨水,再利用潔淨蒸汽(二次蒸汽)發電。第二種含義是,將從第一次汽水分離出來的高溫熱水進行減壓擴容生產二次蒸汽,壓力仍高於當地大氣壓力,和一次蒸汽分別進入汽輪機發電。
地熱水中的水,按常規發電方法是不能直接送入汽輪機去做功的,必須以蒸汽狀態輸入汽輪機做功。目前對溫度低於100℃的非飽和態地下熱水發電,有兩種方法:一是減壓擴容法。利用抽真空裝置,使進入擴容器的地下熱水減壓汽化,產生低於當地大氣壓力的擴容蒸汽然後將汽和水分離、排水、輸汽充入汽輪機做功,這種系統稱“閃蒸系統”。低壓蒸汽的比容很大,因而使氣輪機的單機容量受到很大的限制。但執行過程中比較安全。另一種是利用低沸點物質,如氯乙烷、正丁烷、異丁烷和氟里昂等作為發電的中間工質,地下熱水透過換熱器加熱,使低沸點物質迅速氣化,利用所產生氣體進入發電機做功,做功後的工質從汽輪機排入凝汽器,並在其中經冷卻系統降溫,又重新凝結成液態工質後再迴圈使用。這種方法稱“中間工質法”,這種系統稱“雙流系統”或“雙工質發電系統”。這種發電方式安全性較差,如果發電系統的封閉稍有洩漏,工質逸出後很容易發生事故。
20世紀90年代中期,以色列奧瑪特(Ormat)公司把上述地熱蒸汽發電和地熱水發電兩種系統合二為一,設計出一個新的被命名為聯合迴圈地熱發電系統,該機組已經在世界一些國家安裝執行,效果很好。
聯合迴圈地熱發電系統的最大優點是,可以適用於大於150℃的高溫地熱流體(包括熱滷水)發電,經過一次發電後的流體,在並不低於120℃的工況下,再進入雙工質發電系統,進行二次做功,這就是充分利用了地熱流體的熱能,既提高發電的效率,又能將以往經過一次發電後的排放尾水進行再利用,大大地節約了資源。