國內地熱資源的開發及應用

  中國地熱資源豐富,通過30多年地熱地質調查,已發現地熱區3 200多處,已完成 的大、中型地熱田勘查50多處,主要分布在京、津、冀、東南沿海、內陸盆地和藏滇地區。其中大于150℃的高溫地熱系統,即直接可以用于發電的有255處,總發電潛力5 800MW (30年);中低溫地熱系統可用于非電直接利用的2 900多處,開發潛力在2 000億t標準煤當量以上。

 

  “缺電”境遇下的新方向

 

  中國適于發電的高溫地熱資源主要分布在西藏、云南和臺灣等地區。西藏地熱 資源豐富,境內已發現溫泉和沸水等各類型的地熱約666處。依據初步調查的350余處地熱顯示點的熱流量,其熱能每年可折合約300萬噸標準煤所釋放的熱量。通過與聯合國開發計劃署和意大利等國政府的合作,西藏對羊八井和那曲地熱資源進行了頗有成效的勘探、開發和利用。現在西藏全區已建成了3座地熱電站,總裝機容量近3 MW。其中著名的羊八井地熱電站裝機容量達到2·5MW,是中國最大的地熱電站。

 

  干蒸汽發電

 

  干蒸汽就是從地下噴出的無熱水的純蒸汽。干蒸汽電站直接將蒸汽從井中傳輸到發電機組進行發電。干蒸汽從蒸汽井中引出，經過分離器分離出固體雜質（≥10 μm）后，就進入汽輪機做功，驅動發電機發電。

 

  干蒸汽電站所用發電設備基本上與常規火電設備相同。干蒸汽發電系統的工藝簡單，技術成熟，安全  可靠，是地熱發電的主要形式。干蒸汽發電對蒸汽質量的要求較高， 在引入發電機組前要把蒸汽中所含的巖屑和水滴分離出去。

 

  雙循環式發電

 

  雙循環發電方式的特點是地熱水與發電系統不直接接觸，而是將地熱水的熱量傳給某種低沸點介質（如丁烷、氟利昂等），由低沸點介質推動汽輪機來發電  。

 

  這種發電方式由地熱水系統和低沸點介質系統組成，故稱之為雙循環式發電，也稱之為中間介質法發電。雙循環發電的工作過程：地熱井輸出的熱水進入換熱器，在換熱器中將熱量傳給低沸點介質放熱以后，溫度降低了的地熱水排入回灌井或作其它應用。低沸點介質在換熱器中吸熱，變為具有一定壓力的蒸汽，推動汽輪機并帶動發電機發電。從汽輪機排出的氣體，在冷凝器中凝結成液體，用 泵將液體送入換熱器，重新吸熱蒸發變成氣體，如此周而復始，地熱水的熱量不斷地傳給低沸點介質進行連續發電。

 

  擴容蒸汽發電

 

  從地熱井輸出的、 具有一定壓力的汽水混合物首先進入汽水分離器，將蒸汽與水分離，分離后的一次蒸汽進入汽輪機。 分離后的地熱水進入減壓器（也稱閃蒸器或擴容器），由于其壓力下降，一部分地熱水變為壓力較低的二次蒸汽， 被引入汽輪機的低壓段。

 

  一次蒸汽和二次蒸汽都用于驅動汽輪機，帶動發電機發電。對汽輪機來說，由于只能用蒸汽推動葉片，蒸汽中不能有水， 因此需要通過降低工質壓力的辦法來降低蒸汽的沸點，以得到大量的純凈蒸汽，單機容量為 3 000 kW 的西藏羊八井地熱發電站即屬此種方式。一般擴容法發電要經過幾級減壓，以獲得更多的蒸汽。

 

  干熱巖發電

 

  各國開發的主要是地表以下3500m以內的地熱能資源，而且是以水熱型地熱為主。實際上，水熱型地熱能的儲量相對于地球熱庫來說，數量是很少的，而且溫度也相對較低。大部分地熱能都儲存于巖石中，稱為干熱巖。干熱巖中地熱能的開發潛力巨大，目前開發技術處于試驗性階段，其過程是將水通過壓人泵壓入地下4～6km深，在此處巖石的溫度大約在200℃左右，水在高溫巖石層被加熱后通過管道加壓被提取到地面并輸人一個熱交換器中。熱交換器通過推動汽輪發電機將熱能轉化為電能。