中国地热资源按其属性可分为几类？

  ①高温（〉150℃）对流型地热资源，这类资源主要分布在西藏、腾冲现代火山区及台湾，前二者属地中海地热带中的东延部分，而台湾位居环太平洋地热带中。

 

  ②中温（90-150℃）、低温（〈90℃）对流型地热资源，主要分布在沿海一带如广东、福建、海南等省区；

 

  ③中低温传导型地热资源  中国地热资源多为低温地热 ，主要分布在西藏、四川、华北、松辽和苏北。有利于发电的高温地热资源，主要分布在滇、藏、川西和台湾 。据估计，喜马拉雅山地带高温地热有255处 5800MW。迄今运行的地热电站有 5处出27.78MW，中国尚有大量高低温地热 ，尤其是西部地热亟待开发地热发电信息。

 

  中国最著名的地热发电在西藏羊八井镇。羊八井地热位于拉萨市西北90公里的当雄县境内，据介绍，这里有规模宏大的喷泉与间歇喷泉、温泉、热泉、沸泉、热水湖等，地热田面积达17.1平方公里，是我国目前已探明的最大高温地热湿蒸汽田，这里的地热水温度保持在47℃左右，是我国大陆开发的第一个湿蒸汽田，也是世界上海拔最高的地热发电站。过去，这里只是一块绿草如茵的牧场，从地下汩汩冒出的热水奔流不息、热汽日夜蒸腾。

 

  1975年，西藏第三地质大队用岩心钻在羊八井打出了我国第一口湿蒸汽井，第二年我国大陆第一台兆瓦级地热发电机组在这里成功发电。

 

  位于藏北羊井草原深处的羊八井地热电厂，是我国目前最大的地热试验基地，也是当今世界唯一利用中温浅层热储资源进行工业性发电的电厂，同时，羊八井地热电厂还是藏中电网的骨干电源之一，年发电量在拉萨电网中占45％。 国内对于地热的利用现状 已投产运行的地热电站  我国最早的地热发电是在广东省丰顺县邓屋， 利用92度地下热水发电成功。当时首次试验成功是86kW，后来又逐渐完善到300千瓦装机容量，一直运行到2008年。上世纪70年代，世界第一次石油危机爆发。当时我国建起了7个中低温地热发电厂，除上面谈到的，还有湖南省宁乡县灰汤300千瓦, 河北省怀来县后郝窑200千瓦, 山东省招远县汤东泉300千瓦, 辽宁省盖县熊岳200千瓦, 广西壮族自治区象州市热水村200千瓦和江西省宜春县温汤100千瓦。其中温度最低的为67度的江西宜春县温汤，装机容量为100千瓦。但是由于当时的历史时代，没有在国际上发表论文，因此缺失了文献记载。2006年美国才在阿拉斯加州建成了74度温泉地热发电200千瓦，但因为发表了论文，最终被称为是“世界最低温度发电”。这7座电厂中有5座于上世纪70年代末就陆续关停了，后两座也于上世纪90年代初关闭。其原因主要是因为这类地热发电在技术上可行，但在当时的历史条件下经济上不可行，不具备商业性。

 

  高温地热蒸汽发电却为我国西藏经济的发展做出了较大贡献。上世纪70年代中期开始在西藏羊八井进行地热田勘探，同时地热电厂的设计和筹建同步进行。1977年国庆节前夕，1000千瓦的高温地热发电试验机组发电成功。截至1991年，陆续完成8台机组安装，使羊八井地热电厂达到25.1兆瓦的总装机容量。至今, 羊八井地热电厂每年运行6000小时以上, 年发电在1.2亿千瓦时以上。目前羊八井地热电站已开发的主要是浅层资源，而储藏于地表1400米以下的“大储量、高品质”的地热资源尚未开发，这部分深层地热的总装机容量保守估计至少为3万千瓦。羊八井地热电站未来开发潜力巨大。 展望  一个典型的地热电站项目的成本预算大致可划分为：勘探占5%，评估占1%,许可证占1%,地热井占23% ,地热流体采集系统占7% ,电站占57% ,输配电占4%. 其中,电站和地热井部分的成本占到了总成本的80% ,所以这两方面的工程技术是发展的重点。

 

  我国是世界上利用地热采暖的大国,多年来在热储工程和地热井方面取得了长足发展。我国各地几乎都有地热井,地热井的最大深度已达到4000米。但是,多年来我国地热能发电却基本上处于停滞状态。虽然羊八井地热电站在地热流体采集系统设计、闪蒸蒸汽热力系统设计、回灌系统设计、电站运行和管理等方面积累了一定经验,但羊八井地热电站设备的设计制造技术严重老化,一些重要设备如汽水分离器和过滤器等还没有投入应用,非常缺乏先进的地热发电设备设计制造技术和成套设备的集成技术。相比较而言,地热发电设备设计制造和集成技术的发展远远落后于地热能发电的其他技术。

 

  因此,近期地热能发电优先发展的方向应是提高地热发电设备设计制造技术水平和集成技术水平。我国完全具备尽快发展地热发电设备设计制造技术和集成技术的条件和基础。地热电站发电设备与常规电站发电设备基本类似,比如地热汽轮机与火电机组低压缸的湿蒸汽部分相似。但需认识到：应当牢牢抓住地热能发电技术的特点,如腐蚀、结垢等方面进行深入的研究,才能开发出适用于地热能发电的高性能设备。对于利用中间介质系统的发电设备,则需要有更多的投入。

 

  近几年，有研究人员尝试着将不同的发电系统进行整合，较为可行的为中科院广州能源所提出的“闪蒸—双工质循环联合地热发电系统”，该系统主要是将闪蒸器的排污出水回流入传统双工质的蒸发器内，进行热量进行回收。同时在传统双介质系统的蒸发器前段加入一个预热器，从而提高工作介质工况，达到充分利用地热资源的目的。

 

  此外，在大力发展单纯地热发电项目的同时，发展电热联产事业是大有可为的。从全球范围来看, 地热电站都是与旅游事业紧密联系在一起的，中国西藏自治区的羊八井地热电站就被定为旅游胜地。将地热项目参观、温泉、旅游度假相结合，也是一个绿色低碳的创收点。

 

  按照地热资源储存形式，可分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和熔岩型5大类。根据其温度不同划分为高、中、低温地热，但划分方式略有不同。一般认为小于90度的为低温、90-160度为中温、大于160度为高温。在我国，多数时候将超过150度的地热资源成为高温地热，低于150度的为低温地热。

 

  地热发电原理及技术

 

  根据可利用地热资源的特点以及采用技术方案的不同，地热发电主要分为地热蒸汽、地下热水、联合循环和地下热岩4种方式。蒸汽发电法、扩容（闪蒸法）发电法、中间介质（双循环式）发电法和全流循环式发电法。

 

  地热蒸汽发电

 

  工作原理: 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， 然后使蒸汽做功发电。

 

  凝汽式发电   做功后的蒸汽通常排入混合式凝汽器， 冷却后再排出。适用于高温( 160度以上)地热田的发电。

 

  闪蒸系统地热发电  用100℃以下的地下热水发电，是如何把地下热水转变为蒸汽来做功的呢？水的沸点和气压有关，在101.325kPa下，水在100℃沸腾。如果气压降低，水的沸点也相应地降低。 5O.663kPa时，水的沸点降到81℃；20.265kPa时，水的沸点为60℃;而在3.04kPa时，水在24℃就沸腾。

 

  根据水的沸点和压力之间的这种关系，我们就可以把100℃以下的地下热水送入一个密闭的容器中抽气降压，使温度不太高的地下热水因气压降低而沸腾，变成蒸汽。由于热水降压蒸发的速度很快，是一种闪急蒸发过程，同时热水蒸发产生蒸汽时它的体积要迅速扩大，所以这个容器就叫做 “闪蒸器”或“扩容器”。这种方法叫做“闪蒸法地热发电系统”或“扩容法地热发电系统”。它又可以分为单级闪蒸法发电系统、两级闪蒸法发电系统和全流法发电系统等。

 

  两级闪蒸法发电系统，可比单级闪蒸法发电系统增加发电能力15～20％；全流法发电系统，可比单级闪蒸法和两级闪蒸法发电系统的单位净输出功率，分别提高60％和30％左右。采用闪蒸法的地热电站，基本上是沿用火力发电厂的技术，即将地下热水送人减压设备——扩容器，产生低压水蒸气，导人汽轮机做功。在热水温度低于 100℃时，全热力系统处于负压状态。这种电站，设备简单，易于制造，可以采用混合式热交换器。缺点是，设备尺寸大，容易腐蚀结垢， 热效率较低。由于系直接以地下热水蒸气为工质，因而对于地下热水的温度、矿化度以及不凝气体含量等有较高的要求。

 

  中间介质法地热发电（双循环）。

 

  通过热交换器利用地下热水来加热某种低沸点的工质，使之变为蒸气，然后以此蒸汽去推动气轮机，并带动发电机发电。因此，在这种发电系统中，采用两种流体：一种是采用地热流体作热源；另一种是采用低沸点工质流体作为一种工作介质来完成将地下热水的热能转变为机械能。所谓双流系统地热发电即是由此而得名的。常用的低沸点工质有氯乙烷、正丁烷、异丁烷、氟利昂-11、氟利昂-12等。在常压下，水的沸点为100℃，而低沸点的工质在常压下的沸点要比水的沸点低得多。

 

  例如，氯乙烷在常压下的沸点为12.4℃，正丁烷为-0.5℃，异丁烷为-11.7℃，氟利昂-11为24℃，氟利昂-12为-29.8℃。这些低沸点工质的沸点与压力之间存在着严格的对应关系。例如，异丁烷在425.565kPa时沸点为32℃，在911.925kPa时为60.9℃；氯乙烷在101.25kPa时为12.4℃,16 2．12kPa时为25℃，354.638kPa时为50℃，445．83kPa时为60℃。根据低沸点工质的这种特点，我们就可以用100℃以下的地下热水加热低沸点工质，使它产生具有较高压力的蒸气来推动汽轮机做功。这些蒸气在冷凝器中凝结后，用泵把低沸点工质重新打回热交换器，以循环使用。这种发电方法的优点是，利用低温位热能的热效率较高，设备紧凑，汽轮机的尺寸小，易于适应化学成分比较复杂的地下热水。

 

  缺点是，不象扩容法那样可以方便地使用混合式蒸发器和冷凝器；大部分低沸点工质传热性都比水差，采用此方式需有相当大的金属换热面积；低沸点工质价格较高，来源欠广，有些低沸点工质还有易燃、易爆、有毒、不稳定、对金属有腐蚀等特性。  此种系统又可分为单级双流地热发电系统、两级双流地热发电系统和闪蒸与双流两级串联发电系统等。单级双流发电系统发电后的热排水还有很高的温度，可达50～60℃。两级双流地热发电系统，就是利用排水中的热量再次发电的系统。采用两级利用方案，各级蒸发器中的蒸发压力要综合考虑，选择最佳数值。如果这些数值选择合理，那么在地下热水的水量和温度一定的情况下，一般可提高发电量20％左右。这一系统的优点是，能更充分地利用地 下热水的热量，降低电的热水消耗率；缺点是，增加了设备的投资和运行的复杂性。

 

  联合循环发电  联合循环地热发电系统就是把蒸汽发电和地热水发电2种系统合二为一，它最大的优点就是适用于高于150度的高温地热流体发电，经过一次发电后的流体，在不低于120 的工况下，再进入双工质发电系统，进行二次做功，充分利用了地热流体的热能，既提高了发电效率，又将经过一次发电后的排放尾水进行再利用，大大节约了资源。该系统从生产井到发电，再到最后回灌到热储，整个过程都是在全封闭系统中运行的，因此，即使是矿化程度很高的热卤水也可以用来发电，且不存在对环境的污染。同时，由于系统是全封闭的，即使在地热电站中也没有刺鼻的硫化氢味道，因而是100% 的环保型地热系统。这种地热发电系统采用100%的地热水回灌，从而延长了地热田的使用寿命。

 

  利用地下热岩石发电热干岩过程法。

 

  热干岩过程法不受地理条件限制，可以在任何地方进行热能开采。首先将水通过压力泵压入地下4~ 6 km 深处，此处岩石层的温度大约在200度左右。水在高温岩石层被加热后，通过管道加压被提取到地面并输入到热交换器中，热交换器推动汽轮发电机将热能转化成电能。同时做完功后的热水经冷却后可重新输入地下供循环使用。这种地热发电的成本与其他再生能源的发电成本相比是有竞争力的，而且这种方法在发电过程中不产生废水、废气等污染，所以它是一种未来的新能源。

 

  岩浆发电。

 

  所谓岩浆发电就是把井钻到岩浆处，直接获取那里的热量。这一方式在技术上是否可行，是否能把井钻至高温岩浆处，人们一直在研究中。如果真正钻到地下几千米才能钻到岩浆， 采用现有技术也是很难实现的。另外， 对从岩浆中提取热量，目前也只是进行了理论上的研究。