国内地热资源的开发及应用

  中国地热资源丰富,通过30多年地热地质调查,已发现地热区3 200多处,已完成 的大、中型地热田勘查50多处,主要分布在京、津、冀、东南沿海、内陆盆地和藏滇地区。其中大于150℃的高温地热系统,即直接可以用于发电的有255处,总发电潜力5 800MW (30年);中低温地热系统可用于非电直接利用的2 900多处,开发潜力在2 000亿t标准煤当量以上。

 

  “缺电”境遇下的新方向

 

  中国适于发电的高温地热资源主要分布在西藏、云南和台湾等地区。西藏地热 资源丰富,境内已发现温泉和沸水等各类型的地热约666处。依据初步调查的350余处地热显示点的热流量,其热能每年可折合约300万吨标准煤所释放的热量。通过与联合国开发计划署和意大利等国政府的合作,西藏对羊八井和那曲地热资源进行了颇有成效的勘探、开发和利用。现在西藏全区已建成了3座地热电站,总装机容量近3 MW。其中著名的羊八井地热电站装机容量达到2·5MW,是中国最大的地热电站。

 

  干蒸汽发电

 

  干蒸汽就是从地下喷出的无热水的纯蒸汽。干蒸汽电站直接将蒸汽从井中传输到发电机组进行发电。干蒸汽从蒸汽井中引出，经过分离器分离出固体杂质（≥10 μm）后，就进入汽轮机做功，驱动发电机发电。

 

  干蒸汽电站所用发电设备基本上与常规火电设备相同。干蒸汽发电系统的工艺简单，技术成熟，安全  可靠，是地热发电的主要形式。干蒸汽发电对蒸汽质量的要求较高， 在引入发电机组前要把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。

 

  双循环式发电

 

  双循环发电方式的特点是地热水与发电系统不直接接触，而是将地热水的热量传给某种低沸点介质（如丁烷、氟利昂等），由低沸点介质推动汽轮机来发电  。

 

  这种发电方式由地热水系统和低沸点介质系统组成，故称之为双循环式发电，也称之为中间介质法发电。双循环发电的工作过程：地热井输出的热水进入换热器，在换热器中将热量传给低沸点介质放热以后，温度降低了的地热水排入回灌井或作其它应用。低沸点介质在换热器中吸热，变为具有一定压力的蒸汽，推动汽轮机并带动发电机发电。从汽轮机排出的气体，在冷凝器中凝结成液体，用 泵将液体送入换热器，重新吸热蒸发变成气体，如此周而复始，地热水的热量不断地传给低沸点介质进行连续发电。

 

  扩容蒸汽发电

 

  从地热井输出的、 具有一定压力的汽水混合物首先进入汽水分离器，将蒸汽与水分离，分离后的一次蒸汽进入汽轮机。 分离后的地热水进入减压器（也称闪蒸器或扩容器），由于其压力下降，一部分地热水变为压力较低的二次蒸汽， 被引入汽轮机的低压段。

 

  一次蒸汽和二次蒸汽都用于驱动汽轮机，带动发电机发电。对汽轮机来说，由于只能用蒸汽推动叶片，蒸汽中不能有水， 因此需要通过降低工质压力的办法来降低蒸汽的沸点，以得到大量的纯净蒸汽，单机容量为 3 000 kW 的西藏羊八井地热发电站即属此种方式。一般扩容法发电要经过几级减压，以获得更多的蒸汽。

 

  干热岩发电

 

  各国开发的主要是地表以下3500m以内的地热能资源，而且是以水热型地热为主。实际上，水热型地热能的储量相对于地球热库来说，数量是很少的，而且温度也相对较低。大部分地热能都储存于岩石中，称为干热岩。干热岩中地热能的开发潜力巨大，目前开发技术处于试验性阶段，其过程是将水通过压人泵压入地下4～6km深，在此处岩石的温度大约在200℃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人一个热交换器中。热交换器通过推动汽轮发电机将热能转化为电能。