地热能的发电利用.ppt
地热能的开发利用方式
地热能的开发利用方式1. 地热能概述地热能是指地球内部储存的热能资源，包括地热水、地热蒸汽和岩石中的地热能。
这种清洁、可再生的能源被广泛应用于供暖、发电和工业生产等领域。
2. 地热能开发利用方式2.1 地下水源热泵系统地下水源热泵系统利用地下水温度相对稳定的特点，通过水源热泵技术将地下水中的低温能量转化为高温能量供暖或制冷。
该系统不仅可以提供舒适的室内温度，还可以节约大量传统能源消耗。
2.2 直接利用地下热水直接利用地下热水是一种常见的利用方式。
通过钻井将地下深层的高温岩浆或岩浆与岩石表面接触，然后将其抽上来进行利用。
这种方式适合于区域性供暖、温室农业和工业生产等领域。
2.3 干蒸汽发电系统干蒸汽发电系统是一种利用地下热能发电的方式。
通过钻井将地下的高温热水或蒸汽抽上来，然后将其通过管道输送到发电厂，利用蒸汽驱动涡轮发电机组产生电力。
这种方式可以实现清洁能源的发电，同时减少对化石燃料的依赖。
2.4 地源热泵系统地源热泵系统利用地下稳定的温度来进行供暖和制冷。
它通过埋设在地下的管道将地下温度传递到建筑物内部，从而实现节能环保的供暖和制冷效果。
这种系统可以在冬季提供暖气，在夏季提供制冷，具有广泛的应用前景。
2.5 地热采暖系统地热采暖系统是一种利用地下温度进行室内供暖的方式。
通过埋设在地下的管道将地下温度传递到建筑物内部，从而实现节能环保的供暖效果。
相比传统供暖方式，地热采暖系统具有更高的能效和更低的运行成本。
3. 地热能开发利用的优势3.1 清洁环保地热能是一种清洁的能源，不会产生大气污染物和温室气体，对环境没有负面影响。
3.2 可再生地热能是一种可再生的能源，地球内部的热能资源是无限的，不会因为开采而枯竭。
3.3 稳定可靠地热能具有稳定可靠的特点，不受天气和季节变化影响，可以实现全年供暖、制冷和发电。
3.4 节能高效地热能开发利用具有较高的能效，可以大幅度减少传统能源消耗，降低能源成本。
4. 地热能开发利用的挑战与前景4.1 挑战地热能开发利用面临一些挑战，包括技术难题、投资成本较高、地质条件限制等。
地热能的开发与利用
地热能的开发与利用地热能是一种清洁、可再生的能源资源，具有巨大的开发潜力和利用价值。
随着人们对环保和可持续发展的重视，地热能作为一种绿色能源备受关注，成为能源转型和碳减排的重要选择。
一、地热能资源概述地热能是指地球内部储存的热量能够向地表输送的能量。
地热资源主要包括高温地热资源、中温地热资源和浅层地热资源。
高温地热资源主要存在于地热区和汤斯特喷泉等地热发育较好的地区，其温度可达200℃以上，适用于发电等高温利用方式；中温地热资源温度一般在100℃-200℃之间，可用于供暖、温室等中温利用方式；浅层地热资源温度一般在20℃-100℃之间，适用于采暖、温泉等低温利用方式。
地热资源的分布具有地域性特点，主要分布在太平洋火山带、欧亚大陆裂谷带和我国西南地区等地。
我国地热资源储量丰富，尤其是西南地区地热资源潜力巨大，是其中的重要地热能区域之一。
二、地热能的开发利用现状1. 地热能的开发利用技术地热能的开发利用技术主要包括地热发电技术、地热供暖技术、地热温室技术等。
地热发电技术是目前地热能利用的主要方式之一，其核心是利用地热资源中的高温热能驱动发电机组发电。
地热供暖技术是利用地热资源为供暖系统提供热能，实现冬季供暖和夏季制冷。
地热温室技术是利用地热资源为温室提供热能，延长植物生长周期，提高农田产量。
2. 地热能的发展现状目前，地热能的开发利用已经在全球范围内得到推广和应用。
世界上许多国家和地区都有地热电站和地热供暖系统，比如美国、冰岛、意大利等国家。
在我国，地热能的开发利用也在不断推进，尤其是西南地区的地热资源开发利用效果显著。
截至目前，我国地热发电总装机容量已达到数千兆瓦，并且陆续投入使用。
三、地热能开发利用的优势与挑战1. 优势地热能作为一种清洁能源，具有很多优势。
首先，地热能来源广泛，不受天气和季节的影响，具有较高的稳定性和可靠性。
其次，地热资源富集度高，储量丰富，具有较长的开发利用周期。
再次，地热能开发利用过程中无二氧化碳和二氧化硫等有害气体排放，对环境无污染。
第四章 地热能发电
4.2
地热发电技术
North China Electric Power University
4.2.4 干热岩发电系统
当前世界各国开发的地热主要是地表以下3500m内的地热能资源，而且以水热型地 热为主。实际上，水热型地热能的储量相对于地球热库来说，数量是非常少的，而 且温度也相对较低。约有地热资源总量的30%储存于干热岩。 干热岩是一种普遍埋藏于距地表2~6km深处、温度为150~650℃的、没有水或蒸汽 的热岩体。干热岩的热能赋存在各种变质岩或结晶岩类岩体中，较常见的岩石有黑 云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩等。
4.2
地热发电技术
North China Electric Power University
4.2.5 联合循环发电系统
20世纪90年代中期，以色列奥玛特公司将蒸汽发电和地热水发电两种系统合二为一 ，设计出一个新的系统，称为联合循环地热发电系统。该种地热发电系统适用于150 ℃以上的高温地热流体发电。 在该系统中，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。这 种发电方式充分利用了地热 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。
4.2
地热发电技术
North China ric Power University
4.2.3 全流发电系统
全流发电系统是把热井口的全部流体，不经处理直接送进全流动力机械中膨胀做功 ，然后排放或收集到凝气器中。全流法式发电系统可以充分利用地热流体的全部能 量，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，但技术上存在着一定的难度。
西藏羊八井地热发电站
4.2
课件 热力发电
效率高：热力发电的效率较高可达到40%以上 环保：热力发电的排放物较少对环境的影响较小 可再生：热力发电可以利用可再生能源如太阳能、风能等 稳定性：热力发电的稳定性较高可以提供稳定的电力供应
工业生产：为工厂提供电力和热能 城市供暖：为城市居民提供供暖服务 农业灌溉：为农田提供灌溉用水 海水淡化：为沿海地区提供淡水资源
生物质热 力发电： 利用生物 质能加热 水或空气 产生蒸汽 推动涡轮 机发电
地热热力发 电：利用地 热能加热水 或空气产生 蒸汽推动涡 轮机发电
海洋能热力 发电：利用 海洋能加热 水或空气产 生蒸汽推动 涡轮机发电
联合应用优 势：提高能 源利用效率 降低环境污 染提高能源 安全性和稳 定性。
汇报人：
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汇报人：
CONTENTS
PRT ONE
PRT TWO
热力发电是一种将热能转化为电能的发电方式 热力发电的主要形式包括蒸汽发电、燃气发电和核能发电 热力发电的过程包括燃料燃烧、热能转换、机械能转换和电能转换 热力发电的优点包括效率高、污染小、可再生能源利用率高等
热力发电是通过燃烧燃料产生热能将热能转化为机械能再将机械能转化为电能的过程。 热力发电的主要设备包括锅炉、汽轮机、发电机和冷却塔等。 热力发电的过程可以分为燃烧、热交换、机械能转换和电能转换四个阶段。 热力发电的效率主要取决于燃料的热值、燃烧效率和机械能转换效率等因素。
添加标题
主要部件：燃烧室、活塞、连杆、 曲轴、涡轮等
排放控制：采用各种技术减少污染 物排放如脱硫、脱硝、除尘等
工作原理：利用热 能转化为电能
主要部件：汽轮机、 发电机、冷凝器、 锅炉等
运行方式：通过燃 烧燃料产生热能推 动汽轮机旋转带动 发电机发电
应用领域：火力发 电厂、核电站等
《低温热源发电应用》课件
某钢铁企业利用炼钢过程中产生的余热进行发电，通过建设余热回收系统和发电装置，实 现了对炼钢余热的回收再利用，不仅节约了能源，还为企业带来了可观的经济效益。
地热发电案例
总结词
地热发电是一种利用地热能进行发电的技术，具有可再生、环保、稳定等优点。
详细描述
地热发电技术在实际应用中，通常采用高温、高压的地热蒸汽或热水作为热源，通过地热发电装置将热能转化为电能 。地热发电技术不仅可以减少对化石燃料的依赖，还可以减少温室气体排放，具有很高的环保价值。
应用领域
广泛应用于工业余热、地 热、海洋温差等低温热源 的利用。
技术特点
具有高效、环保、可持续 等优点，可有效降低能源 消耗和减少环境污染。
低温热源发电技术原理
工作原理
利用热力学原理，通过工质在蒸发、冷凝过程中 吸收和释放热量，将低品位热能转换为电能。
关键技术
高效换热技术、工质循环技术、热电转换技术等 。
Chapter
低温热源发电技术优势
相较于传统的发电方式，低温热 源发电技术排放的污染物较少， 对环境影响较小。
低温热源发电系统设计寿命长， 运行稳定可靠，维护成本相对较 低。
高效能源利用 环保性 灵活性
长寿命与可靠性
低温热源发电技术能够充分利用 低品位热能，提高能源利用效率 。
该技术适用于各种规模和类型的 热源，可以根据实际需求进行定 制和调整。
总结词
低温热源发电技术在其他领域也有广泛应用，如建筑节能、温室农业等。
详细描述
低温热源发电技术在建筑节能领域可用于供暖、制冷等方面，提高建筑的能源利用效率；在温室农业领域可用于 温室加热、灌溉等方面，提高农作物的产量和品质。这些应用场景的拓展将为低温热源发电技术的发展提供更广 阔的空间。
地热发电
我国地热发展趋势
近 10 年,我国对地热资源的勘查开发利用进展迅速,是 我国历 史上最快的时期,勘查,开发利用技术与管理逐步 走向成熟。 一.随着地质勘探技术的进步,目前钻 3000～4000m 的地 热深井已 不是难题,这就使得对地热资源的开发有了新 的思路。 二.油田地区地热资源开发受到了普遍的关注. 三.重视地热资源的综合利用与梯级利用,提高地热资源 的利 用率和经济社会效益.. 四.重视采灌结合,保证地热资源的可持续利用.
地热能的利益
地热能的开发利用无疑会有很好的社会、经济和环 境效益。目前，许多地热资源丰富且开发利用好的国 家，如美国、日本、意大利、冰岛、新西兰及印尼、 菲律宾等，其地热在整个国民经济中已起到一定作用。 例如冰岛，其首都雷克雅未克及其它几个声调供暖全 部地热，仅此一项每年可节省1.3亿美元 (与燃油供暖 相比)。我国地热发电装机容量虽小，但羊八井地热电 站年发电量超过1亿kW· h，在解决拉萨供电方面起着很 大作用，基本上解决了工、农、牧业和人民生活日益 增长的用电要求；另一方面，地热能的开发利用在消 灭无电县方面也能起到举足轻重的作用。据统计，西 藏目前仍有无电县22个，其中大部分地区有高温地热 资源，若能在这些无电县当中发展小功率的模块地热 电站，无疑是一条切实可行的路子。
二、世界地热资源
10 全世界地热资源总储量，据初步估算，约为 1.45* 15 10 J，相当于4.948* t标准煤，数量十分巨大。
26
在各大板块的皎洁处形成了有丰富地热资源的地热带 。从世界范围来说，主要有如下4个地热带：
1. 环太平洋地热带 2. 大西洋洋中瘠型地热带 3. 红海——亚丁湾——东非裂谷型首先流经热交换 器，将地热能传给另一 种低沸点的工作流体， 使之沸腾而产生蒸气。 蒸气进入汽轮机做功后 进入凝汽器，再通过热 交换器从而完成发电循 环，地热水则从热交换 器回流注入地下。
地热能的利用
地热能的利用一、引言地热能是指地球内部存储的热能，是一种可再生的清洁能源。
地热能的利用已经发展了几千年，古代人们就利用温泉进行浴疗。
现代科技的发展使得地热能可以被更加有效地开采和利用，成为了一种重要的新能源。
二、地热资源1. 地热概述地球内部温度高达5000摄氏度，其中大约30%的热量来自于核反应堆，剩余70%则来自于地球形成时释放出来的内部热量。
这些内部热量通过岩浆、岩层等形式存在于地下。
2. 地热资源类型根据温度和产生方式，可以将地热资源分为三类：高温、中温和低温。
高温资源通常在火山活动区域或深层油气田附近产生；中低温资源则分布广泛，如温泉、干湿蒸汽井等。
3. 中国地热资源中国是世界上拥有丰富中低温地热资源的国家之一，主要分布在西南、西北和东北三个地区。
其中，西南地区的云南、四川、贵州等省份是中国地热资源最为丰富的地区。
三、地热能的利用方式1. 直接利用直接利用是指将地下的温度转化为人们可以直接使用的热能，如温泉浴疗、暖气供应等。
这种方式不需要进行能量转换，因此效率较高。
2. 间接利用间接利用则需要通过能量转换设备将地下温度转化为其他形式的能源，如电力、制冷或制热等。
这种方式需要一定的技术和投资成本。
四、地热能的利用领域1. 电力生产利用高温地热资源可以产生电力，这种方式被称为“地热发电”。
目前，全球有超过20个国家在使用地热发电技术。
2. 工业加热中低温地热资源可以被应用于工业加热领域，如纺织、造纸、化工等行业。
这种方式可以替代传统的化石能源加热方式，降低环境污染。
3. 温室供暖中低温地热资源也可以被应用于温室供暖领域，可以提高植物生长的温度和湿度，增加产量。
五、地热能的优点1. 清洁环保地热能是一种清洁的能源，不会产生二氧化碳等污染物质。
2. 可再生地热资源是一种可再生的能源，可以持续利用。
3. 稳定可靠与风能、太阳能等不同，地热资源具有稳定可靠的特点，不受天气、季节等影响。
4. 经济实用利用地热资源可以降低传统化石能源的使用成本，并且在某些领域具有竞争力。
地热能的开发与利用
地热能的开发与利用一、地热能的概念及特点地热能是指地球表面以下各深层次的热源或热水资源所蕴含的能量。
与其他可再生能源相比，地热能具有以下特点：（1）稳定性好，不受气候变化影响；（2）可持续性强，可以长期利用；（3）环保性好，不会导致污染等优点。
因此，地热能被认为是一个非常有前途的新能源。
二、地热能的开发方式地热能的开发方式主要有两种：直接利用、间接利用。
直接利用是指将地热能直接利用于人们的生活和生产中，主要形式包括地热温泉、地热浴、地热供暖、城市地热采暖等。
间接利用则是指将地热能转化为其他形式（如电能、机械能等），再利用于人们的生产和生活中，主要形式包括地热发电、热泵供暖等。
三、地热能的开发现状目前全球已有近90个国家在开展地热能的开发与利用，其中最具代表性的是美国、菲律宾、冰岛、意大利、日本等国家。
美国是地热能最早、最发达的国家之一，其地热发电容量已经超过了3GW。
冰岛是全球地热发电量占比最高的国家，其地热发电量超过了20%。
菲律宾、意大利、日本等国家也都将地热能的开发和利用列为重要的能源战略，将其作为推动本国能源转型的重要手段。
四、中国地热能的开发和利用中国地热资源丰富，是世界上地热资源最为丰富的国家之一。
据相关机构统计，中国地热资源总量达2.7万亿吨标准煤，其中可利用地热资源总量约为1032.9亿吨标准煤，年利用量为15亿吨标准煤。
但是，中国地热能的开发和利用还有一些问题，主要表现为以下几个方面：（1）地热发电的在建项目少，产能较低。
目前，中国地热发电容量只有约30万千瓦，较世界先进水平还有很大的差距。
（2）地热利用领域单一。
中国地热能的利用主要集中在供热领域，其他利用方式的开展还比较缺乏。
（3）地热能的管理方式不完善。
地热能的开发和利用缺乏中央统一规划和管控，一些开采项目的环境保护问题也还存在争议。
综上所述，中国地热能具有开发潜力和利用前景，但需要加强技术创新和政策支持，以扩大地热能在中国能源领域的应用范围，实现中国能源结构的转型与升级。
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蒸汽型地热发电
——凝气式汽轮机 ◆为提高地热电站的机组出力和发电效率，通 常采用凝汽式汽轮机地热蒸汽发电系统在该系 统中，由于蒸汽在汽轮机中能膨胀到很低的压 力，因而能做出更多的功。做功后的蒸汽排入 混合式凝汽器，并在其中被循环水泵打入冷却 水所冷却而凝结成水，然后排走。 ◆在凝汽器中，为保持很低的冷凝压力，即真 空状态，设有两台带有冷却器的射汽抽气器来 抽气，把由地热蒸汽带来的各种不凝结气体和 外界漏入系统中的空气从凝汽器中抽走。 ◆该系统 适用于高温（160℃以上）地热田的 发电，系统简单。
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热水型地热发电
——双循环地热发电系统 ◆也叫低沸点工质法，利用地下热水加热 某种低沸点工质，使其产生具有较高压力 的蒸汽并送入汽轮机。做功后的蒸汽在冷 凝器中凝结，循环使用。地热水要回灌到 地层中。 ◆双循环发电系统的优点： ① 蒸汽压力高，设备尺寸较小，成本较低； ②地热水不接触发电系统，可避免关键设 备的腐蚀。 为了提高地热资源的利用率，还可以考虑 用两级双循环地热发电系统，或者采用闪 蒸与双环两级串联发电系统 。
2
◆地壳:地球的员外面一层，即地球外表相当于鸡蛋壳的部分， 地壳由土层和坚硬的岩石组成，它的厚度各处不一，介于10— 70km之间， ◆地幔:地球的中间部分，即地壳下面相当于鸡蛋白的部分，也 叫做“中间层”，它大部分是熔融状态的岩浆．地幅的厚度约 为2900km,它内硅镁物质组成，温度在1000℃以上. ◆地核:地球的中心，即地球内部相当于鸡蛋黄的部分．地核的 温度在2000—5000 ℃之间，外核深2900—5100km，内核深 5100M以下至地心，一般认为是由铁、镍等重金属组成的
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联合循环地热发电
◆ 1990s中期，以色列一家公司把地热 蒸汽发电和地热水发电系统整合，设计 出一个新的联合循环地热发电系统。 ◆大于150℃的地热流体，经过一次发 电后，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，这就 充分利用了地热流体的热能。 ◆同时，由于是全封闭的系统，在地热 电站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 电系统进行100％的地热水回灌，从而 延长了地热田的使用寿命。
3
利用地热能来进行发电
◆地热发电是地热利用的最重要方式。高温地 热流体应首先应用于发电。 地热发电和火力发 电的原理是一样的，都是利用蒸汽的热能在汽 轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。 ◆地热发电的过程，就是把地下热能首先转变 为机械能，然后再把机械能转变为电能的过程。 要利用地下热能，首先需要有“载热体”把地下 的热能带到地面上来。 ◆目前能够被地热电站利用的载热体，主要是 地下的天然蒸汽和热水。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 要划分为地热蒸汽、地下热水、联合循环和地 下热岩四种发电方式
地热能的发电利用
1
◆所谓地热能，简单地说．就是来自 地下的热能，即地球内部的热能。 ◆据计算，地球陆地以下五公里内， 15摄氏度以上岩石和地下水总含热量 达1.05E25焦尔，相当于9950万亿吨 标准煤。按世界年耗100亿吨标准煤 计算，可满足人类几万年能源之需要. ◆如果把地球上贮存的全部煤炭燃烧 时所放出的热量作为标准来计算、那 么，石油的贮存量约为煤炭的3％，目 前可利用的核燃料的贮存量约为煤炭 的15％，而地热能的总贮存量则为煤 炭的1.7亿倍。
5
蒸汽型地热发电
——背压式汽轮机 ◆最简单的地热干蒸汽发电，是采用 背压式汽轮机地热蒸汽发电系统 工作原理：首先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，然后就可把蒸汽 通入汽轮机做功，驱动发电机发电。 做功后的蒸汽，可直接排入大气；也 可用于工业生产中的加热过程。 应用：这种系统大多用于地热蒸汽中 不凝结气体含量很高的场合，或者综 合利用于工农业生产和人民生活的场 合。
4
两种主要的地热发电形式
◆蒸汽型地热发电 蒸汽型地热发电是把高温地热田中的 干蒸汽直接引人汽轮发电机组发电。 在引人发电机组前先要把蒸汽中所含 的岩屑、矿粒和水滴分离出去。 蒸汽型地热发电系统的类型有： －背压式汽轮机发电系统 －凝汽式汽轮机发电系统 ◆热水型地热发电 适用于中低温地热资源。 低温热水或湿蒸汽不能直接送入汽 轮机，需经一定手段，把热水变成 蒸汽或利用其热量产生别的蒸汽， 才能用于发电。 热水型地热发电，主要有两种方式： －闪蒸地热发电系统 －双循环地热发电系统
9
全流法地热发电系统
当地热井口的全部流体，不经处理直接送进全流膨胀器中做功，充 分地利用地热流体的全部能量。这种系统称为全流法地热发电系统。 全流法比闪蒸地热发电系统中的单级闪蒸法和两级闪燕法地热发电 系统的单 位净输出功率可分别提高60%和30%左右。 全流发电系统就是试图将来自地热井的地热流体(不论 是水或是湿蒸 汽) 通过一台特殊设计的膨胀机,使其一 边膨胀一边做功，最后以汽体的 形式从膨胀机的排汽 口排出.为了适应不同化学成分范围的地热水，特别 是 高温高盐的地热水，膨胀机的设计应该具备这种适应 能力。不过，这 种系统的设备尺寸大，容易结垢、受腐蚀，对地下热水的温度、矿化度 以及不凝气体含量等有较高的要求，虽然从这一 概念的提出到现在已有 20多年的时间，全流地热发电 系统仍未进人商业应用阶段。
7
热水型地热发电
——闪蒸地热发电 ◆闪蒸法也叫“减压扩容法”，就是把低温地热水引入密封容器中，通 过抽气降低容器内的气压，使地热水在较低的温度下沸腾生产蒸汽，体 积膨胀的蒸汽做功推动轮发电机。 适合于地热水质较好且不凝气体含量 较少的地热资源。 ◆如果流体是湿蒸汽，则先进入汽水分离器，分离出的蒸汽送往汽轮机， 分离下来的水进入闪蒸器。 ◆闪蒸可以分为： 1）单级闪蒸地热发电系统(又包括湿蒸汽型和热水型两种)； 2）两级闪蒸地热发电系统； 3）全流法地热发电系统；
8
闪蒸地热发电系统
采用闪蒸法的地热电站，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汽 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。 为提高地热能的利用率， 还可采用两级或多级闪蒸系统。 发电量可增加。 图为一种两级闪蒸发电系统