同济大学：《新能源》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五讲 地热能利用技术

●●地热能

地热能

●●● 我们人类居住的这个星球,很像是一个巨大的“热水瓶”,外凉内热, 而且是越往里温度越高。人们把蕴藏于地球内部的热能称为“地热能”。地 球通过火山爆发和温泉外溢等途径,将其内部蕴藏的热能源源不断地输送到 地面上来。 地热能来源于地球深处的热能,它源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地热资源是非 常巨大的,但是不可能都开发利用,在技术上也无法达到.地质钻探也有一个极限,总不可能将 地球钻透。因此,目前国际上把地热资源的范围规定在地壳表层以下5000米深度以内,温度在 150℃以上的岩石和热流体所合的热量。 据估计,全世界地热资源总量相当于4948万亿吨标准煤,据不完全统计,我国已査明地热 资源相当于2000万亿吨标准煤。西藏、云南、四川、广东、福建等地的温泉多达1503处,占 全国温泉总数的61.3%。在全国121个水温高于80℃的温泉中,云南,西藏占62%,广东、福 建占182%,其他省区不足1/5

我们人类居住的这个星球，很像是一个巨大的“热水瓶”，外凉内热， 而且是越往里温度越高。人们把蕴藏于地球内部的热能称为“地热能”。地 球通过火山爆发和温泉外溢等途径，将其内部蕴藏的热能源源不断地输送到 地面上来

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●●● 地壳地幔 外核内核 p咀 4 3口口 2口口 1 000 2口4口6口DD 深度/Lm 地球内部推测温度分布曲线

地球内部推测温度分布曲线

●●● 地热资源一般包括低温水热系统、地压地热系统、干热岩系统、熔岩系 统等。 低温水热系统为蒸汽地热田和热水地热田两种.蒸汽田易于开发,但储量 很小,只占地热资源的0.5%,而地热水资源的储量较大,占地热资源的10% 左右。其温度范围也很广,从接近于室温到高达390℃C。地压地热系统是指在 高压下由深部地层可以提取的含有可溶性甲烷(沼气)的高盐分热水,水温可达 50~250°C左右 干热岩系统是地层深处具有150~650°℃C左右温度的热岩层,这里由于渗透 性差,不存在流体,所以叫做干热岩。 熔岩系统是指温度为650~1200°℃处于塑性状态或完全熔化的熔岩.其埋 藏部位最深,据估计约占已探明地热资源的40%

地热资源一般包括低温水热系统、地压地热系统、干热岩系统、熔岩系 统等。 低温水热系统为蒸汽地热田和热水地热田两种．蒸汽田易于开发，但储量 很小，只占地热资源的0.5%，而地热水资源的储量较大，占地热资源的10% 左右。其温度范围也很广，从接近于室温到高达390℃。 地压地热系统是指在 高压下由深部地层可以提取的含有可溶性甲烷(沼气)的高盐分热水，水温可达l 50~250℃左右。 干热岩系统是地层深处具有150~650℃左右温度的热岩层，这里由于渗透 性差，不存在流体，所以叫做干热岩。 熔岩系统是指温度为650~1200℃处于塑性状态或完全熔化的熔岩．其埋 藏部位最深，据估计约占已探明地热资源的40％

●●● 地热资源的利用主要是热水资源的开发,不过近年来,美国等国家正在着手进行干热岩的试 验性开发研究.而地压资源和熔岩资源的利用还处于设想阶段。 地热能的利用可分为直接利用和地热发电两大类。在工业上,地热能可用于加热、干燥、制 冷、脱水加工、提取化学元素、海水淡化等方面。在农业生产上,地热能可用于温室育苗、栽培 作物、养殖禽畜和鱼类等。例如,地处高纬度的冰岛不仅以地热温室种植蔬菜、水果、花卉和香 蕉,近年来又栽培了咖啡、橡胶等热带经济作物。 地热能直接利用于烹饪、沐浴及暖房,已有悠久的历史。至今,天然温泉与人工开采的地下 热水仍被人类广泛使用。据联合国统计,世界地热水的直接利用远远超过地热发电。中国的地热 水直接利用居世界首位,其次是日本。 意大利在1904年首先利用地热在拉德瑞罗建立了第一座天然蒸汽试验电站,1913年正式运 行,装机容量为250千瓦.在此之后,许多国家也相继投资建立各种不同类型的地热电站

●●● 地热能直接利用于烹饪、沐浴及暖房,已有悠久的历史。至今,天然温泉 与人工开采的地下热水仍被人类广泛使用。据联合国统计,世界地热水的直接 利用远远超过地热发电。中国的地热水直接利用居世界首位,其次是日本。 地热水的直接用途非常广泛,主要有采暖空调、工业烘干、农业温室、水 产养殖、旅温泉疗养保健等。 a district hea ting system in Kla math Falls, Oregon keeps sidewalks clear

地热能直接利用于烹饪、沐浴及暖房，已有悠久的历史。至今，天然温泉 与人工开采的地下热水仍被人类广泛使用。据联合国统计，世界地热水的直接 利用远远超过地热发电。中国的地热水直接利用居世界首位，其次是日本。 地热水的直接用途非常广泛，主要有采暖空调、工业烘干、农业温室、水 产养殖、旅温泉疗养保健等

●●● Geo themally Heated Greenhouse in Colorado Greenhouse in Colorado 地热务农

地热务农

52N A fish farm in Colorado 地热养殖

地热养殖

●●●利用地热能来进行发电其好处很多 建造电站的投资少,通常低于水电站; 发电成本比火电、核电及水电都低; 发电设备的利用时间较长; 地热能比较干净,不会污染环境; 发电用过的蒸汽和热水,还可以再加以利用,如取暖、洗浴、医疗、化 工生产等。 我国地热发电事业仍处于试验阶段,1970年在广东丰顺县邓屋建成我国策一座地热电站。电 站采用扩容减压法,地热水温为91℃,汽轮机的进汽压力为0.28大气压.进汽温度为68℃,进 汽量为3000kg/h,排汽压力为0.05大气压。以后相继在河北、江西、西藏、福建、湖南等地建立 了一批地热试验电站,其中容量最大的为西藏羊八井地热电站,是全国首次利用高温地热湿蒸汽 发电的地热机组。地热发电在我国很有潜力,现已受到各方面的普遍重视,相信不久的将来会有 较大的发展。 地热发电系统主要有地热蒸汽发电系统、地热水发电系统、干热岩发电系统等。 地热蒸汽发电系统(见图3-2-19)是利用地热蒸汽推动汽轮机运转,产生电能。该系统技术 成熟、运行安全可靠,是地热发电的主要形式。西藏羊八井地热电站采用的使是这种形式。但是 蒸汽资源十分有限,且开采技术难度大

利用地热能来进行发电其好处很多： ➢ 建造电站的投资少，通常低于水电站； ➢ 发电成本比火电、核电及水电都低； ➢ 发电设备的利用时间较长； ➢ 地热能比较干净，不会污染环境； ➢ 发电用过的蒸汽和热水，还可以再加以利用，如取暖、洗浴、医 疗、化 工生产等