中國地熱資源按其屬性可分為幾類(lèi)？

  ①高溫（〉150℃）對流型地熱資源，這類(lèi)資源主要分布在西藏、騰沖現代火山區及臺灣，前二者屬地中海地熱帶中的東延部分，而臺灣位居環(huán)太平洋地熱帶中。

 

  ②中溫（90-150℃）、低溫（〈90℃）對流型地熱資源，主要分布在沿海一帶如廣東、福建、海南等省區；

 

  ③中低溫傳導型地熱資源  中國地熱資源多為低溫地熱 ，主要分布在西藏、四川、華北、松遼和蘇北。有利于發(fā)電的高溫地熱資源，主要分布在滇、藏、川西和臺灣 。據估計，喜馬拉雅山地帶高溫地熱有255處 5800MW。迄今運行的地熱電站有 5處出27.78MW，中國尚有大量高低溫地熱 ，尤其是西部地熱亟待開(kāi)發(fā)地熱發(fā)電信息。

 

  中國最著(zhù)名的地熱發(fā)電在西藏羊八井鎮。羊八井地熱位于拉薩市西北90公里的當雄縣境內，據介紹，這里有規模宏大的噴泉與間歇噴泉、溫泉、熱泉、沸泉、熱水湖等，地熱田面積達17.1平方公里，是我國目前已探明的最大高溫地熱濕蒸汽田，這里的地熱水溫度保持在47℃左右，是我國大陸開(kāi)發(fā)的第一個(gè)濕蒸汽田，也是世界上海拔最高的地熱發(fā)電站。過(guò)去，這里只是一塊綠草如茵的牧場(chǎng)，從地下汩汩冒出的熱水奔流不息、熱汽日夜蒸騰。

 

  1975年，西藏第三地質(zhì)大隊用巖心鉆在羊八井打出了我國第一口濕蒸汽井，第二年我國大陸第一臺兆瓦級地熱發(fā)電機組在這里成功發(fā)電。

 

  位于藏北羊井草原深處的羊八井地熱電廠(chǎng)，是我國目前最大的地熱試驗基地，也是當今世界唯一利用中溫淺層熱儲資源進(jìn)行工業(yè)性發(fā)電的電廠(chǎng)，同時(shí)，羊八井地熱電廠(chǎng)還是藏中電網(wǎng)的骨干電源之一，年發(fā)電量在拉薩電網(wǎng)中占45％。 國內對于地熱的利用現狀 已投產(chǎn)運行的地熱電站  我國最早的地熱發(fā)電是在廣東省豐順縣鄧屋， 利用92度地下熱水發(fā)電成功。當時(shí)首次試驗成功是86kW，后來(lái)又逐漸完善到300千瓦裝機容量，一直運行到2008年。上世紀70年代，世界第一次石油危機爆發(fā)。當時(shí)我國建起了7個(gè)中低溫地熱發(fā)電廠(chǎng)，除上面談到的，還有湖南省寧鄉縣灰湯300千瓦, 河北省懷來(lái)縣后郝窯200千瓦, 山東省招遠縣湯東泉300千瓦, 遼寧省蓋縣熊岳200千瓦, 廣西壯族自治區象州市熱水村200千瓦和江西省宜春縣溫湯100千瓦。其中溫度最低的為67度的江西宜春縣溫湯，裝機容量為100千瓦。但是由于當時(shí)的歷史時(shí)代，沒(méi)有在國際上發(fā)表論文，因此缺失了文獻記載。2006年美國才在阿拉斯加州建成了74度溫泉地熱發(fā)電200千瓦，但因為發(fā)表了論文，最終被稱(chēng)為是“世界最低溫度發(fā)電”。這7座電廠(chǎng)中有5座于上世紀70年代末就陸續關(guān)停了，后兩座也于上世紀90年代初關(guān)閉。其原因主要是因為這類(lèi)地熱發(fā)電在技術(shù)上可行，但在當時(shí)的歷史條件下經(jīng)濟上不可行，不具備商業(yè)性。

 

  高溫地熱蒸汽發(fā)電卻為我國西藏經(jīng)濟的發(fā)展做出了較大貢獻。上世紀70年代中期開(kāi)始在西藏羊八井進(jìn)行地熱田勘探，同時(shí)地熱電廠(chǎng)的設計和籌建同步進(jìn)行。1977年國慶節前夕，1000千瓦的高溫地熱發(fā)電試驗機組發(fā)電成功。截至1991年，陸續完成8臺機組安裝，使羊八井地熱電廠(chǎng)達到25.1兆瓦的總裝機容量。至今, 羊八井地熱電廠(chǎng)每年運行6000小時(shí)以上, 年發(fā)電在1.2億千瓦時(shí)以上。目前羊八井地熱電站已開(kāi)發(fā)的主要是淺層資源，而儲藏于地表1400米以下的“大儲量、高品質(zhì)”的地熱資源尚未開(kāi)發(fā)，這部分深層地熱的總裝機容量保守估計至少為3萬(wàn)千瓦。羊八井地熱電站未來(lái)開(kāi)發(fā)潛力巨大。 展望  一個(gè)典型的地熱電站項目的成本預算大致可劃分為：勘探占5%，評估占1%,許可證占1%,地熱井占23% ,地熱流體采集系統占7% ,電站占57% ,輸配電占4%. 其中,電站和地熱井部分的成本占到了總成本的80% ,所以這兩方面的工程技術(shù)是發(fā)展的重點(diǎn)。

 

  我國是世界上利用地熱采暖的大國,多年來(lái)在熱儲工程和地熱井方面取得了長(cháng)足發(fā)展。我國各地幾乎都有地熱井,地熱井的最大深度已達到4000米。但是,多年來(lái)我國地熱能發(fā)電卻基本上處于停滯狀態(tài)。雖然羊八井地熱電站在地熱流體采集系統設計、閃蒸蒸汽熱力系統設計、回灌系統設計、電站運行和管理等方面積累了一定經(jīng)驗,但羊八井地熱電站設備的設計制造技術(shù)嚴重老化,一些重要設備如汽水分離器和過(guò)濾器等還沒(méi)有投入應用,非常缺乏先進(jìn)的地熱發(fā)電設備設計制造技術(shù)和成套設備的集成技術(shù)。相比較而言,地熱發(fā)電設備設計制造和集成技術(shù)的發(fā)展遠遠落后于地熱能發(fā)電的其他技術(shù)。

 

  因此,近期地熱能發(fā)電優(yōu)先發(fā)展的方向應是提高地熱發(fā)電設備設計制造技術(shù)水平和集成技術(shù)水平。我國完全具備盡快發(fā)展地熱發(fā)電設備設計制造技術(shù)和集成技術(shù)的條件和基礎。地熱電站發(fā)電設備與常規電站發(fā)電設備基本類(lèi)似,比如地熱汽輪機與火電機組低壓缸的濕蒸汽部分相似。但需認識到：應當牢牢抓住地熱能發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn),如腐蝕、結垢等方面進(jìn)行深入的研究,才能開(kāi)發(fā)出適用于地熱能發(fā)電的高性能設備。對于利用中間介質(zhì)系統的發(fā)電設備,則需要有更多的投入。

 

  近幾年，有研究人員嘗試著(zhù)將不同的發(fā)電系統進(jìn)行整合，較為可行的為中科院廣州能源所提出的“閃蒸—雙工質(zhì)循環(huán)聯(lián)合地熱發(fā)電系統”，該系統主要是將閃蒸器的排污出水回流入傳統雙工質(zhì)的蒸發(fā)器內，進(jìn)行熱量進(jìn)行回收。同時(shí)在傳統雙介質(zhì)系統的蒸發(fā)器前段加入一個(gè)預熱器，從而提高工作介質(zhì)工況，達到充分利用地熱資源的目的。

 

  此外，在大力發(fā)展單純地熱發(fā)電項目的同時(shí)，發(fā)展電熱聯(lián)產(chǎn)事業(yè)是大有可為的。從全球范圍來(lái)看, 地熱電站都是與旅游事業(yè)緊密聯(lián)系在一起的，中國西藏自治區的羊八井地熱電站就被定為旅游勝地。將地熱項目參觀(guān)、溫泉、旅游度假相結合，也是一個(gè)綠色低碳的創(chuàng )收點(diǎn)。

 

  按照地熱資源儲存形式，可分為蒸汽型、熱水型、地壓型、干熱巖型和熔巖型5大類(lèi)。根據其溫度不同劃分為高、中、低溫地熱，但劃分方式略有不同。一般認為小于90度的為低溫、90-160度為中溫、大于160度為高溫。在我國，多數時(shí)候將超過(guò)150度的地熱資源成為高溫地熱，低于150度的為低溫地熱。

 

  地熱發(fā)電原理及技術(shù)

 

  根據可利用地熱資源的特點(diǎn)以及采用技術(shù)方案的不同，地熱發(fā)電主要分為地熱蒸汽、地下熱水、聯(lián)合循環(huán)和地下熱巖4種方式。蒸汽發(fā)電法、擴容（閃蒸法）發(fā)電法、中間介質(zhì)（雙循環(huán)式）發(fā)電法和全流循環(huán)式發(fā)電法。

 

  地熱蒸汽發(fā)電

 

  工作原理: 把干蒸汽從蒸汽井中引出，先加以?xún)艋?，?jīng)過(guò)分離器分離出所含的固體雜質(zhì)， 然后使蒸汽做功發(fā)電。

 

  凝汽式發(fā)電   做功后的蒸汽通常排入混合式凝汽器， 冷卻后再排出。適用于高溫( 160度以上)地熱田的發(fā)電。

 

  閃蒸系統地熱發(fā)電  用100℃以下的地下熱水發(fā)電，是如何把地下熱水轉變?yōu)檎羝麃?lái)做功的呢？水的沸點(diǎn)和氣壓有關(guān)，在101.325kPa下，水在100℃沸騰。如果氣壓降低，水的沸點(diǎn)也相應地降低。 5O.663kPa時(shí)，水的沸點(diǎn)降到81℃；20.265kPa時(shí)，水的沸點(diǎn)為60℃;而在3.04kPa時(shí)，水在24℃就沸騰。

 

  根據水的沸點(diǎn)和壓力之間的這種關(guān)系，我們就可以把100℃以下的地下熱水送入一個(gè)密閉的容器中抽氣降壓，使溫度不太高的地下熱水因氣壓降低而沸騰，變成蒸汽。由于熱水降壓蒸發(fā)的速度很快，是一種閃急蒸發(fā)過(guò)程，同時(shí)熱水蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽時(shí)它的體積要迅速擴大，所以這個(gè)容器就叫做 “閃蒸器”或“擴容器”。這種方法叫做“閃蒸法地熱發(fā)電系統”或“擴容法地熱發(fā)電系統”。它又可以分為單級閃蒸法發(fā)電系統、兩級閃蒸法發(fā)電系統和全流法發(fā)電系統等。

 

  兩級閃蒸法發(fā)電系統，可比單級閃蒸法發(fā)電系統增加發(fā)電能力15～20％；全流法發(fā)電系統，可比單級閃蒸法和兩級閃蒸法發(fā)電系統的單位凈輸出功率，分別提高60％和30％左右。采用閃蒸法的地熱電站，基本上是沿用火力發(fā)電廠(chǎng)的技術(shù)，即將地下熱水送人減壓設備——擴容器，產(chǎn)生低壓水蒸氣，導人汽輪機做功。在熱水溫度低于 100℃時(shí)，全熱力系統處于負壓狀態(tài)。這種電站，設備簡(jiǎn)單，易于制造，可以采用混合式熱交換器。缺點(diǎn)是，設備尺寸大，容易腐蝕結垢， 熱效率較低。由于系直接以地下熱水蒸氣為工質(zhì)，因而對于地下熱水的溫度、礦化度以及不凝氣體含量等有較高的要求。

 

  中間介質(zhì)法地熱發(fā)電（雙循環(huán)）。

 

  通過(guò)熱交換器利用地下熱水來(lái)加熱某種低沸點(diǎn)的工質(zhì)，使之變?yōu)檎魵?，然后以此蒸汽去推?dòng)氣輪機，并帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。因此，在這種發(fā)電系統中，采用兩種流體：一種是采用地熱流體作熱源；另一種是采用低沸點(diǎn)工質(zhì)流體作為一種工作介質(zhì)來(lái)完成將地下熱水的熱能轉變?yōu)闄C械能。所謂雙流系統地熱發(fā)電即是由此而得名的。常用的低沸點(diǎn)工質(zhì)有氯乙烷、正丁烷、異丁烷、氟利昂-11、氟利昂-12等。在常壓下，水的沸點(diǎn)為100℃，而低沸點(diǎn)的工質(zhì)在常壓下的沸點(diǎn)要比水的沸點(diǎn)低得多。

 

  例如，氯乙烷在常壓下的沸點(diǎn)為12.4℃，正丁烷為-0.5℃，異丁烷為-11.7℃，氟利昂-11為24℃，氟利昂-12為-29.8℃。這些低沸點(diǎn)工質(zhì)的沸點(diǎn)與壓力之間存在著(zhù)嚴格的對應關(guān)系。例如，異丁烷在425.565kPa時(shí)沸點(diǎn)為32℃，在911.925kPa時(shí)為60.9℃；氯乙烷在101.25kPa時(shí)為12.4℃,16 2．12kPa時(shí)為25℃，354.638kPa時(shí)為50℃，445．83kPa時(shí)為60℃。根據低沸點(diǎn)工質(zhì)的這種特點(diǎn)，我們就可以用100℃以下的地下熱水加熱低沸點(diǎn)工質(zhì)，使它產(chǎn)生具有較高壓力的蒸氣來(lái)推動(dòng)汽輪機做功。這些蒸氣在冷凝器中凝結后，用泵把低沸點(diǎn)工質(zhì)重新打回熱交換器，以循環(huán)使用。這種發(fā)電方法的優(yōu)點(diǎn)是，利用低溫位熱能的熱效率較高，設備緊湊，汽輪機的尺寸小，易于適應化學(xué)成分比較復雜的地下熱水。

 

  缺點(diǎn)是，不象擴容法那樣可以方便地使用混合式蒸發(fā)器和冷凝器；大部分低沸點(diǎn)工質(zhì)傳熱性都比水差，采用此方式需有相當大的金屬換熱面積；低沸點(diǎn)工質(zhì)價(jià)格較高，來(lái)源欠廣，有些低沸點(diǎn)工質(zhì)還有易燃、易爆、有毒、不穩定、對金屬有腐蝕等特性。  此種系統又可分為單級雙流地熱發(fā)電系統、兩級雙流地熱發(fā)電系統和閃蒸與雙流兩級串聯(lián)發(fā)電系統等。單級雙流發(fā)電系統發(fā)電后的熱排水還有很高的溫度，可達50～60℃。兩級雙流地熱發(fā)電系統，就是利用排水中的熱量再次發(fā)電的系統。采用兩級利用方案，各級蒸發(fā)器中的蒸發(fā)壓力要綜合考慮，選擇最佳數值。如果這些數值選擇合理，那么在地下熱水的水量和溫度一定的情況下，一般可提高發(fā)電量20％左右。這一系統的優(yōu)點(diǎn)是，能更充分地利用地 下熱水的熱量，降低電的熱水消耗率；缺點(diǎn)是，增加了設備的投資和運行的復雜性。

 

  聯(lián)合循環(huán)發(fā)電  聯(lián)合循環(huán)地熱發(fā)電系統就是把蒸汽發(fā)電和地熱水發(fā)電2種系統合二為一，它最大的優(yōu)點(diǎn)就是適用于高于150度的高溫地熱流體發(fā)電，經(jīng)過(guò)一次發(fā)電后的流體，在不低于120 的工況下，再進(jìn)入雙工質(zhì)發(fā)電系統，進(jìn)行二次做功，充分利用了地熱流體的熱能，既提高了發(fā)電效率，又將經(jīng)過(guò)一次發(fā)電后的排放尾水進(jìn)行再利用，大大節約了資源。該系統從生產(chǎn)井到發(fā)電，再到最后回灌到熱儲，整個(gè)過(guò)程都是在全封閉系統中運行的，因此，即使是礦化程度很高的熱鹵水也可以用來(lái)發(fā)電，且不存在對環(huán)境的污染。同時(shí)，由于系統是全封閉的，即使在地熱電站中也沒(méi)有刺鼻的硫化氫味道，因而是100% 的環(huán)保型地熱系統。這種地熱發(fā)電系統采用100%的地熱水回灌，從而延長(cháng)了地熱田的使用壽命。

 

  利用地下熱巖石發(fā)電熱干巖過(guò)程法。

 

  熱干巖過(guò)程法不受地理條件限制，可以在任何地方進(jìn)行熱能開(kāi)采。首先將水通過(guò)壓力泵壓入地下4~ 6 km 深處，此處巖石層的溫度大約在200度左右。水在高溫巖石層被加熱后，通過(guò)管道加壓被提取到地面并輸入到熱交換器中，熱交換器推動(dòng)汽輪發(fā)電機將熱能轉化成電能。同時(shí)做完功后的熱水經(jīng)冷卻后可重新輸入地下供循環(huán)使用。這種地熱發(fā)電的成本與其他再生能源的發(fā)電成本相比是有競爭力的，而且這種方法在發(fā)電過(guò)程中不產(chǎn)生廢水、廢氣等污染，所以它是一種未來(lái)的新能源。

 

  巖漿發(fā)電。

 

  所謂巖漿發(fā)電就是把井鉆到巖漿處，直接獲取那里的熱量。這一方式在技術(shù)上是否可行，是否能把井鉆至高溫巖漿處，人們一直在研究中。如果真正鉆到地下幾千米才能鉆到巖漿， 采用現有技術(shù)也是很難實(shí)現的。另外， 對從巖漿中提取熱量，目前也只是進(jìn)行了理論上的研究。