地?zé)岚l(fā)電技術(shù)及技術(shù)難題

1、地?zé)岚l(fā)電技術(shù)及技術(shù)難題地?zé)岚l(fā)電技術(shù)及技術(shù)難題査小桃（成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，四川樂山，614007）摘要摘要：隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)能源的消耗也越來越大化石燃料的大量使用不僅帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞而且資源量也日益減少.因此開發(fā)潔凈的可再生能源成了可持續(xù)發(fā)展的迫切需要作為替代能源之一的地?zé)崮茉慈找媸艿饺藗兊闹匾?地?zé)犭娬緵]有燃料運(yùn)輸設(shè)備沒有龐大的鍋爐設(shè)備沒有灰渣和煙氣對(duì)環(huán)境的污染是比較清潔的能源而且發(fā)電成本較水電、火電都低.關(guān)鍵

2、詞：關(guān)鍵詞：地?zé)岚l(fā)電；地?zé)崽铮换毓?；腐蝕；結(jié)垢中圖分類號(hào)：中圖分類號(hào)：TK529文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AGeothermalpowergenerationtechnologytechnicalproblemsZhaxiaotao(TheEngineeringgeothermalfieldregecrosionscaling1地?zé)岚l(fā)電現(xiàn)狀地?zé)岚l(fā)電現(xiàn)狀1913年第一座裝機(jī)容量025MW的地?zé)犭娬驹谝獯罄ǔ刹⑦\(yùn)行標(biāo)志著商業(yè)性地?zé)岚l(fā)電的開端

3、.目前世界最大的地?zé)犭娬臼敲绹?guó)的蓋瑟爾斯地?zé)犭娬?其第一臺(tái)地?zé)岚l(fā)電機(jī)組(11MW)于1960年啟動(dòng)以后的10年中2#(13MW)、3#(27MW)和4#(27MW)機(jī)組相繼投入運(yùn)行.20世紀(jì)70年代共投產(chǎn)9臺(tái)機(jī)組80年代以后又相繼投產(chǎn)一大批機(jī)組.其中除13#機(jī)組容量為135MW外其余多為110MW機(jī)組.地?zé)岚l(fā)電至今已有近百年的歷史而且有了較大規(guī)模的發(fā)展可見地?zé)岚l(fā)電能夠可靠、安全和可持續(xù)性地運(yùn)行.地?zé)岚l(fā)電在我國(guó)也有較大的發(fā)展.1970年廣

4、東豐順建成第一座地?zé)犭娬緳C(jī)組功率為0.1MW.隨后河北懷來、西藏羊八井等地也建了地?zé)犭娬?到目前為止西藏羊八井地?zé)犭娬臼俏覈?guó)最大、運(yùn)行最久的地?zé)犭娬疽恢痹诎踩?、穩(wěn)定發(fā)電.羊八井地?zé)犭娬狙b機(jī)容量已達(dá)到9臺(tái)共2518MW機(jī)組最大單機(jī)容量為3MW等級(jí).目前國(guó)內(nèi)可以獨(dú)立建造30MW以上規(guī)模的地?zé)犭娬締螜C(jī)可以達(dá)到10MW截止到2007年我國(guó)地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量為32MW.目前羊八井電站還具有很大的開發(fā)潛力.同時(shí)羊八井地?zé)崽镂髂?5km處的羊易地?zé)崽镆?/p>

5、是一個(gè)亟待開發(fā)的高溫地?zé)崽?另外云南省的地?zé)豳Y源也十分豐富如騰沖地區(qū)是中國(guó)大陸有名的高溫地?zé)釁^(qū)也是中國(guó)大陸?yīng)氁粺o二的火山熱區(qū)地質(zhì)普查顯示全區(qū)有27個(gè)高溫地?zé)崽锏珔s沒有建成一座地?zé)岚l(fā)電站.據(jù)2005年世界地?zé)岽髸?huì)的統(tǒng)計(jì)世界上有24個(gè)國(guó)家建設(shè)了地?zé)岚l(fā)電站(2000年的統(tǒng)計(jì)為19個(gè)國(guó)家)世界地?zé)岚l(fā)電總裝機(jī)容量為8900MW目前運(yùn)行容量為8000MW.該數(shù)據(jù)比2000年增長(zhǎng)了12%.2003年地?zé)岚l(fā)電總量為57000GWh比2000年增長(zhǎng)了15

6、%預(yù)測(cè)至2010年有望達(dá)到10815MW的總裝機(jī)容量.美國(guó)地?zé)岚l(fā)電能力的因此即使是礦化程度很高的熱鹵水也可以用來發(fā)電且不存在對(duì)環(huán)境的污染.同時(shí)由于系統(tǒng)是全封閉的即使在地?zé)犭娬局幸矝]有刺鼻的硫化氫味道因而是100%的環(huán)保型地?zé)嵯到y(tǒng).這種地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)采用100%的地?zé)崴毓鄰亩娱L(zhǎng)了地?zé)崽锏氖褂脡勖?24利用地下熱巖石發(fā)電利用地下熱巖石發(fā)電1)熱干巖過程法.與那些只從火山活動(dòng)頻繁地區(qū)的溫泉中提取熱能的方法相比熱干巖過程法將不受地理?xiàng)l件限制可

7、以在任何地方進(jìn)行熱能開采.首先將水通過壓力泵壓入地下4~6km深處此處巖石層的溫度大約在200℃左右.水在高溫巖石層被加熱后通過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(jī)將熱能轉(zhuǎn)化成電能.同時(shí)推動(dòng)汽輪機(jī)工作的熱水經(jīng)冷卻后可重新輸入地下供循環(huán)使用.這種地?zé)岚l(fā)電的成本與其他再生能源的發(fā)電成本相比是有競(jìng)爭(zhēng)力的而且這種方法在發(fā)電過程中不產(chǎn)生廢水、廢氣等污染所以它是一種未來的新能源.2)巖漿發(fā)電.在現(xiàn)在的地?zé)岚l(fā)電中地?zé)醿?chǔ)層中的熱

8、源是地下深部的融熔巖漿.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.到目前為止在夏威夷進(jìn)行了鉆井研究想用噴水式鉆頭把井鉆到巖漿溫度為1020~1170℃的巖漿中并深入巖漿29m但就這也只是淺地表的個(gè)別情況.如果真正鉆到地下幾千米才能鉆到巖漿采用現(xiàn)有技術(shù)也是很難實(shí)現(xiàn)的.另外對(duì)從巖漿中提取熱量目前也只是進(jìn)行了理論上的研究.圖23需要解決的重大技術(shù)難題需要解決的重大技術(shù)難

9、題目前有3個(gè)重大技術(shù)難題阻礙了地?zé)岚l(fā)電的發(fā)展即地?zé)崽锏幕毓唷⒏g和結(jié)垢.31地?zé)崽锏幕毓嗟責(zé)崽锏幕毓嗟責(zé)崴泻写罅康挠卸镜V物質(zhì).例如我國(guó)羊八井的地?zé)崴泻辛?、汞、砷、氟等多種有害元素地?zé)岚l(fā)電后大量的熱排水直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響.地?zé)峄毓嗍前呀?jīng)過利用的地?zé)崃黧w或其他水源通過地?zé)峄毓嗑匦伦⒒責(zé)醿?chǔ)層段的方法.回灌不僅可以很好地解決地?zé)釓U水問題還可以改善或恢復(fù)熱儲(chǔ)的產(chǎn)熱能力保持熱儲(chǔ)的流體壓力維持地?zé)崽锏拈_采條件.但回灌技術(shù)要求復(fù)雜且

10、成本高至今未能大范圍推廣使用如果不能有效解決回灌問題將會(huì)影響地?zé)犭娬镜牧㈨?xiàng)和發(fā)展.因此地?zé)峄毓嗍秦叫杞鉀Q的關(guān)鍵問題.如果地?zé)崃黧w是在開放系統(tǒng)里利用則廢水一般在回灌之前必須先在水塘或水箱之中沉降以除去懸浮狀固體物質(zhì).有時(shí)可以用過濾裝置達(dá)到這一目的.為了減少腐蝕性廢水可能還需要進(jìn)行化學(xué)或物理法脫氣最后通過回灌井注入地?zé)醿?chǔ).回灌有時(shí)單靠重力即可實(shí)現(xiàn)因?yàn)檩^涼和密度較大的地?zé)釓U水具有較高的重力壓頭.如果資源屬于以液體水為主的性質(zhì)則流體尚可以在分離

11、器(閃蒸器)壓力下回灌或者在一次換熱器(雙工質(zhì)系統(tǒng))地?zé)崃黧w壓力下回灌.對(duì)地?zé)醿?chǔ)回灌的可行性評(píng)價(jià)要考慮以下幾個(gè)重要方面:①最優(yōu)地點(diǎn)的選擇②鉆井和井孔運(yùn)行費(fèi)用與其他排放方法費(fèi)用之比較③某一速率回灌所要求的壓力以及回灌量隨時(shí)間的衰減等運(yùn)行方面的問題.回灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)能使回灌井和生產(chǎn)井間的走行路徑和流動(dòng)時(shí)間實(shí)現(xiàn)最大化只有這樣才能防止生產(chǎn)層的水發(fā)生快速冷卻.同時(shí)水又應(yīng)當(dāng)充分地注入生產(chǎn)熱儲(chǔ)以盡量減小熱儲(chǔ)壓力的衰減.確定最優(yōu)回灌方案的關(guān)鍵因素是熱儲(chǔ)