(一)我国的地热资源
我国地热资源丰富,已发现的温泉有3000多处,其中热储温度大于150℃,可用于发电的约有200处。我国地热可采储量约相当于4626.5亿吨标准煤,资源潜力占全球总量的7.9%。我国是一个以中低温地热资源为主的国家,近10年来地热直接利用均以每年10%速率增长,目前以直接利用设备装机容量的产量居世界之首。表5-15所示为我国地热电站装机容量。
表5-15 我国地热电站装机容量
(续)
注:近十几年我国地热发电增容较小。
(二)地热发电
地热能实质上是一种以流体为载体的热能,地热发电属于热能发电,由于地热资源种类繁多,对温度不同的地热资源,有四种基本地热发电方式,即直接蒸汽发电、扩容发电、中间介质发电和全流循环发电。
1.直接蒸汽发电
直接蒸汽发电又分为两种系统:背压式和凝汽式汽轮机发电系统,如图5-6所示。
图5-6 直接蒸汽发电系统示意
a)背压式汽轮机发电系统 b)凝汽式汽轮机发电系统
2.扩容发电
扩容发电是采用降压扩容的方法从地热水中产生蒸汽。当地热水的压力降到低于它的温度所对应的饱和压力时,地热水就会沸腾,一部分地热水将转换成蒸汽,直到温度下降到等于该压力下所对应的饱和温度时为止,图5-7为扩容发电系统示意。
3.中间介质发电
中间介质发电其特点是采用某种低沸点的流体,如正丁烷、异丁烷、氯乙烷、氨和二氧化碳等作为循环工质。由于这些工质多半是易燃易爆的物质,必须形成封闭的循环,以免泄漏到周围的环境中去。在这种发电方式中,地热水仅作为热源使用,本身并不直接参与到热力循环中去,如图5-8所示。(www.daowen.com)
图5-7 扩容发电系统示意
图5-8 中间介质发电系统示意
4.全流循环发电
全流循环发电是针对热水型地热资源提出的一种新颖的热力循环系统,核心技术是全流膨胀机,地热水进入全流膨胀机进行绝热膨胀,膨胀结束后汽水混合流体进入冷凝器冷凝成水,然后再由水泵将其抽出冷凝器而完成整个热力循环,如图5-9所示。
图5-9 全流循环发电系统示意
(三)地源热泵
地源热泵也称为地热热泵,它是以地热能作为热泵夏季制冷的冷却源、冬季采暖供热的低温热源,同时实现采暖、制冷和生活用热水的一种系统。它用来替代传统的用制冷机和锅炉进行空调、采暖和供热的模式,是改善城市大气环境和节约能源的一种有效途径,也是国内地热能利用一个新的发展方向。
(四)地热制冷空调
利用地热制冷空调或为生产工艺提供所需的低温冷却水是地热能直接利用的一种有效途径。地热制冷是以足够高温度的地热水驱动吸收式制冷系统,制取温度高于7℃的冷冻水,用于空调或生产,地热制冷空调所需的地热水温度一般要求在65℃以上。
地热制冷空调系统主要有地热井、地热深井泵、热交换器、热水循环泵、制冷机、冷却水循环泵、冷却塔、冷冻水循环泵、空调末端设备和控制器等组成,如图5-10所示。2002年研制出的我国第一套地热能100kW两级溴化锂吸收式制冷系统,安装在广东省梅州市五华县汤湖热矿泥山庄。该系统与常规的电压缩制冷系统相比,可节电60%以上,具有很好的社会经济效益。
图5-10 地热制冷空调系统示意
(五)地热供暖
地热供暖在地热直接利用领域中应用最为广泛。地热替代常规能源(煤、石油、天然气)对建筑物进行供暖、供热,已成为改善大气环境的有效途径之一。由于地热供热站占地面积小、运行费用低、资源综合利用收效大、资金回收快,而且对大气污染极小,受到越来越多人们的欢迎。
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