我国地热发电现状与展望.doc
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1、我国地热发电现状与展望地热能是蕴藏在地球内部的一种潜力巨大的可再生能源,实际上包括两类介质;一种是岩体热资源;另一种是水(矿)热资源。地热利用可以分为地热发电和地热直接利用两大类。经过几十年几代人的努力,目前,常规地热也就是水热型地热的直接开发利用,我国已处于世界先进水平,利用的地热能总量居世界前列。相对而言,地热发电近30年来发展缓慢,中低温地热发电停滞,高温地热发电装机容量很小,干热岩资源发电尚属空白。本文对我国地热发电的历史、现状作简要介绍,并对开发前景进行分析。一、地热发电技术要让地热发电,首先要将热能转化成动能,然后将动能再转变成电能。用于发电的地热资源,主要有三种,即水热资源、地压
2、资源、干热岩资源。目前只有水热资源用于商业发电,其余还处于试验阶段。作为地下热能的载热体可以是蒸汽或是热水,因此地热发电分为地热蒸汽发电和地下热水发电两大类。地热蒸汽发电最为简单,因为地热蒸汽既是载热体又是工质。地下热水发电须先汽水分离,水要排掉,使蒸汽进入汽轮机做功,这种系统叫闪蒸系统(减压扩容系统);或利用地下热水来加热某种低沸点工质,进入汽轮机做功,这种系统称双流体系统(低沸点双工质系统);还有一种全流系统,将汽水混合物直接送入一个膨胀机做功,产生机械功带动发电机发电。目前实际应用的地热能发电技术主要有扩容闪蒸法、双工质法、螺杆膨胀动力机组。二、我国地热发电历史与现状(一)中低温地热流体
3、发电20世纪70年代,我国先后在广东、江西、湖南、广西、山东、辽宁、河北等地共建成7处、利用100以下中低温地热流体发电的小型地热试验电站:1970年广东丰顺县邓屋,利用92地下热流体采用闪蒸法发电试验成功,当时的地质部部长李四光先生还发去了贺电。首次发电装机容量为86kW。1978年采用双工质法的第二台试验机组发电量为200kW。1984年第三台300kW机组投入生产。其中1号机组、2号机组完成试验不久后都停运了,3号机组(300kW,水温92,闪蒸)一直运行至2008年因设备老化、腐蚀等问题停运。1971年在江西宜春县建立的温汤地热试验发电站(2台机组装机容量100kW),是世界上因地制宜
4、利用中低温地热水发电的范例。温汤热水温度只有67,设计为一套双循环地热发电试验装置,工质采用氯乙烷。由于氯乙烷的沸点只有12.5,当67的热水流入蒸发器,加热器内的低沸点工质氯乙烷立即汽化,蒸汽压力立即升高,主汽门一开,蒸汽就推动汽轮发电机组发电。厂用电只需一台7kW工质泵,就能得到50kW的净电。这是全世界地热水温度最低的一座小型地热试验电站(美国阿拉斯加Chena电站记录的世界上中低温地热发电下限为74),整个电站的厂用电也是最少的,非常成功,这一成果还获得了1978年全国科学大会奖。湖南宁乡县灰汤地热试验电站也是一个比较成功的电站,1975年建成,利用98的温泉,年装机容量为300kW,
5、电站由省电力系统统一管理,设备的建造和维护正规,正常运行30多年后到2008年终因设备老化停运。河北怀来县后郝窑,利用85的地热流体建立发电站,也是采用双循环发电系统,工质为氯乙烷,装机容量为200kW。辽宁营口市熊岳地热试验电站,热水温度84,采用正丁烷作为双循环发电系统的工质,装机容量为200 kW。山东招远县汤东泉地热电站,热水温度98,装机容量为300kW。广西象州市热水村地热电站,热水温度79,装机容量200kW。从以上资料可以看出:我国的中低温地热电站基本上是在计划经济时代建立的,虽然总装机容量1.6MW微不足道,但都是当时科学工作者因地制宜、自主探索获得的宝贵经验,创造了利用67
6、地热流体的世界最低温度发电历史,没用进口设备,没请外国专家,都是大学老师出图纸,工厂试生产,其技术是与世界同步的扩容闪蒸法和双工质循环法。但这些小型地热发电站均是试验研究性质,由于试验经费减少、设备腐蚀等原因,其中5处在20世纪70年代末就认为没有经济效益而停止运行,仅广东省丰顺县邓屋和湖南省宁乡县灰汤各300kW均运行至2008年,最终因设备过于老化而停运。(二)高温地热能发电我国高温地热能发电有西藏的羊八井、朗久、那曲、羊易,云南腾冲,台湾的清水、土场。目前仅羊八井地热电站仍在运行,其他电站均运行时间不长,因结垢等原因停运。西藏羊八井地热电站是我国目前唯一仍在运行且效益较好的一个地热发电站
7、。1975年发现的羊八井地热蒸汽田,位于拉萨市西北90公里青藏公路线上,为一面积30平方公里的断陷盆地,有十多个地热显示区,沸泉组成的热水湖、大小喷气孔、热水泉星罗棋布。羊八井地热蒸汽田内的第一口钻孔探至地下3843米深时,蒸汽和热水混合物从钻杆外沿喷出,高达15米以上,井口最大压力3.1kg/cm2,蒸汽流量10t/h,井下温度达到150左右。羊八井地热蒸汽田是我国目前已知的热储温度最高的地热田。我国第一座地热蒸汽电站在西藏羊八井于1976年建立,第一台1MW试验机组于1977年发电成功,此后羊八井地热电站经过不断扩容,至1991年陆续组装完成了另8台3MW机组,同时第一台1MW试验机组退役
8、。此后维持装机容量24.18MW,每年发电量1亿度左右,在当时拉萨电网中曾承担41%的供电负荷,冬天甚至超过了60%,被誉为世界屋脊上的一颗明珠。2008年“国家863计划”支持在羊八井地热电站新增安装了1MW低温双螺杆膨胀发电机组,利用电站排放的80废热水发电运行,2009年羊八井地热电站发电量达到1.419亿度。至今羊八井地热电站已运行40多年,每年运行6000小时以上,年均发电量超过1.2 亿度。此外羊八井还建有地热温室种植多种蔬菜,一年四季向拉萨供应新鲜蔬菜。目前西藏羊八井地热电站总装机容量为25.18 MW。西藏的地热电站还有羊易地热电站,井口工作温度209,装机容量30MW;阿里朗
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