地热发电技术
干蒸汽发电技术 地下热水发电技术 联合循环发电技术 干热岩地热发电技术



• 从地下喷出的具有一定过热 度的蒸汽。干蒸汽发电技术 就是将干蒸汽从井引出，除 去固体杂质后直接传输到汽
干蒸汽发电技 术
轮发电机组进行发电。
• 干蒸汽发电系统工艺简单，
技术成熟，安全可靠，是高
温地热田发电的主要形式。
地下热水发电技术—中间介质发地热发电
• 通过热交换器利用地下热水来加热某种低沸点的 工质，使之变为蒸汽，然后以此蒸汽推动气轮机 并带动发电机发电。 • 在这种发电系统中采用2种流体，一种是以地热 流体作热源，它在蒸汽发生器中被冷却后排入环 境或打入地下；另一种是以低沸点工质流体作为 工作介质（如氟里昂）。 1-地热井；3-汽轮机； 4-发电机；8-热水泵； 10-蒸发器；11-表面式蒸汽 器； 12-循环泵；13-排水管 • 这种工质在蒸汽发生器内由于吸收了地热水放出
将地热发电与太阳能热利用相结合。在双工质循环或卡琳娜循环中，在
低温地热水的热交换阶段引入太阳能热利用方式，克服地热水温度较低、 能源品位较差的弱点，提高循环效率。这种技术已经在美国、智利等国 家开展了实验室研究。
请各位提出宝贵意见
优点是设备简单，易于制造，可以采用混合式热交
换器。缺点是设备尺寸大，容易腐蚀结垢，热效率 较低。 1-地热井；3-汽轮机； 4-发电机；5-混合式凝汽器 ； 6-排水泵；7-排污泵； 8-热水泵；9-闪蒸器
由于直接以地下热水蒸汽为工质，因而对于地下热
水的温度、矿化度以及不凝气体含量等有较高的要 求。
干蒸汽发电技 术
• 目前以干蒸汽发电技术为主的电厂在印度尼西亚， 装机容量为6x3MW，采用青岛汽轮机厂一生产的 地热发电机组。 • 我国西藏羊八井电站的2号机机组就是采用干蒸 汽发电技术，进汽压力0.56MPa，进汽温度160℃， 机组功率3MW。
地下热水发电技术—闪蒸地热发电
将地热井口引来的地热水，先送到闪蒸器中进行降 压闪蒸，使其产生部分蒸汽，再引到常规汽轮机做 功发电。 汽轮机排出的蒸汽在混合式凝汽器内冷凝成水，送 往冷却塔。分离器中剩下的含盐水排入环境或打入 地下，或引入作为第二级低压闪蒸分离器中，分离 出低压蒸汽引入汽轮机的中部某一级膨胀做功。
干热岩地热发 电技术

干热岩是指埋藏于地面1 km以下、温
度大于200℃、内部不存在流体或仅 有少量地下流体的岩体。

从地表由注入井往干热岩中注入温度
较低的水，注入的水沿着裂隙运动并 与周边的岩石发生热交换，产生高温
高压超临界水或水蒸气混合物，然后
从生产井提取高温蒸汽，用于地热发 电。

首座使用干热岩技术发电的商用地热
所关注的环境科学与工程技术研究进展论述
——国内外地热资源发电技术
专 姓 业：环境科发电的发展史 地热发电原理与技术 主要存在的问题 发展前景

地热资源是指在当前技术经济和地质环境条件下，地壳内能够科
学、合理地开发出来的岩石中的热能量和地热流体中的热能量及 其伴生的有用组分。
的热量而汽化，产生的低沸点工质蒸汽送入汽轮
机发电机组发电。做完功后的蒸汽，由汽轮机排 出，并在冷凝器中冷凝成液体，然后经循环泵打
回蒸汽发生器再循环工作。
地下热水发电技术—中间介质发地热发电
• 优点：采用低沸点工质作为热能载体，可以充分利用 地热水的热能进行发电，使得地热资源得到充分利用
。
• 缺点：增加了发电系统的复杂性，也增加了投资和运 行成本，而且低沸点工质多数属易燃易爆品，工质的 储存和安全使用也是发电过程中需要重点关注的内容 。 • 美国曾于1970年在阿拉斯加州的荒林地区采用74℃的 温泉水进行发电。
地热发电的发展史

1904年—意大利建立了第一个能够利用地热蒸汽生产电力设 备； 1913年—第一座装机地热电站在意大利建成并运行，标志着 商业性地热发电的开端。 1960年—美国加利福尼亚的盖瑟尔斯地热电站，利用地热干 蒸汽生产出商业电能； 1970年—广东丰顺建成第一座地热电站； 1975年9月—西藏羊八井地热电站（国内规模最大）发电成功； 2008年6月—法国的苏尔苏斯发世界上第一套增强地热系统 地热发电装置投人商业运行； 2011年—瑞士城市巴塞尔首座使用干热岩技术发电的商用地 热发电站建成。
发展前景
地热资源越来越受到人们的重视，地热发电量也逐年增加，更多的探索
新的高温热田，完善地热发电技术，如回灌技术和防结垢防腐蚀等技术， 是当今在新能源技术领域中的重要环节。
新型的联合循环发电技术是地热发电技术的发展方向，在浅层地热能得
到大规模开发后，中深层地热资源和干热岩资源将成为地热发电技术新 的资源。在地热发电技术下一步的发展过程中，应注重中深层地热资源 和干热岩资源的开发。
联合循环发电技术
把蒸汽发电和地热水发电2种系统合二为一，它最大的优点就是适用 于高于150℃的高温地热流体发电，经过一次发电后的流体，在不低 于120℃的工况下，再进入双工质发电系统，进行二次做功，充分利 用了地热流体的热能，既提高了发电效率，又将经过一次发电后的排 放尾水进行再利用，大大节约了资源。 该系统从生产井到发电，再到最后回灌到热储，整个过程都是在全封 闭系统中运行的，因此，即使是矿化程度很高的热卤水也可以用来发 电，且不存在对环境的污染。同时，由于系统是全封闭的，即使在地 热电站中也没有刺鼻的硫化氢味道，因而是100%的环保型地热系统。 这种地热发电系统采用100%的地热水回灌，从而延长了地热田的使用 寿命。 土耳其Kizildere地热电站采用联合循环技术进行试验机组研究，最 大功率达到18.238kW，循环效率达到38.58%，联合循环发电系统性 能稳定。
发电站于2011年在瑞士城市巴塞尔建 成。该电站能为周边的5000个家庭提
供30000kW热能和3000kW电能。
存在的问题
• 目前，有四个大技术难题阻碍了地热发电的发 展，这四个技术难题是:地热资源量的勘探、 地热田的回灌、腐蚀和结垢。 • 全国已勘探的地热田有103处，但实际投入发 电运行的仅有西藏、门又井1处，其余热田因 储量或热田参数等原因不能长期提供热源。 • 我国羊八井的地热水中含有硫、汞、砷、氟等 多种有害元素，地热发电后大量的热排水直接 排放掉的话，会对环境产生恶劣影响。 • 咸阳市的某地热水利用工程，采用碳钢指小片 挂片试验计算腐蚀速率，试验结果为0.76mm/a。

据2010年世界地热大会统计，全世界共有78个国家正在开发利用 地热能技术， 27 个国家利用地热发电，总装机容量为 10715MW ， 年发电67246GW〃h。

美洲和亚洲分别占世界地热发电总装机容量的39.9%和35.1%。全 世界 78 个国家地热能直接利用的设备总容量为 48483MW ，年利用 热能117778GW〃h。
年份 世界地热的发展
世界主要国家地热发电量情况
中国地热发电落后的主要因素
地热资源热源差异
地热资源地域分布局限性
地热资源勘探风险性
体制问题
地热发电原理
地热发电厂
把地下热能首先转 变为机械能，然后 再把机械能转变为 电能的过程，原理 和火力发电的基本 原理是一样的。但 不需要备锅炉和消 耗燃料，所用的能 源是地热能。