环境保护与新能源第8次课-其他新能源

第五章水能利用工程世界能源状况可再生能源水电站发电成本低，积累多，收益大洁净无污染操作、管理人员少综合利用：防洪、灌溉、航运、养殖、旅游建坝拦水，工期长，投资大建坝拦水，造成淹没损失建水电站多受地形、地质、水文等自然条件制约优点缺点水能的特点中国的水能开发状况1,36046,10010,5406,7322,448816全国蕴藏量68,000单位：万千瓦新安江水电站一、水力发电基本知识1、水力发电原理落差H（米）流量Q（米3/秒）构成江河水能的基本要素----流量、落差一、水力发电基本知识三峡电站总装机容量达1820万千瓦，建成后是世界第一大水电站水力发电三峡水电站水的势能水的动能电能流量越大，落差越大，水流能越大小水电小型水电站及其相配套的小容量电网的统称。高水头和靠近用电中心是小水电站址必须具备的重要条件。五十年代，一般称500kW以下的水电站为农村水电站；六十年代，小水电站的容量界限到3000kW，并在一些地区出现了小型供电线路；八十年代以后，随着以小水电为主的农村电气化计划的实施，小水电的建设规模迅速扩大，小水电站定义也扩大到2.5万kW；九十年代以后，国家计委、水利部进一步明确装机容量5万千瓦以下的水电站均可享受小水电的优惠政策，并出现了一些容量为几万至几十万千伏安的地方电网。

小水电现已建成的水电站的规模大小不等，小的电站的装机容量还不足1MW，大的则超过10000MW。水电发电的效率为同等规模的热电站的两倍以上。小水电工程简单、建设工期短，一次基建投资小，水库的淹没损失、移民、环境和生态等方面的综合影响甚小。小水电接近用户，故输变电设备简单、线路输电损耗小。现在500kw以下的农村小水电，遍布全国1500多个县，并成为其中半数县的主要电力供应来源。中国内地已建成了43800余座小水电站，建成的小水电总装机也已经超过两个三峡工程的容量，约为世界各国小水电装机的总和，并占了全国可再生能源发电的98%。坝后式河床式引水式混合式水电站的类型厂房位于河床中，成为挡水建筑物的一部分河床式水电站厂房位于拦河坝的下游，紧接坝后，在结构上与大坝用永久缝分开，发电用水由坝内高压管道引入厂房。

坝后式水电站风滩坝内厂房发电用水来自较长的引水道，厂房远离挡水建筑物，一般位于河岸引水式水电站云南昆明石龙坝引水电站我国的第一座水电站——小水电的建站途径利用天然瀑布利用灌溉渠道上下游水位的落差利用河流急滩或天然跃水利用河流的弯道跨河引水利用高山湖泊二、水电站的水工建筑物类型名称作用挡水建筑物坝或闸截断河流，集中落差，形成水库泄水建筑物溢洪道、泄洪隧洞、放水孔或泄水孔等下泄多余的洪水或放水以降低水库水位进水建筑物进水口将水引入引水道的进口引水建筑物引水道把水库的水引入水轮机平水建筑物有压引水道中的调压室及无压引水道中的压力前池等当水电站负荷变化时，用来平衡引水建筑物（引水道或尾水道）中的压力和流速的变化发电、变电和配电建筑物安装水轮发电机组及其控制设备的厂房，安装变压器的变压器场和安装高压开关的开关站

水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。三、水电站的机电设备一、反击式水轮机

特征：水流经导叶流向转轮并充满转轮室。水流通过转轮叶片时，水流流速的大小、方向均发生变化，因此动量也发生了改变，水流产生反作用力，作用于每个转轮叶片，使转轮产生旋转力矩，从而做功。二、冲击式水轮机特征：水流经喷管射向转轮的叶片，在同一时刻内，水流只冲击着转轮的一部分，而不是全部。水流以自由水流的形式(P=Pa)冲击转轮，利用水流动能(V方向、大小改变)产生旋转力矩使转轮转动。水轮机的类型、适用范围及特点海洋能的利用主要内容什么叫海洋能？它包括哪些能？海洋能的分类海洋能的特点是什么？中国的海洋能资源情况何谓潮汐？潮汐能的定义？潮汐能发电什么叫海洋能？它包括哪些能？地球上广大连续的水体叫做海洋。海洋的面积约为3.62亿km2，占地球表面积的70.9％。海洋是个庞大的能源宝库，它既是吸能器，又是贮能器，蕴藏着巨大的动力资源。什么叫海洋能？它包括哪些能？海水涨潮和落潮形成的水的动能和势能海洋表面波浪所具有的动能和势能海水流动的动能海洋表层海水和深层海水之间水温之差的热能海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的电位差能。热能化学能机械能海洋能的分类？海洋能的特点是什么？kW理论可开发能量密度稳定性环境海水温差能500亿20亿温差20~25℃比较稳定有规律可循水深缺氧高压波浪能700亿30亿最大流速2m/s左右海流能50亿0.5亿潮汐能30亿潮差7~10m海水盐差能300亿>26亿海洋能的特点是什么？（1）能量蕴藏量大，并且可以再生;（2）能量密度低;（3）稳定性比其他自然能源好;（4）发生在广阔的海洋环境中，开发利用海洋能的技术难度大，对材料和设备的要求比较高。中国的海洋能资源海岸线全长18400多km。拥有6500多个大小岛屿，岛屿海岸线长达14000多km。据初步估算，中同海洋能的蕴藏量约为6.3亿kW；其中潮汐能1.9亿kw，波浪能1.5亿kw，温差能1.5亿kw，海流能(潮流能)0.3亿kw，盐差能1.1亿kw；分布在煤、水等能源贫乏的沿海工业基地附近，如果能够加以开发利用，将为中国沿海、尤其是华东沿海工农业生产的发展和人民生活的改善，提供数量相当可观的可再生能源。何为潮汐？由于太阳和月球对地球各处引力的不同所引起的海水有规律的、周期性的涨落现象，就叫做海洋潮汐，习惯上称为潮汐。潮位过程线--潮汐水位随时间而变化的过程线。潮差---每次潮汐的潮峰与潮谷的水位差。潮汐的平均周期--潮汐这次高潮或低潮至下次高潮或低潮相隔的平均时间，一般为12h25min.人们把海水在白昼的涨落称为“潮”，在夜间的涨落称为“汐”，合起来则称为潮汐，两者名异而实同。潮汐要素示意图潮汐能的定义？潮汐能——潮汐所具有的能量。“蓝色的煤海”。潮汐能的大小直接与潮差有关，潮差越大，能量也就越大。1977年世界动力会议认为，全世界可开发利用的潮汐能可发电1400亿—1800亿kW(不包括中国)，绝大部分蕴藏在窄浅的海峡、海湾和一些河口区。例如英吉利海峡的潮汐能约有8000万kw，美国和加拿大附近芬迪湾的潮汐能约有2000万kW。中国浙江省杭州湾钱塘江口。潮汐能发电一、潮汐能发电的原理及型式1、原理：图1；图2潮汐发电，就是利用海水涨落及其所造成的水位差来推动水轮机，再由水轮机带动发电机来发电。其发电的原理与一般的水力发电差别不大。不过．一般的水力发电的水流方向是单向的，而潮汐发电则不同。从能量转换的角度来说，潮汐发电首先是把潮汐的动能和位能通过水轮机变成机械能，然后再由水轮机带动发电机，把机械能转变为电能。电站外景图潮汐能发电原理图1潮汐能发电原理图2潮汐电站外景图2、型式单库单向发电单库双向发电双库单向发电型式发电时间效率堤坝单库单向落潮10~12h22%一道单库双向涨潮落潮16~20h两道双库单向连续56%两或三道第六章地热能利用工程

地热资源发电供暖洗浴医疗保健、休闲疗养养殖、温室纺织印染、食品加工地热资源勘查地热井施工地面开发利用工程设计施工地热装备生产水处理环境工程及餐饮旅游度假梯级开发、综合利用、热电联产联供、热电冷三联产、先供暖后养殖等第一节地热能的基本知识1、什么叫地热能?地热有多大?2、地球的构造是怎样的?地热温度有多高?3、地热从何而来?4、地热资源有哪些形式?1、什么叫地热能?地热有多大？所谓地热能，简单地说，就是来自地下的热能，即地球内部的热能。据计算，地球陆地以下五公里内，15摄氏度以上岩石和地下水总含热量达1.05E25焦尔，相当于9950万亿吨标准煤。按世界年耗100亿吨标准煤计算，可满足人类几万年能源之需要.如果把地球上贮存的全部煤炭燃烧时所放出的热量作为标准来计算，那么，石油的贮存量约为煤炭的3％，目前可利用的核燃料的贮存量约为煤炭的15％，而地热能的总贮存量则为煤炭的1.7亿倍。2、地球的内部构造

地壳:鸡蛋壳，由土层和坚硬的岩石组成，厚度各处不一，介于10—70km之间。地幔:鸡蛋白，大部分是熔融状态的岩浆．厚度约为2900km,由硅镁物质组成，温度在1000℃以上。地核:鸡蛋黄．温度在2000—5000℃之间，外核深2900—5100km，内核深5100m以下至地心，一般认为是由铁、镍等重金属组成的。3、地热从何而来?关于地球的起源问题，目前有许多不同的假说，因此，关于地热的来源问题，也有许多不同的解释。但是，这些解释都一致承认，地球物质中放射性元素衰变产生的热量是地热的主要来源。放射性元素有铀238、铀235、钍232和钾40等，这些放射性元素的衰变是原子核能的释放过程。放射性物质的原子核，无需外力的作用，就能自发地放出电子、氦核和光子等高速粒子并形成射线。在地球内部，这些粒子和射线的动能和辐射能，在同地球物质的碰撞过程中便转变成了热能。4、地热资源有哪些形式?形成地热资源有热储层、热储体盖层、热流体通道和热源4个要素。地下热储以蒸汽为主，它以产生温度较高的干蒸汽或过热蒸汽为主，掺杂有少量其他气体，所含水分很少或没有。是最理想的地热资源。最理想的地热资源，最易开发，这种干蒸汽可以直接进入汽轮机，对汽轮机腐蚀较轻，能取得满意的工作效果。形成这种地热田需要独特的地质条件，因而资源少(仅占探明地热资源的0.5%)、地区局限性大。(1)蒸汽型资源（2）热水型资源指地下热储中以水为主的对流水热系统，它包括喷出地面时呈现的热水以及水汽混合的湿蒸汽。这类资源分布广、储量丰富。我国已发现的地热田大多属于这种类型。(3)地压型资源是一种目前尚未被人们充分认识的、但可能是一种十分重要的地热资源。它以高压水的形式储存于地表以下2—3Km的深部沉积盆地中，并被不透水的盖层所封闭，形成长1000km、宽数百千米的巨大热水体。地压水除了高压、高温的特点外，还溶有大量的碳氢化合物(如甲烷等)。(4)干热岩型资源比上述各种资源规模更为巨大的地热资源。它是指地下普遍存在的没有水或蒸汽的热岩石，温度150~650℃

之间。从现阶段来说，干热岩型资源专指埋深较浅、温度较高的有开发经济价值的热岩石。提取干热岩中的热量，需要有特殊的办法，技术难度大。(5)岩浆型资源是指蕴藏在熔融状和半熔融状岩浆中的巨大能量，它的温度高达650—1500℃左右，约占已探明地热资源的40%。在一些多火山地区，这类资源可以在地表以下较浅的地层中找到，但多数则是埋在目前钻探还比较困难的地层中。热储类型蕴藏深度(地表下km)热储状态开发技术状况资源量估计(quad×103)已查明将查明蒸汽型3200~200℃干蒸汽（含少量其它气体）开发良好（分布区很少）0.1热水型3以水为主，高温级>150℃中温级90~150℃低温级50~90℃开发中（量大面广），为当前重点研究对象310地压型3~10深层沉积地压水，溶解大量碳氢化合物，可同时得到压力能、热能、化学能（天然气），温度>150℃初级热储试验44132干热岩型3~10干热岩体150~650℃应用基础研究48150岩浆型10600~1500℃研究题目52150各类地热资源开发利用状况注：1quad=1818J第二节地热能资源1、地热资源定义、特点2、世界地热资源分布3、中国地热资源4、地热资源的利用

定义：在当地技术经济和地质外境条件下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热能量和热流体中的热能量及其有用的伴生成分。1．地热资源定义、特点特点地热的蕴藏量丰富单位成本比石化燃料低建造地热厂时间较短且容易热效率低约30％流出的热水含很高的矿物质有毒的气体会随着热气喷入空气中而造成空气污染2、世界地热资源分布根据板块学说，在各大板块的交接处形成了有丰富地热资源的地热带。从世界范围来说，主要有如下4个地热带：3、中国地热资源通过对中国30个省、市、自治区的地热资源普查、勘探表明，中国地热资源丰富，分布广泛。其中盆地型地热资源潜力在2000亿吨标准煤当量以上。全国已发现地热点3200多处，打成的地热井2000多眼。成因类型热储温度范围代表性地田现（近）代火山型高温台湾大屯、云南腾冲岩浆型高温西藏羊八井、羊易断裂型中温广东邓屋、东山湖、福建福州、漳州断陷盆地型中低温京