地热发电原理与技术

新能源发电技术酒泉职业技术学院6.2地热发电原理与技术

地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术。其基本原理与火力发电类似，也是根据能量转换原理，首先把地热能转换为机械能，再把机械能转换为电能。一、地热发电原理6.2地热发电原理与技术任务二：地热发电原理与技术

1.地热蒸汽发电(1)一次蒸汽法。一次蒸汽法直接利用地下的干饱和（或稍具过热度）蒸汽，或者利用从汽、水混合物中分离出来的蒸汽发电。(2)

二次蒸汽法。二次蒸汽法有两种含义，一种是不直接利用比较脏的天然蒸汽，而是让它通过换热器汽化洁净水，再利用洁净蒸汽发电。第二种含义是，将从第一次汽、水分离出来的高温热水进行减压扩容生产二次蒸汽，压力仍高于当地大气压力，和一次蒸汽分别进入汽轮机发电。6.2地热发电原理与技术任务二：地热发电原理与技术

2.地热水发电一是减压扩容法，利用抽真空装置，使进入扩容器的地下热水减压汽化，产生低于当地大气压力的扩容蒸汽然后将汽和水分离、排水、输汽充入汽轮机做功，这种系统称“闪蒸系统”

二是利用低沸点物质，如氯乙烷、正丁烷、异丁烷和氟利昂等作为发电的中间工质，地下热水通过换热器加热，使低沸点物质迅速汽化，利用所产生气体进入发电机做功，做功后的工质从汽轮机排入凝汽器，在其中经冷却系统降温，又重新凝结成液态工质后再循环使用，这种方法称“中间工质法”，这种系统称“双流系统”或“双工质发电系统”。6.2地热发电原理与技术任务二：地热发电原理与技术

地热发电是一种利用地下热水和蒸汽为动力源的发电技术，其原理类似于火力发电，是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。地热发电示意图二、地热发电技术6.2地热发电原理与技术任务二：地热发电原理与技术

1.蒸汽型地热发电

蒸汽型地热发电主要分为背压式和凝

汽式发电系统。

1）

背压式汽轮机发电

把干蒸汽从蒸汽井中引出，先加以净化，经过分离器分离出所含的固体杂质，然后使蒸汽推动汽轮发电机组发电，排汽放空（或送热用户）。这是最简单的发电方式，大多用于地热蒸汽中不凝结气体含量很高的场合，或者综合利用于工农业生产和生活用水。热蒸汽背压式发电原理图6.2地热发电原理与技术任务二：地热发电原理与技术2）凝汽式汽轮机发电

蒸汽在汽轮机内部推动叶片膨胀做功，带动汽轮机转子高速旋转并带动发电机向外供电。做功后的蒸汽通常排入混合式凝汽器，冷却后再排出，在该系统中，蒸汽在汽轮机中能膨胀到很低的压力，所以能做出更多的功。这种系统适用于高温160℃的地热田的发电，系统简单。热蒸汽凝汽发电原理图6.2地热发电原理与技术任务二：地热发电原理与技术

2.热水型地热发电目前热水型地热电站有两种循环系统：

1）闪蒸法地热发电将地热井口来的地热水，先送到闪蒸器中进行降压闪蒸（或称扩容）使其产生部分蒸汽，再引入到常规汽轮机做功发电。汽轮机排出的蒸汽在混合式蒸汽器内冷凝成水。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膨胀阀做功。用这种方法产生蒸汽来发电就叫做闪蒸法地热发电。闪蒸法地热发电原理图6.2地热发电原理与技术任务二：地热发电原理与技术2）中间介质法地热发电通过热交换器利用地下热水来加热某种沸点的工质，使之变为蒸汽，然后以此蒸汽去推动汽轮机，并带动发电机发电。因此，在此种发电系统中，采用两种流体：一种是采用地热流体作为热源，它在蒸汽发生器中被冷却后排入环境或打入地下；另一种是采用低沸点工质流体作为一种工作介质（如氟利昂、异戊烷、异丁烷、正丁烷等），这种工质在蒸汽发生器内由于吸收了地热水放出的热量而汽化，产生的低沸点工质蒸汽送入汽轮机发电机组。做完功后的蒸汽，由汽轮机排出并在冷凝器冷凝成液体，然后经循环泵打回蒸汽发生器在循环工作。中间介质法地热发电原理图6.2地热发电原理与技术任务二：地热发电原理与技术

3.联合循环发电联合循环地热发电系统就是把蒸汽发电和地热水发电两种系统合二为一，这种地热发电系统一个最大的优点就是适用于大于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，在进入双工质发电系统，进行二次做功，重复利用了地热流体的热能，既提高了发电效率又将以往经过一次发电后的排放尾水进行再利用，大大节约了资源。联合循环法发电原理图6.2地热发电原理与技术任务二：地热发电原理与技术

4.利用地下热岩石发电1）热干岩发电

首先将水通过压力泵压入地下4到6km深处，在此处岩石层的温度大约在200℃左右。水在高温岩石层被加热后通过管道加压被取到地面并输入各热交换器中。热交换器推动汽轮机将热能转化成电能。而推动汽轮机工作的热水剂冷却后再重新输入地下供循环水使用。热干岩发电应用原理图6.2地热发电原理与技术任务二：地热发电原理与技术

2）岩浆发电

现在的地热发电中，地热储层中的热源是地下深部的熔融岩浆。所谓岩浆发电就