新能源发电技术 电子课件 6.3 蒸汽型地热发电技术

6.3蒸汽型地热发电技术任课老师：2018年08月目录Contents1蒸汽型地热发电综述2干蒸汽资源的来源3蒸汽型地热发电原理4蒸汽型地热发电评价5蒸汽型地热发电案例目录Contents1蒸汽型地热发电综述2干蒸汽资源的来源3蒸汽型地热发电原理4蒸汽型地热发电评价5蒸汽型地热发电案例天地寰宇间从不缺少资源，只是缺少发现资源的眼睛。在厚德载物的大地里，依旧有怒放的喷涌。它就是蒸汽型地热能。地热资源蒸汽型地热资源特点以生产温度较高的蒸汽为主，杂有少量其它气体。液态水含量很低甚至于没有。蒸汽露出后，其压力高于大气压力，温度至少等于饱和温度。蒸汽型地热资源是指地下以蒸汽为主的对流热系统,其特点如下：地热干蒸汽的分类在饱和温度下，汽水两态共存，此时蒸汽部分被称为饱和蒸汽。饱和蒸汽当温度超过饱和点时，蒸汽被称为过热态蒸汽。过热态蒸汽and干蒸汽地热发电厂是第一种取得成功的地热发电技术类型，其历史可以追溯到1904年。当时，意大利的皮尔洛王子在意大利托斯卡纳的拉尔代雷洛建造并经营了一个小型蒸汽机。由于地热流体只单纯含有蒸汽，仅依靠热机即可加以利用。蒸汽型地热发电的历史与本书下一节要介绍的闪蒸发电厂相比，干蒸汽发电厂更为简单且成本更低。据估计，干蒸汽地热发电机组的平均发电装机功率为40.75MW。其中，美国的地热发电装机容量约为1477MW，意大利为862.5MW，印尼为445MW。目前中国还没有纯粹的干蒸汽地热发电厂。蒸汽型地热发电的现状目录Contents1蒸汽型地热发电综述2干蒸汽资源的来源3蒸汽型地热发电原理4蒸汽型地热发电评价5蒸汽型地热发电案例何良俊曰：天下皆慕向之者，必如凤毛麟角。如此洁净好用的资源人们也肯定都“慕向之”，但是蒸汽型地热发电的应用其实并不广泛，这是为什么呢？干蒸汽资源一个干蒸汽储层的存在需要各种高度偶然的情况同时发生。主要要求：具有含蒸汽的裂缝性多孔岩石具体要求：资源产生需要54123最后顶部盖层需要有很低的渗透率，而这需要通过矿物沉积形成密封来实现。第三在储集层一定要有数量的相互连通的裂缝与裂隙，可以使液体在储集层内部循环流动。首先在靠近地表以下5km的地方有热资源。第四还要在储集层和围岩之间有足够的横向隔层来防止低温地下水淹没蒸汽储层。其次在很长一段的地质历史时间内，在储集层之上必须有足够的渗透率使蒸汽溢出到地表。四美具，二难并。具备了如此精微而又偶然的条件，干蒸汽便如同学们凌云的志向，喷涌而出，直冲霄汉！然而，天时不如地利，地利不如人和。有能源固然重要，人们会用能源才是真正的般若所在。有着深邃的智慧与无畏的勇气的人们创造出了利用干蒸汽资源的多种设备，让我们去一探究竟吧。地热蒸汽利用目录Contents1蒸汽型地热发电综述2干蒸汽资源的来源3蒸汽型地热发电原理4蒸汽型地热发电评价5蒸汽型地热发电案例地热蒸汽发电和火力发电的原理基本上是一样的，都是将蒸汽的热能经过汽轮机转变为机械能，然后带动发电机发电，将机械能转化为电能。但地热蒸汽发电不像火力发电那样需要大型锅炉，也不需要消耗化石燃料。因为地球就是一个免费的而且清洁的超级大锅炉。地热蒸汽发电的整个过程就是将地热蒸汽抽出通入汽轮机。原理概述汽轮机发电功率可以根据以下公式来计算：D表示地热蒸汽的流量（kg/h）Δh表示汽轮机进出口地热蒸汽的焓降（kJ/kg）η表示汽轮机发电组的发电效率功率计算公式

（6-1）背压式汽轮机排汽压力高于大气压力，排汽可直接排放到大气中或输送给供热用户使用凝汽式汽轮机凝汽式汽轮机的排汽压力小于大气压力，排汽是先进入到凝汽器中然后变成凝结水。分类背压式汽轮机发电系统如图所示背压式汽轮机工作过程：1.抽气从蒸汽井中抽出干饱和蒸汽，或者抽出地下水和蒸汽的混合物到净化分离器中。2.净化通过离心分离等手段先对抽出来的蒸汽加以净化，除去蒸汽中的固体杂质和水。3.发电把蒸汽输入汽轮机进行发电。4.排气最后做完功的蒸汽直接排入大气，或者用于工业生产中的加热过程。凝汽式汽轮机发电系统如图所示凝汽式汽轮机区别：汽轮机的排汽没有直接排入大气而是进入凝汽器进行冷凝。优势：冷凝过程中，排汽的体积骤然缩小，因而原来充满蒸汽的密闭空间形成真空，这就降低了汽轮机的排汽压力，使蒸汽的理想焓降增加，从而提高了汽轮机的输出功率。额外需要：凝汽式汽轮机还需要配备抽气器来抽除不凝结气体，以保持凝汽器内的真空度。目录Contents1蒸汽型地热发电综述2干蒸汽资源的来源3蒸汽型地热发电原理4蒸汽型地热发电评价5蒸汽型地热发电案例通常来说，地热流体对设备有腐蚀作用，并且会导致设备结垢。地热流体的腐蚀性和易结垢性是化学成分、温度、流速、压力与所用材料相互作用的复杂结果。然而干蒸汽发电厂中，地热流体仅仅由不含液体的干蒸汽组成，没有高含盐量的卤水需要处理，因此防腐防垢问题相对于其他地热发电技术要小得多。优势一.污染问题蒸汽中的不凝结气体需要在冷凝器中被分离，然后通过真空泵或蒸汽喷射器去除。如果其中硫化氢含量超标的话，必须进行除硫化氢处理，以避免污染环境。二.地下水问题冷却塔中多余的冷凝液，包括其他蒸汽输送管道中残留的液体，可以进行回注。然而对于干蒸汽储层来说，这部分回注量是远小于开采量的。因此为避免地层压力下降甚至地下水枯竭，补充生产过程中采出的流体也是干蒸汽地热发电需要解决的重要问题之一。三.效率问题地热蒸汽的温度和压力都不如火力发电高，因此地热利用率较火电厂低不少，并且冷却水用量多于普通电站。相对缺点世间刀皆双刃，有利者必有弊，有得者必有失。世人所能为做，唯因地制宜，趋利避害而已。目录Contents1蒸汽型地热发展综述2干蒸汽资源的来源3蒸汽型地热发电原理4蒸汽型地热发电评价5蒸汽型地热发电案例盖尔瑟斯是世界上最大的地热发电厂，位于美国加利福尼亚州索诺玛县和莱克县。该地区地热能丰富，较为适合地热开发。它的第一口蒸汽井于1921年由J.D.Grant完成，随后不断发展。自1960年后，该地区相继建立了23个独立发电厂，有些已被拆除并不再使用。盖尔瑟斯干蒸汽发电厂盖尔瑟斯干蒸汽发电厂微粒去除器（PR）

除湿装置（MR）

主蒸汽管道（SW）

蒸汽分离器（SS）中央冷凝收集池（CCB）

冷凝贮槽（CHT）凝汽器和冷却塔意大利的拉尔代雷洛地区地热发电的发源地。目前，该地区的地热发电厂可以分为两类，即