地热电站设计规范GB50791-2013知识培训

地热电站设计规范GB50791-2013知识培训目录规范概述01基本规定02站址选择与规划03主厂房布置04地热生产井口系统05汽轮机系统与设备0601规范概述标准定义与适用范围01标准定义《地热电站设计规范》GB50791-2013是中国国家标准化管理委员会制定的强制性国家标准，适用于地热电站的设计、建设和管理。该标准自2014年6月1日起实施，涵盖地热电站的设计、施工及验收等环节。02适用范围本规范适用于新建、改建和扩建的地热电站设计工作，包括地热发电站的整体规划、站址选择、设备配置、环境保护等方面。不适用于已建成的地热电站改造项目或其他类型的地热利用项目。03术语解释规范中涉及的专业术语需了解，例如“地热水”、“地热蒸汽”等。这些术语用于描述不同类型的地热资源及其应用，确保设计人员准确理解和使用规范内容。发布日期与实施日期01发布日期《地热电站设计规范》GB50791-2013于2013年11月1日发布，由中华人民共和国住房和城乡建设部及国家质量监督检验检疫总局联合批准。该标准为强制性条文提供了技术规范，确保地热电站设计的科学性和一致性。03标准有效期本规范自发布之日起有效期为5年，即至2018年11月1日为止。在这段时间内，相关单位需严格遵守规范要求，以确保地热电站设计的安全性和可靠性。实施日期《地热电站设计规范》GB50791-2013将于2014年6月1日正式实施，涉及地热电站的设计、建设和运营。该规范的实施有助于提高我国地热资源的开发利用效率，推动绿色能源的发展。02主编部门及标准结构主编单位《地热电站设计规范GB50791-2013》由中国电力企业联合会作为主编单位制定，体现了行业权威和专业性。该标准旨在为地热电站的设计提供全面指导，确保设计的科学性与可行性。批准部门该标准由中华人民共和国住房和城乡建设部批准发布，表明其权威性和正式性。批准部门的权威认证保证了规范的专业性和实用性，使其更具指导意义。实施日期《地热电站设计规范GB50791-2013》于2014年6月1日正式实施，标志着该标准开始在全国范围内推广和应用。实施日期的明确有助于规范的落地和执行。标准结构本规范共包含19章内容，涵盖了总则、术语、基本规定、站址选择、主厂房布置等多个方面。这种结构化设计使得规范内容条理清晰、易于理解和操作。02基本规定地热电站建设规模地热电站建设规模定义地热电站的建设规模主要指电站的总装机容量，通常以兆瓦（MW）或吉瓦（GW）为单位。这一指标反映了电站的产能和对地热资源的利用效率。全球地热发电装机容量截至2022年底，全球地热发电装机量约为16000万千瓦。中国地热发电装机量为5万多千瓦，仅占全球总装机量的0.3%。中国地热发电现状中国是1970年成为世界上第8个地热发电国家的国家。然而，尽管起步较早，中国地热发电的发展速度较慢，需要进一步提升其建设规模和技术应用。地热能开发利用管理流程到2025年，各地需建立完善规范的地热能开发利用管理流程和统计监测体系，以促进地热能的开发与应用，提高地热能供暖（制冷）面积的增长率。发电方式分类与要求01020304蒸汽型发电方式蒸汽型发电是利用地下高温水蒸气进入汽轮机推动发电机发电。这种方式适用于温度在150℃以上的地热资源，具有高效、稳定的优点，但建设成本相对较高。热水型发电方式热水型发电通过减压扩容设备将地下热水转化为蒸汽，驱动汽轮机发电。该方式适用于温度在90℃至150℃的地热资源，技术成熟，经济性较好，但设备腐蚀结垢问题需重点防护。双工质循环发电方式采用双工质循环系统的地热电站，通过地热流体与低沸点工质的热交换生成蒸汽，驱动汽轮机发电。适用于高温和中温地热资源，系统设计复杂，但热效率高。全流循环发电方式全流循环发电法利用地下热水直接通过发电机组转换成电能，无需额外的蒸汽生成过程。适用于低温地热资源，技术简单，但效率相对较低，适合小规模地热发电项目。共性技术要求地热资源勘查与储量评估在设计地热电站前，需进行详细的地热资源地质勘查，依据国家标准GB/T11615确定地热田的勘查研究程度和储量级，以确保资源评估的准确性和电站设计的科学性。环境保护措施为减少地热流体直接排放对环境的影响，地热尾水必须进行回灌处理，除非用于综合利用（如采暖、灌溉等），确保地热资源的可持续利用和环境保护的双重目标。站址选择与总体规划站址选择应综合考虑地形地貌、地质条件、水资源分布等因素，确保场地的安全性和可行性。总体规划包括总平面布置、竖向布置、管线综合布置及交通运输和绿化规划。主厂房布置与设备配置主厂房布置需符合技术规范要求，包括设备布置、维护检修空间和综合设施的合理配置，确保电站运行的高效性和安全性。主要设备包括地热生产井口系统、汽轮机系统及辅助冷却系统等。0102030403站址选择与规划站址选择原则地质条件评估站址选择需对地质条件进行详细评估，包括地层结构、岩性分布和断层活动情况。确保站址区域具备良好的地质稳定性，以预防地震、滑坡等自然灾害的影响，保障电站的安全运行。站址选择应优先考虑地热资源丰富的区域，确保有充足的地热水供应。通过地质勘探和热量测量，确定地热田的规模和温度，保证电站的持续稳定发电。地热资源丰富度在站址选择过程中，必须进行详细的环境影响评价。考虑地下水位变化、生态系统影响和可能的环境污染问题，确保电站建设和运营不会对当地环境造成不可逆的损害。环境影响评价站址选择需考虑便捷的交通运输条件，以便于设备和材料的运输，以及电站运营期间的人员管理。确保有足够的道路和交通设施，降低物流成本并提高施工效率。交通运输条件站址应远离地表水系，避免可能的水污染风险。同时，合理规划排水和回灌系统，确保地热水资源的可持续利用，防止水资源枯竭和地面沉降问题的发生。水资源管理总平面布置要求场地选择与布局地热电站的总平面布置首先需要选择适当的场地，确保地热资源丰富且便于开发。场地布局应考虑地质结构、水文条件及环境影响，确保各组成部分合理分布。双工质循环系统设计采用双工质循环系统的地热电站，汽轮机/发电机组宜采用露天布置。这种设计可以有效利用低沸点工质，提高热能转换效率，同时减少设备腐蚀和维护成本。环境保护要求总平面布置需满足环境保护要求，包括对周围生态的最小影响和对噪声、废水等污染的控制。应设置合理的防护区域，并采取有效的环保措施，确保环境友好型发展。安全与消防设施配置总平面布置中应充分考虑安全与消防设施的配置，确保电站运行的安全性。应设置足够的应急通道、消防站点及配备相应的消防设备，以应对可能的紧急情况。竖向与管线综合布置010302竖向布置原则地热电站的竖向布置应遵循高效利用地下资源的原则，确保开采井口与地面设施之间的合理布局。设计时需考虑地质结构、水文条件及环境影响，以实现最优的资源提取和环境保护效果。竖向设计标高确定竖向设计的标高应根据现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB50049进行确定。该标准为地热电站提供了科学、合理的竖向设计标高，有助于优化资源开采和减少对地面环境的破坏。管线综合布置要求管线综合布置应结合地热电站的发电方式统一规划，主要管线和管沟应集中布置，并预留远期管线走廊。管线和沟道宜沿道路两侧布置，以便于维护和管理，同时满足安全和环保的要求。04主厂房布置主厂房一般规定主厂房内需配置必要的辅助设施，包括冷却水系统、凝结水系统及水处理设备等。这些设施有助于提高发电效率和保障设备的正常运行，同时降低对环境的影响。主厂房内的通风和散热设计是关键，需保证空气流通顺畅，带走设备产生的热量。通常采用机械通风或自然通风方式，结合散热片或冷却塔进行散热，确保设备正常工作。主厂房设计中必须考虑安全与环保措施，如设置防火通道、消防设施和废气处理装置。确保所有操作符合环保标准，避免对周围环境造成不良影响，并保障工作人员的安全。辅助设施配置030405通风与散热设计安全与环保措施主厂房布置应符合工艺流程要求，确保设备布置合理、空间利用最大化。管线连接应尽量短捷，以减少投资和运营成本。同时，厂房设计需简洁，便于日常维护和管理。主厂房的结构设计应具备足够的强度和稳定性，能够承受地热电站的运行压力和环境变化。采用抗震设计和耐火材料，以确保厂房在各种工况下的安全性和可靠性。0102主厂房布置原则主厂房结构要求设备布置要求设备布置原则设备布置应遵循高效、安全、经济的原则，确保设备之间有足够的空间进行散热和维护，同时要考虑地热电站的特殊环境条件。主要设备布置主要设备如蒸汽发生器、汽轮机、发电机等应集中布置，以便于操作和维护。这些设备通常布置在主厂房内，以减少对外界环境的影响。辅助设备配置辅助设备如冷却塔、水处理设施、电气设备等应合理分散布置，以确保各个系统之间的协调运行。同时，要考虑到设备的散热和噪音控制。设备间距离要求设备之间的距离应满足安全和操作要求，特别是要避免高温设备对低温设备的影响。此外，设备之间应留有足够的通道，以便人员和物料的流动。设备基础设计设备基础设计应考虑到地质条件和地震影响，确保设备的稳定性和安全性。基础设计应符合国家相关标准，并进行严格的地基承载力计算。综合设施配置生产井口系统及设备配置地热电站的生产井口系统是关键设施，需配置高效开采设备和监测仪器。该系统设计应确保地热流体的稳定抽取，同时优化热量转换效率，以支持连续稳定的发电过程。汽轮机系统及设备选择汽轮机系统是地热电站的核心组件，其设计和配置直接影响发电效率。应根据地热流体的温度和压力特性选择合适类型的汽轮机，并配备高效的凝汽器和扩容器，以确保蒸汽的高效利用。电气系统与自动化控制地热电站的电气系统包括发电机、变压器和高压配电装置等。自动化控制系统则涵盖数据采集、监控和保护功能，通过集成先进的控制技术，提高电站的操作安全性和效率。冷却水系统规划冷却水系统在地热电站中至关重要，用于吸收汽轮机排出的热量。该系统设计时需考虑冷却塔的位置和规模，确保足够的冷却效果，同时减少对环境的影响。辅助设施布局除主要发电设施外，地热电站还需配置辅助设施如消防水系统、生活用水设施和工业水处理系统。这些设施应合理布置，并与主体设施协调一致，以满足日常运营需求。05地热生产井口系统地热生产井口设计井口位置选择井口位置应选在地热水分布较集中、地质条件稳定且便于开采的区域。需考虑地下热水的温度、流量和压力分布，确保井口设计合理，提高开采效率。井口结构设计井口设计包括井口装置、连接管道及辅助设备等。井口装置必须具有抗腐蚀和耐高温性能，以适应地热水的高温和高腐蚀性环境，确保长期稳定运行。防堵塞措施为防止开采过程中井口堵塞，需采用多相抽提技术和防堵塞设备。定期清洗和维护井口系统，确保地热水顺畅流出，不影响电站正常运行。环境保护要求井口设计需遵循环境保护标准，确保开采过程不会对周围环境造成污染。采取有效措施减少噪音、废水和废气排放，实现可持续发展目标。井口设备与技术井口装置选择地热电站的井口设备选择至关重要，需考虑地质条件、地热流体特性及开采目标。常见的井口装置包括直管型、锥管型和套筒型等，各有优劣，需根据实际需求进行选择。井口装置设计原则井口装置的设计应遵循安全性、可靠性和高效性的原则。需要考虑的因素包括井口装置的结构设计、材料选择、防腐蚀措施以及与地热井的连接方式等，确保长期稳定运行。井口氮气保护系统为防止空气进入井口系统导致腐蚀，常采用氮气保护系统。该系统通过将氮气持续注入井内，形成惰性环境，有效隔绝氧气和水分，延长设备使用寿命，提高地热井的运行效率。动态监测与事故预防井口设备需配备动态监测系统，实时监控地热水的温度、流量和压力等参数。通过数据分析及时预警可能的事故，如泄漏、腐蚀和设备故障，确保地热电站的安全运行。地热井口模块电站技术新型地热井口模块电站技术具有建设周期短、成本低、运行时间长等优点。该技术采用模块化设计，便于快速安装和维护，提升了地热电站的整体经济效益和环境适应性。地热水回灌系统地热水回灌系统定义地热水回灌系统是指将开采后的地热水重新注入地下的工程措施，其目的是减少地面沉降、控制地下水位下降和防止化学污染。该系统通过将废水重新送回地下，保持地下热储的压力和温度。地热水回灌系统组成地热水回灌系统主要包括地热尾水收集储存设施、输送管线及回灌水池和专用泵等设备。这些组件协同工作，确保废水能够有效回灌到地下，同时避免对其他系统造成干扰。地热水回灌系统设计原则地热水回灌系统设计需考虑热储的赋存规律特点，兼顾热源补给、开采干扰、径流渗透能力和系统调节的操控性。合理布局回灌井位置和数量，确保废水能有效回灌并维持热田的开采条件。地热水回灌系统运行与维护地热水回灌系统的运行和维护包括定期监测回灌水量、压力和温度等参数，以确保系统高效运行。此外，需要定期检查和更换设备，防止泄漏和堵塞，确保系统长期稳定运行。地热水回灌环境保护影响地热水回灌可以有效减少环境问题，如地面沉降和化学污染。然而，这也带来了新的挑战，如可能引起地下水位上升或导致其他地质环境变化。因此，在设计和实施过程中，必须进行详细的环境影响评估。06汽轮机系统与设备汽轮机系统组成凝汽式汽轮机系统凝汽式汽轮机系统是地热电站中常见的汽轮机系统，通过蒸汽在汽轮机中的膨胀过程，将热能转换为机械功。该系统能够有效提高发电效率和机组出力。主蒸汽管道主蒸汽管道负责输送来自地下的高温蒸汽至汽轮机入口，是汽轮机系统的重要组成部分。管道设计需考虑蒸汽的温度、压力以及腐蚀防护措施，以确保系统的高效运行。凝结水系统凝结水系统包括冷凝器、冷却塔等设备，用于回收汽轮机排出的低温蒸汽中的热量。该系统不仅提高了能源利用率，还有助于减少冷却水对环境的污染。抽气系统抽气系统用于移除汽轮机内部低压蒸汽中的不凝性气体，如空气。该系统确保汽轮机的高效运行，并延长设备使用寿命。润滑油系统润滑油系统为汽轮机提供润滑和冷却作用，防止机械部件过热磨损。该系统包括油泵、油冷器等设备，确保汽轮机长期稳定运行。扩容分离与双工质循环扩容分离系统组成扩容分离系统包括一级扩容器和二级扩容器。来自地热生产井的蒸汽通过一级扩容器降压后引入汽轮机作功，扩容后的水进入二级扩容器进一步扩容，然后进入汽轮机中间级作功，