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双循环地热发电系统的优势有哪些？
来源:地大热能
　　双循环地热发电系统是利用地下热水来加热某种低沸点工质，使其进入汽轮机工作的地热发电系统，又称中间介质法或低沸点工质循环。它是为克服闪蒸地热发电系统的缺点而出现的一种循环系统。地下热水用深井泵抽到地面进入电站内的蒸发器，加热某一种低沸点介质(如氟里昂11、氯乙烷等)，使之变为低沸点介质蒸气，然后通入汽轮机做功发电，汽轮机排出的乏汽经凝汽器冷凝成液体，用工质泵再打回蒸发器重新加热，循环使用。为充分利用地热水的余热，让从蒸发器排出的地热水经过一个预热器先预热来自凝汽器的低沸点工质液体，使其温度上升至接近蒸发器内的工质饱和温度，再进入蒸发器。为了保证从地热井来的地热水在输送过程中不闪蒸成蒸气和不使溶解气体从水中逸出，在管路中的热水始终保持超过其温度对应的饱和压力。
　　图为该系统的流程图。
　　与闪蒸系统相比，双循环系统有如下优点。
　　①低沸点工质的蒸气比容比闪蒸系统减压扩容后的蒸气比容小得多，而汽轮机的几何尺寸主要取决于末级叶轮和排汽管的尺寸（它取决于工质的体积流量），因此，双循环发电系统的管道和汽轮机尺寸都十分紧凑，造价也低。
　　②地下热水与低沸点工质在蒸发器内是间接换热，地热水并不直接参加热力过程，所以汽轮机内避免了地热水中气、固杂质所导致的腐蚀问题。
　　③可以适应各种不同化学类型的地下热水。
　　④能利用温度较低的地热水。
　　⑤如果地热排水回灌地下，则水中的各种不凝气体仍保留在热水里并一起回到地下，避免了地面的大气污染。由于热水从地热井抽出一直到回灌地下始终处于压力之下，因而水中的结垢组分不会析出，从而避免了井管及管道系统中的结垢。
　　不过这种系统存在以下缺点。
　　①低沸点工质价贵，有的还易燃易爆，或有毒性，因而要求系统各处的密封性好，技术要求高。
　　②由于蒸发器、凝汽器和预热器都必须采用间壁式换热器，增加了传热温差引起的不可逆热损失。低沸点工质一般传热性能较差，换热面积要求较大，从而增加了投资。
　　③操作和维修要求高。
　　双循环地热发电系统的低沸点工质选择十分重要，它既要有化学稳定性以及有较好的热力学特性，又要有价廉、来源广、无毒、不易燃烧等特点。要满足上述所有要求的低沸点工质是难找的，选择时只能根据设计要求抓其主要的方面。在现有的一些双循环地热电站中，采用较多的低沸点工质有异丁烷、正丁烷、氟里昂11、氟里昂114等。为了充分利用不同工质的不同优点，采用混合工质(如异丁烷和异戊烷)也是正在发展的有前途的一种选择。
　　双循环发电系统所采用的低沸点工质汽轮机一般为轴流式，特别是在单机功率较大时。对较小功率的汽轮机采用轴流式，它可以获得很高的相对内效率。轴流式低沸点工质汽轮机的设计原理与水蒸气汽轮机相同。然而，在应用地热流体的条件下，低沸点有机化合物的性质与水蒸气性质有着显著的差别，因而设计也就存在某些不同点。例如，低沸点工质蒸气中的声速差不多是水蒸气声速的一半，因而其汽轮机的设计应使其转子直径为水蒸气汽轮机转子直径的一半，或者转速是后者的一半。此外，在相同温度范围内，低沸点工质蒸气的密度比水蒸气高一个数量级，而等熵焓降产生的功则少一个数量级。因此，虽然容积流量几乎是相等的，但为了产生相同的功率，低沸点工质的质量流量应比水蒸气的高一个数量级。低沸点有机工质的高密度和小焙降，再加上不够理想的性质，故对汽轮机设计有特殊要求。
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大工《新能源发电》地热能的利用 大作业题目及要求57
网络教育学院；《新能源发电》课程设计；题目：地热能的利用；学习中心：重庆万州奥鹏学习中心；层次：专升本；专业：电气工程及其自动化；年级：2012秋季；学号：；学生：；辅导教师：康永红；完成日期：日；地热点能利用的现状；地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类，而对；(1)200一400℃，直接发电及综合利用；(2)150一200℃，双工质
网络教育学院《新能源发电》课 程 设 计 题
地热能的利用学习中心：重庆万州奥鹏学习中心层
次：专升本专
业：电气工程及其自动化年
级：2012秋 季学
生：辅导教师：康永红完成日期：日
地热点能利用的现状地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类，而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下：(1)200一400℃，直接发电及综合利用。(2)150一200℃，双工质循环发电、制冷、干燥、工业热加工。(3)100一150℃，双工质循环发电、供暖、制冷、干燥、脱水加工(4)50一100℃，供暖、温室、家庭用热水、干燥。(5)20一50℃，休浴、水产养殖、饲养牲畜、土壤加温、脱水加工。 为了提高地热利用率，常采用梯级开发和综合利用的办法，如热电联产、热电冷三联产、先供暖后养殖等。近年来，国外十分重视地热能的直接利用。因为进行地热发电，热效率低，温度要求高所谓热效率低，是指地热发电的效率一般只有6.4％一18.6％。所谓温度要求高，是指利用地热能发电，对地下热水或蒸汽的温度要求一班在150℃以上；否则，将严重地影响其经济性。而地热能的直接利用，不但能量的损耗要小得多，并且对地下热水的温度要求也低得多，15―180℃的温度范围均可利用。在全部地热资源中，这类个、低温地热资源是十分丰富的，远比高温地热资源大得多。但是，地热能朗直接利用也有其局限性，由于受载热介质――热水输送距离的制约。目前地热能的直接利用发展十分迅速，已广泛地应用于丁业加工、民用采暖和空调、洗浴、医疗、农业温室、农田港溉、土壤加温、水产养殖、畜禽饲养等各个方面，收到了良好的经济效益，节约了能源。地热能的直接利用，技术要求较低，所需设备也较为简易。在直接利用地热的系统中，尽管有时因地热流中的盐和泥沙的含量很低而可以对地热加以宣接利用，但通常都是用泵将地热流抽上来，通过热交换器变成高温气体和高温液体后再使用。地热能直接利用中所用的热源温度大部分在40℃以上。如果利用热泵技术，温度20℃或低于20℃的热液源也可以被当作一种热源来使用。热泵的工作原理与家用电冰箱相同，只不过电冰箱实际上是单向输热，而地热热泵则可双向输热。冬季，它从地球提取热量，然后提供给住宅或大楼(供热模式)；夏季，它从住宅或大楼提取热量，然后又提供给地球苫存起来(空调模式)。不管是哪一种循环方式，水都是加热并蓄存起来，发挥了一个独立热水加热器的全部或部分功能。因此地热泵可以提供比自身消耗的能量高3―4倍的能量，它可以在很宽的地球温度范围内使用。美国到2030年地热泵可为供暖、散热和水加热提供高达6.8×l07t油当量的能量。 地热发电关键技术、主要的难题与解决问题的办法（一）地热发电的关键技术地热发电的过程，是先把地热能转变为机械能，再把机械能转变为电能。 地热电站的蒸气温度要比火电厂锅炉出来的蒸气温度低得多，因而地热蒸气经涡轮机的转换效率较低。地热发电一般要求地热流体的温度在 150℃以上，这时热转换效率相对较高，因而发电成本较低，经济性较好。在缺乏高温地热资源的地区，中低温（例如100℃以下）的地热水也可以用来发电，只是经济性较差。经过发电利用的地热流都将重新注入地下，既能保持地下水位不变，还可在后续循环中从地下取回更多的热量。（二）地热的发电的主要难题在实际利用中，有一些关键技术问题需要解决。例如：1）电站建设和运行的技术改进；2）提高地热能的利用率；3）回灌技术；4）防止管道结垢和设备腐蚀；（三）地热的发电的主要难题解决办法一）做好基础勘查评价工作，制定统一规划二）加快法律法规建设，提高监管水平三）完善相关配套政策措施四）提高管理水平，优化资源配置五）加快推进地热开发利用技术发展国家应加大力度支持开展地热能供热制冷、发电和综合利用等示范项目，包括中低温、高温和干热岩发电示范工程，从而带动技术发展。根据目前探明的地热资源量来看，我国近期能够经济有效开发利用的地热资源大部分属于中低温，我国在中低温发电方面已有一定进展，推进中低温发电技术发展对于我国能源发展在目前看来具有较大的现实意义。同时还应支持和鼓励我国科学家积极参与国际合作与交流，学习国外的先进经验，尽快掌握国外的先进技术。加大油田区地热资源的开发利用程度，利用大部分油田区较完善的基础设施优势，加快油田区地热发电站项目建设。还应鼓励具有石油勘探开发经验的企业开发地热资源，加快把石油勘探开发有关的深钻、测井、注水等技术，应用到地热工程中去，特别是干热岩发电，可利用已有技术和设备，缩短研发时间。 利用地热资源为室内供暖的方案上面所述的地热发电技术，将是为室内供暖的良好途径。利用地热发电的尾水对室内进行供暖不仅有效利用了资源而且增加了经济效益。首先在室内铺设地热管道，然后敷设水泥，之后加盖地热板，使之平整牢固。之后利用升压泵，将地热发电中的地热尾水输送进来达到利用地热采暖的作用，从而为室内提供了供暖。 设计总结 我国地热资源利用虽然占据世界首位，但在我国能源结构中不足0.5%,地热供暖面积除在个别城市达到较高百分比外，他有地热资源的城市还远达到理想目标。即使在那些发展地暖供热比较早的城市里，开采出的地热热水利用率仍然很低。有些工程中，开采的地热水热资源利用效率仅为25% 。所以今后一个阶段，大力开发和有效利用地热资源已成为我国当前能源问题形式下一个新的命题。高温水源热泵在地热供暖中对地热水温度的梯级利用，极大地降低了供暖系统的运行费用，提高了地热资源的利用效率，降低了地热尾水的温度，减少了对环境的危害。高温水源热泵在地热供暖行业中的推广，必将为整个供暖行业，尤其是地热供暖行业做出自己的贡献。包含各类专业文献、文学作品欣赏、外语学习资料、专业论文、应用写作文书、大工《新能源发电》地热能的利用 大作业题目及要求57等内容。
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来源：作者：责任编辑：吴劲珉
　　光明网讯（记者 战钊）“到2015年，全国地热供暖面积要达到5亿平方米，地热发电装机容量达到10万千瓦，地热能年利用量达到2000万吨标准煤，到2020年，地热能开发利用量要达到5000万吨标准煤”，国家能源局副局长刘琦在11月25日举行的中国地热论坛上表示，若到2030年地热能开发利用量能再翻一番，达到1亿吨标煤，将对我国实现非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右的目标做出重要贡献。
　　中国地热资源占全球1/6 地热发电发展滞后
　　地热是来自地球内部的一种能量资源，中科院院士汪集旸形象的说，地热是地球的本土能源，具有强大的生命力，“地球正值壮年期，有大量的能量要散发”。
　　他介绍说，地热资源有四大优势，资源量巨大、能源利用效率高、成本具有竞争性、二氧化碳减排效果明显。据了解，地热发电平均效率达73%，是太阳能光伏发电的5.4倍，风力发电的3.6倍。
　　按照埋藏深度，地下深度200米以内的称为浅层地温能，地下深度200米至3000米的称为地热，地下深度3000米以下的称为干热岩资源。
　　全球5km以内地热资源量约4900万亿吨标煤，中国约占全球资源量的六分之一。汪集旸说，我国地热资源总量不少，但是以中低温为主，高温地热资源只集中在滇藏地热带和台湾所在的环太平洋地热带。
传导型地热资源的概念模型（光明能源插图）
　　中国工程院院士曹耀峰表示，在中低温地热资源非电直接利用领域，我国长期排名世界第一，其中大部分用于温泉、洗浴，且能源利用效率低，但我国地热发电发展严重滞后，2010年地热发电装机容量排名仅列世界第18位，与我国地热资源大国和人口大国的地位非常不匹配。
　　据了解，我国20世纪70年代，先后在广东丰顺、河北怀来、江西宜春、湖南灰汤、辽宁熊岳、广西象州和山东招远等7个地区，建设了中低温地热发电站，在西藏羊八井建设了中高温地热发电站。因发电效率、经济效益等原因，目前仅广东丰顺和西藏羊八井尚在发电。2013年底，我国地热发电总装机容量仅为27.28兆瓦，美国是中国的一百多倍。
　　专家认为，我国干热岩开发处于起步阶段，仍面临一些技术瓶颈，尽快研究开发我国的干热岩资源，成为地热开发领域的重大课题，干热岩的开发利用将极有可能促发我国能源领域的革命。
　　干热岩资源折合标煤715万亿吨 开采尚处起步阶段
　　位于藏北羊井草原深处的羊八井地热电厂，是我国目前最大的地热试验基地，也是当今世界唯一利用中温浅层热储资源进行工业性发电的电厂。
　　汪集旸院士还表示，羊八井热田的资源量仅为全西藏高温地热资源潜力的1/122，西藏地热资源开发大有可为。
　　虽然羊八井只是利用了浅层地热资源，但地热的经济效益仍非常显著。中国工程院院士多吉列举了一系列数字：羊八井电站运行37年，装机容量25.18兆瓦，年发电超1亿度，总发电量30亿度，总投资2.5亿元，产值达到11.4亿元；与此相对的是，羊湖抽水蓄能电站装机容量90+22.5兆瓦，年发电量2.4亿度，总发电量27亿度，只运行了15年便停运，整体投资20亿元。显然，水库发电的经济效益不及地热发电，他还提到，西藏另外一个地热田——羊易地热田已经完成勘探，获得30MW的资源量，投资额相当于羊湖电站的五分之一，也可以运行30年。
　　多吉表示，“青藏高原是一个滚烫的高原”，地热资源开发技术可行、经济有效、环境友好。即使在管理和运行水平比较低的情况下，地热的优势还是很明显。
　　谈及2015年实现地热发电装机容量达到10万千瓦的目标，汪集旸院士坦率的表达出他的担忧，“我国唯一的高温地热发电站羊八井装机容量30多年没有增加，原地踏步不动，距离国家发改委的目标还有相当大的距离”，中科院院士汪集旸建议，应首选羊八井开发深部高温地热资源。
　　汪集旸等认为中国干热岩地热资源折合标煤715万亿吨。如果有2%获得利用，即为2010年中国能源消耗总量的数千倍。
　　刘琦在论坛上表示，“在当前面对气候变化及能源转型形势下，我们要加大地热能开发利用的力度，除了过去的主要的中低温地热水直接利用，要大力拓展地热能开发利用的新内涵，大力推广地源热泵技术，推动大规模地热供暖项目，以及高温地热区地热发电项目建设”。
　　中石化董事长傅成玉表示，中国石化于2011年将绿色低碳确定为公司的基本发展战略。发展地热等清洁能源，是中国石化实施绿色低碳战略的重要举措，也是深入贯彻落实党的十八大精神关于推进生态文明的重要举措。目前，地热利用在中国尚处于起步阶段，大力推动地热资源的开发利用对解决环保问题，优化能源结构及促进转型发展都具有重要的意义。
　　2012年6月，国家能源局批准中国石化集团依托新星公司的地热专业力量组建国家地热能源开发利用研究及应用技术推广中心。
　　目前，中石化已经成为国内地热开发利用规模最大的企业，并成功打造了地热资源开发利用的“雄县模式”。中国石化地热开发区域扩展到14个省市，地热供暖面积超过3000万平方米，约占全国常规地热资源供暖面积的30%，实现可替代标煤100万吨/年，减排二氧化碳250万吨/年。[责任编辑:吴劲珉]
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