一、地?zé)岚l(fā)電
地?zé)岚l(fā)電是利用地下熱水和蒸汽為動(dòng)力源的一種新型發(fā)電技術(shù)。其基本原理與火力發(fā)電類似,也是根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理,首先把地?zé)崮苻D(zhuǎn)換為機(jī)械能,再把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。
二、地?zé)岚l(fā)電溫度限制
根據(jù)《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》的地?zé)豳Y源溫度分級(jí),只有中溫地?zé)豳Y源(90≤t<150℃)和高溫地?zé)豳Y源(t≥150℃)用于地?zé)岚l(fā)電才有經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值。
三、地?zé)岚l(fā)電方式
1、直接蒸汽法。從地?zé)峋〕龅母邷卣羝?,首先?jīng)過凈化分離器,脫除井下帶來的各種雜質(zhì),清潔的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)作功,并使發(fā)電機(jī)發(fā)電。所用發(fā)電設(shè)備基本上同常規(guī)火電設(shè)備一樣。
圖1 直接蒸汽發(fā)電系統(tǒng)示意圖
2、擴(kuò)容發(fā)電方式。即地?zé)崴?jīng)井口引出至熱水箱部分?jǐn)U容后進(jìn)入廠房擴(kuò)容器,擴(kuò)容后的二次蒸汽進(jìn)入汽機(jī)作功發(fā)電。這種一次擴(kuò)容系統(tǒng),熱利用率僅為3%左右。將一級(jí)擴(kuò)容器出口蒸汽引入汽機(jī)前幾級(jí)作功,一級(jí)擴(kuò)容器后的地?zé)崴M(jìn)入二極擴(kuò)容器,經(jīng)二級(jí)擴(kuò)容后進(jìn)入汽輪機(jī)中間級(jí)作功,這就是兩次擴(kuò)容地?zé)岚l(fā)電,其熱利用率可達(dá)6%左右。西藏羊八井地?zé)岚l(fā)電站屬此種發(fā)電方式的機(jī)組,單機(jī)容量為3000千瓦。
圖2 擴(kuò)容發(fā)電系統(tǒng)示意圖
3、雙工質(zhì)循環(huán)地?zé)岚l(fā)電方式。當(dāng)?shù)責(zé)釁?shù)較高,溫度在150℃以上時(shí),采用擴(kuò)容發(fā)電很合適。但參數(shù)較低時(shí)擴(kuò)容發(fā)電就很困難,這種情況適宜采用雙工質(zhì)發(fā)電方式。即用參數(shù)較低的地?zé)崴ゼ訜岬头悬c(diǎn)的工質(zhì)(如異丁烷、氟里昂等),再用低沸點(diǎn)工質(zhì)的蒸汽去沖動(dòng)汽輪機(jī)。這種方式理論上效率較高,但技術(shù)難度大。
圖3 雙工質(zhì)循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)示意圖
4、全流式地?zé)岚l(fā)電方式。將地?zé)峤橘|(zhì)全部引入全流發(fā)電機(jī)組。該方式理論上效率很高,可達(dá)90%,但實(shí)際結(jié)果較低。目前,該方式在國內(nèi)、外仍處于試驗(yàn)階段,尚未付諸工業(yè)應(yīng)用。
圖4 地?zé)岚l(fā)電機(jī)組
四、干熱巖發(fā)電
干熱巖是埋藏于地面1km以下、溫度大于200℃的、內(nèi)部不存在流體或僅有少量地下流體的巖體。干熱巖發(fā)電是從地表往干熱巖注入溫度較低的水,注入的水沿著裂隙運(yùn)動(dòng)并與周邊的巖石發(fā)生熱交換,產(chǎn)生高溫高壓超臨界水或水汽混合物,然后從生產(chǎn)井中提取高溫蒸氣,用于地?zé)岚l(fā)電和綜合利用。
圖5 干熱巖發(fā)電原理圖