文档介绍：地热能——地心热的开发利用【摘要】地球的内部非常热,其地心温度大约为 4000 ℃,热能持续不断地在流向地面,从地表辐射出去并消失在太空中。这一表面的平均热能量值为 82 毫瓦/米2 ,如果地球的表面积为 × 1014 米2, 那么,这种连续不断的热流失率大约为 42 兆兆瓦(热)。何谓地热地球的内部非常热,其地心温度大约为 4000 ℃,热能持续不断地在流向地面,从地表辐射出去并消失在太空中。这一表面的平均热能量值为 82 毫瓦/米2 ,如果地球的表面积为 × 101 4 米 2 ,那么,这种连续不断的热流失率大约为 42 兆兆瓦(热)。到达地表的能量多数是很劣质的热,很少被搜集后直接使用。然而,在近百万年间发生火山活动的地区,大量优质热留存于熔岩或已结晶的 2~ 10 公里深的岩石中,用现代技术( 如向岩石钻探) 可有效予以搜集。从地壳岩石中抽取热量并运至地表,需要热传递介质。自然界是通过地下水实现这一点的。地热库下边热的熔岩将地下水加热,热水通过岩石中相互连接的断层、裂缝和孔洞浮上来。断层、裂缝和孔洞中的开放空间只占岩石体积的 2% ~ 5% ,但当它们充满了热水并且相互连接,将形成一个多孔渗透地热库。地热水的温度在一处与另一处可相差极大。有的地热源可产生 300 ℃以上的热水,有的则产生沸点以下( 在海平面水的沸点为 100 ℃)的水。高于 150 ℃的高温热源一般可用以发电,低温热源可直接加热使用,如工业加工、区域供热、温室加热、食品干燥和水产养殖。地热发电地热发电,实际上是用蒸汽动力发电。通过打井找到正在上喷的天然热水流。由于水是从 1~4 公里的地下深处上来的, 所以水是处在高压下。一眼底部直径 25 厘米的井每小时可生产 20~ 80 万公斤的地热水与蒸汽。由于水温的不同, 5~ 10 眼井产出的蒸汽可使一个发电装置生产出 55 兆瓦的电。这种发电装置有两类:汽轮机发电和二元发电装置。为了供给一台汽轮发电机蒸汽,抽出的地热水( 带压) 在称为闪蒸罐容器的表面释放出来,一部分水( 约占 35% ,取决于它的温度) 闪蒸( 沸腾) 为蒸汽,进入汽轮发动机进而带动一台发电机。涡轮的排气用传统冷却塔冷却。闪蒸罐内剩余的水在沸腾阶段之后又注入热库边缘的地下,它有助于维持热库的压力并补充对流的水热系统。在二元发电装置中,不是将热水闪蒸为蒸汽,而是送至一台热交换器,用以加热工作介质,后者通常是有机化合物,如异丁烷或异戊烷。工作介质被气化,用气化后的蒸汽驱动涡轮发动机,进而带动发电机。在离开涡轮后工作介质冷凝为液体,流回热交换器再次被气化。地热流体通过喷射井又回到地下,这一点与汽轮发电机中的情况很相似。由于在二元地热发电装置中所用的工作介质是