隨著工業(yè)革命的到來，人類的能源構(gòu)成也發(fā)生了改變，煤炭，石油和天然氣成為主要能源。這些能源不僅提供動力和熱量還帶來發(fā)電設(shè)施的改進。發(fā)電是指利用發(fā)電動力裝置將水能、石化燃料（煤、油、天然氣）的熱能、核能以及太陽能、風能、地熱能、海洋能等轉(zhuǎn)換為電能的生產(chǎn)過程稱為發(fā)電。用以供應(yīng)國民經(jīng)濟各部門與人民生活之需。今天，就像大家介紹一下地熱發(fā)電。

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地熱發(fā)電是利用地下熱水和蒸汽為動力源的一種新型發(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，首先把地熱能轉(zhuǎn)換為機械能，再把機械能轉(zhuǎn)換為電能。地熱發(fā)電實際上就是把地下的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然后再將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪芰哭D(zhuǎn)變過程或稱為地熱發(fā)電.

主要方法

把地下熱能轉(zhuǎn)換為機械能，然后再把機械能轉(zhuǎn)換為電能的生產(chǎn)過程。根據(jù)地熱能的賦存形式，他熱能可分為蒸汽型、熱水型、干熱巖型、地壓型和巖漿型等五類。從地熱能的開發(fā)和能量轉(zhuǎn)換的角度來說，上述五類地熱資源都可以用來發(fā)電，但日前開發(fā)利用得較多的是蒸汽型及熱水型兩類資源。地熱發(fā)電的優(yōu)點是：一般不需燃料，發(fā)電成本上多數(shù)情況下都比水電、火電、核電要低，設(shè)備的利用時間長，建廠投資一般都低于水電站，且不受降雨拉季節(jié)變化的影響，發(fā)電穩(wěn)定，可以大大減少環(huán)境響污染，等等。

地熱能是來自地球深處的可再生熱能，它起于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。地下水深處的循環(huán)和來自極深處的巖漿侵入到地殼后，把熱量從地下深處帶至近表層。地熱能的儲量比人們所利用的能量總量還要多，大部分集中分布在構(gòu)造板塊邊緣一帶。地熱能不但是無污染的清潔能源，而且如果熱量提取速度不超過補充的速度，那么熱能還是可再生的。隨著化石能源的緊缺、環(huán)境壓力的加大，人們對于清結(jié)可再生的綠色能源越來越重視，但地熱能在很久以前就被人類所利用。早在20世紀40年代，意大利的皮也羅·吉諾尼·康蒂王子在拉德雷羅首次把天然的地熱蒸汽用于發(fā)電。地熱發(fā)電，是利用液壓或爆破碎裂法將水注入到巖層中，產(chǎn)生高溫水蒸氣，然后將蒸汽抽出地面推動渦輪機轉(zhuǎn)動，從而發(fā)電。在這過程中，將一部分未利用的蒸汽或者廢氣經(jīng)過冷凝器處理還原為水回灌到地下，循環(huán)往復(fù)。簡而言之，地熱發(fā)電實際上就是把地下的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然后再將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪芰哭D(zhuǎn)變過程。針對溫度不同的地熱資源，地熱發(fā)電有4種基本發(fā)電方式，即直接蒸汽發(fā)電法、擴容（閃蒸法）發(fā)電法、中間介質(zhì)（雙循環(huán)式）發(fā)電法和全流循環(huán)式發(fā)電法。

地熱種類

現(xiàn)在開發(fā)的地熱資源主要是蒸汽型和熱水型兩類，因此，地熱發(fā)電也分為兩大類。地熱蒸汽發(fā)電有一次蒸汽法和二次蒸汽法兩種。[!--empirenews.page--]

一次蒸汽法

一次蒸汽法直接利用地下的干飽和（或稍具過熱度）蒸汽，或者利用從汽、水混合物中分離出來的蒸汽發(fā)電。

二次蒸汽法

二次蒸汽法有兩種含義，一種是不直接利用比較臟的天然蒸汽（一次蒸汽），而是讓它通過換熱器汽化潔凈

地熱發(fā)電

水，再利用潔凈蒸汽（二次蒸汽）發(fā)電。第二種含義是，將從第一次汽水分離出來的高溫熱水進行減壓擴容生產(chǎn)二次蒸汽，壓力仍高于當?shù)卮髿鈮毫Γ鸵淮握羝謩e進入汽輪機發(fā)電。

地熱水中的水，按常規(guī)發(fā)電方法是不能直接送入汽輪機去做功的，必須以蒸汽狀態(tài)輸入汽輪機做功。目前對溫度低于100℃的非飽和態(tài)地下熱水發(fā)電，利用抽真空裝置，使進入擴容器的地下熱水減壓汽化，產(chǎn)生低于當?shù)卮髿鈮毫Φ臄U容蒸汽然后將汽和水分離、排水、輸汽充入汽輪機做功，這種系統(tǒng)稱“閃蒸系統(tǒng)”。低壓蒸汽的比容很大，因而使氣輪機的單機容量受到很大的限制。但運行過程中比較安全。如氯乙烷、正丁烷、異丁烷和氟里昂等作為發(fā)電的中間工質(zhì)，地下熱水通過換熱器加熱，使低沸點物質(zhì)迅速氣化，利用所產(chǎn)生氣體進入發(fā)電機做功，做功后的工質(zhì)從汽輪機排入凝汽器，并在其中經(jīng)冷卻系統(tǒng)降溫，又重新凝結(jié)成液態(tài)工質(zhì)后再循環(huán)使用。這種方法稱“中間工質(zhì)法”，這種系統(tǒng)稱“雙流系統(tǒng)”或“雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)”。這種發(fā)電方式安全性較差，如果發(fā)電系統(tǒng)的封閉稍有泄漏，工質(zhì)逸出后很容易發(fā)生事故。

混合蒸汽法

20世紀90年代中期，以色列奧瑪特（Ormat）公司把上述地熱蒸汽發(fā)電和地熱水發(fā)電兩種系統(tǒng)合二為一，設(shè)計出一個新的被命名為聯(lián)合循環(huán)地熱發(fā)電系統(tǒng)，該機組已經(jīng)在世界一些國家安裝運行，效果很好。

地熱蒸汽發(fā)電系統(tǒng)

利用地熱蒸汽推動汽輪機運轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電能。本系統(tǒng)技術(shù)成熟、運行安全可靠，是地熱發(fā)電的主要形式。西藏羊八井地熱電站采用的便是這種形式。[!--empirenews.page--]

雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)

也稱有機工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)。它以低沸點有機物為工質(zhì)，使工質(zhì)在流動系統(tǒng)中從地熱流體中獲得熱量，并產(chǎn)生有機質(zhì)蒸汽，進而推動汽輪機旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機發(fā)電。

全流發(fā)電系統(tǒng)

本系統(tǒng)將地熱井口的全部流體，包括所有的蒸汽、熱水、不凝氣體及化學物質(zhì)等，不經(jīng)處理直接送進全流。

全流發(fā)電系統(tǒng)地熱發(fā)電

力機械中膨脹做功，其后排放或收集到凝汽器中。這種形式可以充分利用地熱流體的全部能量，但技術(shù)上有一定的難度，尚在攻關(guān)。

干熱巖發(fā)電系統(tǒng)

利用地下干熱巖體發(fā)電的設(shè)想，是美國人莫頓和史密斯于1970年提出的。1972年，他們在新墨西哥州北部打了兩口約4000米的深斜井，從一口井中將冷水注入到干熱巖體，從另一口井取出自巖體加熱產(chǎn)生的蒸汽，功率達2300千瓦。進行干熱巖發(fā)電研究的還有日本、英國、法國、德國和俄羅斯，但迄今尚無大規(guī)模應(yīng)用。

系統(tǒng)利用

國外對地熱能的非電力利用，也就是直接利用，十分重視。因為進行地熱發(fā)電，熱效率低，溫度要求高。所謂熱效率低。就是說，由于地熱類型的不同，所采用的汽輪機類型的不同，熱效率一般只有6.4～18．6%，大部分的熱量白白地消耗掉。所謂溫度要求高，就是說，利用地熱能發(fā)電，對地下熱水或蒸汽的溫度要求，一般都要在150℃以上；否則，將嚴重地影響其經(jīng)濟性。而地熱能的直接利用，不但能量的損耗要小得多，并且對地下熱水的溫度要求也低得多，從15～180℃這樣寬的溫度范圍均可利用。在全部地熱資源中，這類中、低溫地熱資源是十分豐富的，遠比高溫地熱資源大得多。但是，地熱能的直接利用也有其局限性，由于受載熱介質(zhì)—熱水輸送距離的制約，一般來說，熱源不宜離用熱的城鎮(zhèn)或居民點過遠；不然，投資多，損耗大，經(jīng)濟性差，是劃不來的。

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地熱能的直接利用發(fā)展十分迅速，已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)加工、民用采暖和空調(diào)、洗浴、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)溫室、農(nóng)田灌溉、土壤加溫、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜禽飼養(yǎng)等

地熱發(fā)電

各個方面，收到了良好的經(jīng)濟技術(shù)效益，節(jié)約了能源。地熱能的直接利用，技術(shù)要求較低，所需設(shè)備也較為簡易。在直接利用地熱的系統(tǒng)中，盡管有時因地熱流中的鹽和泥沙的含量很低而可以對地熱加以直接利用，但通常都是用泵將地熱流抽上來，通過熱交換器變成熱氣和熱液后再使用。這些系統(tǒng)都是最簡單的，使用的是常規(guī)的現(xiàn)成部件。

地熱能直接利用中所用的熱源溫度大部分都在40℃以上。如果利用熱泵技術(shù)，溫度為20℃或低于20℃的熱液源也可以被當作一種熱源來使用（例如美國、加拿大、法國、瑞典及其他國家的做法）。熱泵的工作原理與家用電冰箱相同，只不過電冰箱實際上是單向輸熱泵，而地熱熱泵則可雙向輸熱。冬季，它從地球提取熱量，然后提供給住宅或大樓（供熱模式）；夏季，它從住宅或大樓提取熱量，然后又提供給地球蓄存起來（空調(diào)模式）。不管是哪一種循環(huán)，水都是加熱并蓄存起來，發(fā)揮了一個獨立熱水加熱器的全部的或部分的功能。

由于電流只能用來傳熱，不能用來產(chǎn)生熱，因此地熱泵將可以提供比自身消耗的能量高3-4倍的能量。它可以在很寬的地球溫度范圍內(nèi)使用。在美國，地熱泵系統(tǒng)每年以20%的增長速度發(fā)展，而且未來還將以兩位數(shù)的良好增長勢頭繼續(xù)發(fā)展。據(jù)美國能源信息管理局預(yù)測，到2030年地熱泵將為供暖、散熱和水加熱提供高達68Mt油當量的能量。

對于地熱發(fā)電來說，如果地熱資源的溫度足夠高，利用它的好方式就是發(fā)電。發(fā)出的電既可供給公共電網(wǎng)。

地熱發(fā)電----地熱泵

也可為當?shù)氐墓I(yè)加工提供動力。正常情況下，它被用于基本負荷發(fā)電，只在特殊情況下，才用于峰值負荷發(fā)電。其理由，一是對峰值負荷的控制比較困難，再就是容器的結(jié)垢和腐蝕問題，一旦容器和渦輪機內(nèi)的液體不滿和讓空氣進入，就會出現(xiàn)結(jié)垢和腐蝕問題。

地熱能直接利用于烹飪、沐浴及暖房，已有悠久的歷史。至今，天然溫泉與人工開采的地下熱水，仍被人類廣泛使用。據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計，世界地熱水的直接利用遠遠超過地熱發(fā)電。中國的地熱水直接利用居世界首位，其次是日本。

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地熱水的直接用途非常廣泛，主要有采暖空調(diào)、工業(yè)烘干、農(nóng)業(yè)溫室、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅溫泉療養(yǎng)保健等。