光伏發(fā)電原理及發(fā)展現狀論文(編輯修改稿)
2025-07-24 23:18 本頁面
【文章內容簡介】 不到10萬千瓦，與國外地熱利用水平差距很大。我們需要引入國外地熱發(fā)電的新思路，采納地熱地質新理論，應用先進的勘探方法和地熱工程新技術，在國內開發(fā)這一新型低碳清潔能源。：進入21世紀，能源已成為制約世界經濟和社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。地熱資源作為可再生的綠色清潔能源具有巨大的開發(fā)潛力，是2l世紀最受人關注的新能源之一。1904年．意大利人在拉德瑞羅地熱田建立世界上第一座地熱發(fā)電站(功率為550W)，開地熱能利用之先河。其后，意大利的地熱發(fā)電發(fā)展到50多萬kW。日本自1966年松川(Matsukawa)地熱電站開始運行．到1996年全國地熱發(fā)電容量已超過52萬kW。截至2005年．全世界地熱發(fā)電總裝機8900MW，利用地熱發(fā)電所生產的電力達56800 GWht。目前．應用最多的地熱發(fā)電方式為干蒸汽發(fā)電系統。這類熱田發(fā)電單機組容量為35～120MW，印度尼西亞、意大利、日本以及美國均建有此類電站．這些電站的總發(fā)電量占地熱能總發(fā)電量的一半。我國西藏羊八井地熱電站主要采用這種形式。世界上大多數地熱田屬液態(tài)熱儲．濕蒸汽地熱發(fā)電站或擴容蒸汽地熱電站應用液態(tài)地熱系統中的熱液流體發(fā)電，日本、新西蘭、美國、意大利、菲律賓、墨西哥等國家應用得較好。雙循環(huán)式發(fā)電也應用液態(tài)地熱系統發(fā)電．但由于熱儲溫度較低，不能通過壓力變化擴容成蒸汽，只能通過低沸點的中間介質來發(fā)電．一般單機組裝機容量小于3 MW。雙循環(huán)發(fā)電在菲律賓、墨西哥是較常見的。：地熱發(fā)電基本原理是用水流作為載體，流經地殼內部斷裂帶以熱傳導和對流方式將地層深部具有中高溫(超過攝氏1500—2000C)的地熱能量送上地面，由高效的二級閃蒸汽輪發(fā)電機轉換為電能，輸送到供電網。同時把排放的余溫水，供當地居民取暖和其它日常生活用途。在注水井和生產井(井深3—5公里)之間循環(huán)使用水流。合理配置鉆井相對位置和距離，保持水溫和流量動態(tài)平衡，可以確保系統長期持續(xù)工作。美國地熱電站的可用系數高達95％，能夠穩(wěn)定供電。目前，國外一套基本型地熱發(fā)電機組的發(fā)電能力為20兆瓦，可供20萬人口用電需求。若開發(fā)區(qū)域的地熱資源豐富，可建立多套組合形成更大規(guī)模供電。：隨著能源開采科學技術的發(fā)展和能源開采設備的不斷更新，地熱能在常用能源中所占的比重越來越大。從下面的全球一次能源需求圖可以看出，到2030年前后，全球對地熱能的使用比重將達到32%，超過目前石油、天然氣、水能以及核能的比重。到那時，地熱能將引發(fā)全球新一輪的能源風暴。就近期來看，地源熱泵的利用在世界上發(fā)展迅速，如德國新增熱泵單元數2008年約為1998年的10倍。目前，全世界利用熱泵技術開發(fā)的地熱能已占地熱直接利用總量的30％以上。二、雙循環(huán)式發(fā)電工藝：：雙循環(huán)式發(fā)電又稱中間介質法地熱發(fā)電，通過熱交換器利用地下熱水來加熱某種低沸點的工質, 使之變?yōu)檎羝? 然后以此蒸汽推動氣輪機并帶動發(fā)電機發(fā)電. 在這種發(fā)電系統中采用 2種流體, 一種是以地熱流體作熱源, 它在蒸汽發(fā)生器中被冷卻后排入環(huán)境或打入地下。 另一種是以低沸點工質流體作為工作介質 (如氟里昂、異戊烷、異丁烷、正丁烷、氯丁烷等). 這種工質在蒸汽發(fā)生器內由于吸收了地熱水放出的熱量而汽化, , 由汽輪機排出, 并在冷凝器中冷凝成液體, 然后經循環(huán)泵打回蒸汽發(fā)生器再循環(huán)工作. 該方式分為單級中間介質法系統和雙級 (或多級)中間介質法系統。當地熱井輸出的熱水進入換熱器后，在換熱器中將熱量傳給低沸點介質?？稍偕茉捶艧嵋院?。溫度降低了的地熱水排人回灌井或作其它應用。低沸點介質在換熱器中吸熱，變?yōu)榫哂幸欢▔毫Φ恼羝?，推動汽輪機并帶動發(fā)電機發(fā)電。從汽輪機排出的氣體，在冷凝器中凝結成液體。用泵將液體送入換熱器，重新吸熱蒸發(fā)變成氣體。如此周而復始，地熱水的熱量不斷地傳給低沸點介質進行連續(xù)發(fā)電。 2．雙循環(huán)式發(fā)電工藝原理圖：：雙循環(huán)發(fā)電方式的特點是地熱水與發(fā)電系統不直接接觸．而是將地熱水的熱量傳給某種低沸點介質(如丁烷、氟利昂等)，由低沸點介質推動汽輪機來發(fā)電。這種發(fā)電方式由地熱水系統和低沸點介質系統組成，故稱之為雙循環(huán)式發(fā)電，也稱之為中間介質法發(fā)電。優(yōu)點是能夠更充分地利用地下熱水的熱量, 降低發(fā)電的熱水消耗率, 缺點是增加了投資和運行的復雜性。.缺點是增加了投資和系統運行復雜性，技術難度大，操作維修水平要求較高。該系統特別適合于含鹽量大、腐蝕性強和不凝結氣體含量高的地熱資源。發(fā)展雙循環(huán)系統的關鍵是開發(fā)高效熱交換器。：蒸汽低沸點介質聯合雙循環(huán)余熱發(fā)電裝置由兩級發(fā)電系統構成(見下圖) , 其中一級發(fā)電系統以余熱蒸汽為工作介質在螺桿膨脹動力機中膨脹做功, 帶動發(fā)電機組發(fā)電, 二級發(fā)電系統將二級發(fā)電系統做功完畢的乏汽作為熱源, 加熱作為工作介質的低沸點介質(DME) , 推動螺桿膨脹動力機發(fā)電。整個系統還包括蒸發(fā)器、冷凝器等熱交換器及儲液罐、冷卻風機等。朗肯循環(huán)結構簡單比較適合低溫余熱發(fā)電因此兩級發(fā)電系統都采用朗肯循環(huán)熱力系統, 熱力循環(huán) TS 過程如下圖所示。在一級發(fā)電系統中, 蒸汽在膨脹螺桿機中絕熱膨脹做功(過程 12), 乏汽在蒸發(fā)熱交換器中等壓冷凝釋放潛熱和部分顯熱( 過程 234) , 留下的低溫低壓的工質水回收循環(huán)利用。在二級發(fā)電系統中, 進入蒸發(fā)熱交換器中的高壓不飽和低沸點介質DME吸收乏汽的熱量變成高溫高壓的過熱蒸氣(過程 efa) 。 然后根據膨脹螺桿動力機工作的要求, 利用調節(jié)閥把產生的高溫高壓過熱 DME 蒸氣調節(jié)到適合的狀態(tài), 并送到膨脹螺桿動力機中絕熱膨脹做功(過程 ab) 。 做功后的低溫低壓 DME工質在冷凝器中等壓冷凝放熱(過程bcd) ,再經密封泵升壓重新變成高壓不飽和液體(過程de) , 完成一個熱力循環(huán)。 ： （一） 余熱蒸汽的干度如果余熱蒸汽因干度發(fā)生變化形成汽液混合物, 使螺桿機中的膨脹成為兩相三元流動, 那么工質中的液相對螺桿膨脹機就會造成一定的動力
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