課程（畢業(yè)）論文-地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)與利用

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1、地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)與利用地?zé)崮苁怯傻貧こ槿〉奶烊粺崮埽@種能量來(lái)自地球內(nèi)部的熔巖，并以熱力形式存在，是引致火山爆發(fā)及地震的能量。地球內(nèi)部的溫度高達(dá)7000°C,而在80至100公英里的深度處，溫度會(huì)降至650至1200°C。透過(guò)地下水的流動(dòng)和熔巖涌至離地面1至5公里的地殼，熱力得以被轉(zhuǎn)送至較接近地面的地方。高溫的熔巖將附近的地下水加熱，這些加熱了的水最終會(huì)滲出地面。運(yùn)用地?zé)崮茏詈?jiǎn)單和最合乎成木效益的方法，就是直接取用這些熱源，并抽取其能量。地?zé)崮苁强稍偕Y源人類(lèi)很早以前就開(kāi)始利用地?zé)崮?，例如利用溫泉沐浴、醫(yī)療，利用地下熱水取暖、建造農(nóng)作物溫室、水產(chǎn)養(yǎng)殖及烘干谷物等。但真正認(rèn)識(shí)地?zé)豳Y源

2、并進(jìn)行較大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用卻是始于20世紀(jì)中葉。地?zé)崮艿膩?lái)源地?zé)崮苁莵?lái)自地球深處的可再生性熱能，它起于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。地下水的的深處循環(huán)和來(lái)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。其儲(chǔ)量比目前人們所利用能量的總量多很多，大部分集中分布在構(gòu)造板塊邊緣一帶，該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。它不但是無(wú)污染的清潔能源，而且如果熱量提取速度不超過(guò)補(bǔ)充的速度，那么熱能而且是可再生的。地?zé)崮馨l(fā)電怎樣利用這種巨大的潛在能源呢？意大利的皮也羅?吉諾尼?康蒂王子于1904年在拉德雷羅首次把天然的地?zé)嵴魵庥糜诎l(fā)電。地?zé)岚l(fā)電是利用液壓或爆破碎裂法把水注入到巖層，產(chǎn)生高溫蒸氣

3、，然后將其抽出地面推動(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使發(fā)電機(jī)發(fā)出電能。在這過(guò)程屮，將一部分沒(méi)有利用到的或者廢氣，經(jīng)過(guò)冷凝器處理還原為水送回地下，這樣循環(huán)往復(fù)。1990年安裝的發(fā)電能力達(dá)到6000MW,直接利用地?zé)豳Y源的總量和當(dāng)于4.lMt油當(dāng)量。地?zé)岚l(fā)電實(shí)際上就是把地下的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后再將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪芰哭D(zhuǎn)變過(guò)程或稱(chēng)為地?zé)岚l(fā)電。目前開(kāi)發(fā)的地?zé)豳Y源主要是蒸汽型和熱水型兩類(lèi)，因此，地?zé)岚l(fā)電也分為兩大類(lèi)。地?zé)嵴羝l(fā)電有一次蒸汽法和二次蒸汽法兩種。一次蒸汽法直接利用地下的干飽和（或稍具過(guò)熱度）蒸汽，或者利用從汽、水混合物中分離出來(lái)的蒸汽發(fā)電。二次蒸汽法有兩種含義，一種是不直接利用比較臟的天然

4、蒸汽（一次蒸汽），而是讓它通過(guò)換熱器汽化潔凈水，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(lái)的高溫?zé)崴M(jìn)行減壓擴(kuò)容生產(chǎn)二次蒸汽，壓力仍高于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，和一次蒸汽分別進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電。地?zé)崴械乃?，按常?guī)發(fā)電方法是不能直接送入汽輪機(jī)去做功的，必須以蒸汽狀態(tài)輸入汽輪機(jī)做功。目前對(duì)溫度低于ioo°c的菲飽和態(tài)地下熱水發(fā)電，有兩種方法：一是減壓擴(kuò)容法。利用抽真空裝置，使進(jìn)入擴(kuò)容器的地下熱水減壓汽化，產(chǎn)生低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ臄U(kuò)容蒸汽然后將汽和水分離、排水、輸汽充入汽輪機(jī)做功，這種系統(tǒng)稱(chēng)“閃蒸系統(tǒng)”。低壓蒸汽的比容很大，因而使氣輪機(jī)的單機(jī)容量受到很大的限制。但運(yùn)行過(guò)程

5、中比較安全。另一種是利用低沸點(diǎn)物質(zhì)，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(guò)換熱器加熱，使低沸點(diǎn)物質(zhì)迅速氣化，利用所產(chǎn)生氣體進(jìn)入發(fā)電機(jī)做功，做功后的工質(zhì)從汽輪機(jī)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(chēng)“中間工質(zhì)法”，這種系統(tǒng)稱(chēng)“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)逸岀后很容易發(fā)生事故。20世紀(jì)90年代中期，以色列奧瑪特（Ornrnt）公司把上述地?zé)嵴羝l(fā)電和地?zé)崴l(fā)電兩種系統(tǒng)合二為一，設(shè)計(jì)岀一個(gè)新的被命名為聯(lián)合循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)，該機(jī)組已經(jīng)在世界一些國(guó)家安裝運(yùn)行，

6、效果很好。聯(lián)合循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是，可以適用于大于150°C的高溫地?zé)崃黧w（包括熱鹵水）發(fā)電，經(jīng)過(guò)一次發(fā)電后的流體，在并不低于120°C的工況下，再進(jìn)入雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)，進(jìn)行二次做功，這就是充分利用了地?zé)崃黧w的熱能，既提高發(fā)電的效率，又能將以往經(jīng)過(guò)一次發(fā)電后的排放尾水進(jìn)行再利用，大大地節(jié)約了資源。對(duì)環(huán)境的影響（1）地?zé)嵴羝臏囟群蛪毫Χ疾蝗缁鹆Πl(fā)電高，因此地?zé)崂寐实?，像蓋塞斯的老發(fā)電機(jī)組的熱效率只有14.3%,以致冷卻水用量多于普通電站，熱污染也比較嚴(yán)重。（2）地?zé)犭娬疽部衫美鋮s塔將余熱釋放到大氣中，以避免上述的熱污染。冷卻塔的補(bǔ)充水來(lái)源于蒸汽木身，因此不需要外來(lái)水源

7、。地?zé)嵴羝谕ㄟ^(guò)汽輪機(jī)之前，先進(jìn)入離心分離器，除去巖粒和灰塵，然后冷凝成溫水，在通過(guò)冷卻塔，使其中75%—80%轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，余下的冷卻水返回冷凝器利用。過(guò)剩的冷卻水由于積累了硼、氨等污染物，應(yīng)排注地下，而不應(yīng)該排注水體。這雖然解決了污染問(wèn)題，但有可能引發(fā)地震；不過(guò)也可能因陸續(xù)注入而使巖層逐漸滑動(dòng)，反而緩慢的解除積壓，以致避免地震的突發(fā)。到底結(jié)果如何，必須進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)。（3）從冷卻塔派出的廢蒸汽和廢水中可能含有H2S等有毒氣體，應(yīng)予重視并及時(shí)加以處理，以免污染廠區(qū)附近的空氣。（4）地?zé)釋儆谠偕?/p>