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1、第七章地熱發(fā)電技術(shù)第一節(jié)地熱能基本知識一、地熱能所謂地熱能，簡單地說.就是來自地下的熱能，即地球內(nèi)部的熱能。這種能量來自地球內(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7000°C,而在80至100公里的深度處，溫度會降至650至1200°Co透過地下水的流動和熔巖涌至離地面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滲出地面。地熱能是可再生資源。據(jù)計算，地球陸地以下五公里內(nèi)，15攝氏度以上巖石和地下水總含熱量達1.05X1025焦爾，相當于
2、9950萬億噸標準煤。按世界年耗100億噸標準煤計算，可滿足人類幾萬年能源之需要。.如果把地球上貯存的全部煤炭燃燒時所放出的熱量作為標準來計算、那么，石油的貯存量約為煤炭的3%,目前可利用的核燃料的貯存量約為煤炭的15%,而地熱能的總貯存量則為煤炭的1?7億倍。二、地球的內(nèi)部構(gòu)造地球是一個巨大的實心橢球體，它的表面積約為5.11X108km2,體積約為1.0833X1012km3,赤道半徑為6378km,極半徑為6357km。地球的構(gòu)造好像是一只半熟的雞蛋，主要分為3層。1）地殼：地球的圓外面一層，即地球外表相當于雞蛋殼的部分,地
3、殼由土層和堅硬的巖石組成，它的厚度各處不一，介于10?70km之間。，2）地幔：地球的中間部分，即地殼下面相當于雞蛋白的部分，也叫做“中間層”,它大部分是熔融狀態(tài)的巖漿?地幅的厚度約為2900km,它內(nèi)硅鎂物質(zhì)組成，溫度在1000°C以上。.3）地核：地球的中心，即地球內(nèi)部相當于雞蛋黃的部分.地核的溫度在2000—5000°C之間，外核深2900—5100km,內(nèi)核深5100km以下至地心，一般認為是由鐵、鎳等重金屬組成的。三、地熱的形成關(guān)于地球的起源問題，目前有許多不同的假說，因此，關(guān)于地熱的來源問題，也有許多不同的解釋。但是，
4、這些解釋都一致承認，地球物質(zhì)中放射性元素衰變產(chǎn)生的熱量是地熱的主要來源。放射性元素有鈾238、鈾235、針232和鉀40等，這些放射性元素的衰變是原子核能的釋放過程。放射性物質(zhì)的原子核.無需外力的作用，就能自發(fā)地放出電子、氨核和光子等高速粒子并形成射線。在地球內(nèi)部，這些粒子和射線的動能和輻射能，在同地球物質(zhì)的碰撞過程中便轉(zhuǎn)變成了熱能。第二節(jié)地熱資源的主要類型一、地熱資源地熱資源是指在當前的技術(shù)經(jīng)濟和地質(zhì)條件下，地殼內(nèi)能夠科學(xué)、合理地開發(fā)出來的巖石中的熱能量和熱流體中的熱能量及其有用的伴生成分。目前地熱資源勘探的深度可達地表以下50
5、00m,其中2000m以上下為經(jīng)濟型地熱資源，2000—5000m為亞經(jīng)濟型地熱資源。二、地熱資源的類型通常我們把地熱資源根據(jù)其在地下熱儲中存在的個同形式，分為蒸汽型、熱水型、地壓型、干熱巖型資源和巖漿型資源等幾類。1）蒸汽型資源蒸汽型資源是指地下熱儲中以蒸汽為主的對流水熱系統(tǒng)，它以產(chǎn)生較高溫度和壓力的熱蒸汽為主。當儲水層的上方有一透水性很差的覆蓋巖層時，由于覆蓋層的隔水、隔熱作用，覆蓋層下面的儲水層在長期受熱的條件下，就成為聚集大量具有一定壓力和溫度的蒸汽和熱水的熱儲。地熱井按井口噴出介質(zhì)的狀態(tài)分為干蒸汽和濕蒸汽。蒸汽資源特別適
6、合于發(fā)電。特別是干蒸汽，所含水分很少或沒有，這種干蒸汽可以直接進入汽輪機，對汽輪機腐蝕較輕，能取得滿意的工作效果，是十分有開采價值的地熱資源。但這類構(gòu)造需要獨特的地質(zhì)條件，因而資源少、地區(qū)局限性大。2)熱水型資源熱水型資源是指地下熱儲中以水為主的對流水熱系統(tǒng)，它包括噴出地面時呈現(xiàn)的熱水以及水汽混合的濕蒸汽。這類資源分布廣、儲量豐富，根據(jù)其溫度可分為高溫(>150°C)、中溫(90—150°C)和低溫(90°C以下)。地下熱水的形成一般可分為深循環(huán)型和特殊熱源型兩種形成類型.(1)深循環(huán)型。一邊冷水下降，一邊熱水上升，這就構(gòu)成地下熱
7、水的循環(huán)運動。大氣降水深循環(huán)型地下熱水的形成、運動和儲存，與地質(zhì)構(gòu)造密切相關(guān)。（2）特殊熱源型。數(shù)十億年來地殼巖層一直在經(jīng)歷著斷裂、擠壓、折曲及破碎等變化。每當巖層破裂時，地球深部的巖漿就會通過裂縫向地表涌來。如果涌出地表，即成為火山爆發(fā)。如果停駐在地表下一定的深度，則成為巖漿侵入體。3）地壓型資源地壓型資源是一種目前尚未被人們充分認識的、但可能是一種十分重要的地熱資源。它以高壓水的形式儲存于地表以下2-3Km的深部沉積盆地中，并被不透水的蓋層所封閉，形成長1000km.寬數(shù)百千米的巨大熱水體。地壓水除了高壓、高溫的特點外，還溶有
8、大量的碳氫化合物（如甲烷等）。所以，地壓型資源中的能量，實際上是由機械能（壓力）、熱能（溫度）和化學(xué)能（天然氣）3個部分組成的。4）干熱巖型資源干熱巖型資源是指地下普遍存在的沒有水或蒸汽的熱巖石?，F(xiàn)階段來說，干熱巖型資源專指埋深較淺、溫度較高的有開
