地热资源及其开发利用02PPT课件
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矿山开采的地热资源开发与利用
总结词
矿山地热资源的开采和利用过程中需要关注安全问题。
详细描述
在开采和利用地热资源的过程中，存在一定的安全风险，如坍塌、火灾等。为了 确保安全，需要采取相应的安全措施，如加强安全监管、建立应急预案等，以降 低安全风险。
技术问题
总结词
地热资源的开采和利用需要克服一些技术难题。
详细描述
地热资源的开采和利用涉及到一些技术难题，如地热资源的探测、开采技术的选择、地热资源的利用 方式等。为了解决这些问题，需要加强技术研发和创新，提高地热资源开发与利用的技术水平。
地热井修复技术
井壁加固
对破损或坍塌的井壁进行 加固处理，防止地热流体 泄漏。
井底清理
清除井底的杂物和堵塞物 ，保证地热流体的流动畅 通。
井管更换
对损坏的井管进行更换， 保证地热流体的输送安全 。
地热井注浆技术
Hale Waihona Puke 注浆材料选择注浆施工监控
根据地层特性和工程要求，选择合适 的注浆材料。
对注浆施工过程进行实时监测和控制 ，确保注浆质量和安全。
注浆工艺设计
制定注浆工艺流程和参数，确保注浆 效果和地层稳定性。
地热井开采技术
地热流体提取
利用泵设备将地热流体从井底抽 出。
地热流体处理
对抽取的地热流体进行净化和处理 ，以满足不同利用需求。
地热能利用
将处理后的地热能用于供暖、发电 、工业用热等领域。
03
矿山地热资源的利用
地热发电
发电原理
利用地热能转化为机械能，再转 化为电能的过程。
效果显著。
适用范围
03
适用于各种需要利用地热能的工业生产领域。
04
矿山地热资源开发与利用的 挑战与解决方案
第十四章 地热资源开发利用 (课堂PPT)
其二是这类地热系统必须要有足够的水量和一定的循 环深度，这样水在经由断层破碎带或裂隙发育带入渗 时才能从围岩中汲取热量成为中低温热水。一般情况 下，地热背景越高，下渗（或循环）深度越大，地下 热水温度亦越高。
其三是这类地热系统多出现在断裂破碎带或两组不同 方向的断裂的交汇部位，岩体本身的渗透性能很差， 主要靠裂隙和破碎带导水，在地形高差和相应的水力 压差下形成受迫对流，构成地下热水环流系统。
图14-2 中国地热资源分布
7/103
一、高温对流型地热资源 我国高温对流型地热资源主要分布在藏南-川西-
滇西地热带以及台湾地区。 从全球地热系统及地球资源分布来看，藏南-川
西-滇西地热带(或称“喜马拉雅地热带”)实际上是 地中海地热带的东延部分，是喜马拉雅造山运动的产 物。
8/103
图14-3 西藏羊八井热田的概念模型
沿海地区，包括广东、海南、广西以及江西、湖南和 浙江，胶辽山地和汾渭地堑边缘。这些都是新构造活 动强烈的地区，活动断裂发育。
14/103
图14-4 中低温对流型地热系统概念模型
15/103
我国中低温对流型地热资源分布有如下特点：
其一是没有特殊的附加热源，主要靠正常或略微偏高 的区域大地热流供热和维持，这是与高温地热系统的 主要区别。
第十四章 地热资源的评价和开发利用
❖ 第一节 中国地热资源的分布 ❖ 第二节 研究地热资源的水文地球化学方法 ❖ 第三节 地热资源评价 ❖ 第四节 地热资源的开发利用和保护
1/103
地球是一个巨大的能源宝库，越向地球深部，温 度就越高。这种以热能为主要形式储存于地球内部的 热量就是地热能。
地热能一部分来源于地球深部的高温熔融体，另 一部分来源于岩石中放射性元素（U、Tu、40K）的衰 变。
其三是这类地热系统多出现在断裂破碎带或两组不同 方向的断裂的交汇部位，岩体本身的渗透性能很差， 主要靠裂隙和破碎带导水，在地形高差和相应的水力 压差下形成受迫对流，构成地下热水环流系统。
图14-2 中国地热资源分布
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一、高温对流型地热资源 我国高温对流型地热资源主要分布在藏南-川西-
滇西地热带以及台湾地区。 从全球地热系统及地球资源分布来看，藏南-川
西-滇西地热带(或称“喜马拉雅地热带”)实际上是 地中海地热带的东延部分，是喜马拉雅造山运动的产 物。
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图14-3 西藏羊八井热田的概念模型
沿海地区，包括广东、海南、广西以及江西、湖南和 浙江，胶辽山地和汾渭地堑边缘。这些都是新构造活 动强烈的地区，活动断裂发育。
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图14-4 中低温对流型地热系统概念模型
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我国中低温对流型地热资源分布有如下特点：
其一是没有特殊的附加热源，主要靠正常或略微偏高 的区域大地热流供热和维持，这是与高温地热系统的 主要区别。
第十四章 地热资源的评价和开发利用
❖ 第一节 中国地热资源的分布 ❖ 第二节 研究地热资源的水文地球化学方法 ❖ 第三节 地热资源评价 ❖ 第四节 地热资源的开发利用和保护
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地球是一个巨大的能源宝库，越向地球深部，温 度就越高。这种以热能为主要形式储存于地球内部的 热量就是地热能。
地热能一部分来源于地球深部的高温熔融体，另 一部分来源于岩石中放射性元素（U、Tu、40K）的衰 变。
地热开发及利用
关于中国地热资源及开发利用一、我国地热资源概述地热是指地球内部所蕴藏的热能，它来源于地球的熔融岩浆和放射性元素衰变时发出的热量。
地热资源是在当前技术经济条件和地质条件下，能够从地壳内科学、合理地开发出来的岩石热能量、地热流体热能量及其伴生的有用组分，它与太阳能、风能、生物能、海洋能等统称为新能源，将太阳能、风能、潮汐能与地热能加以比较，地热能是新能源中最为现实的能源。
地热资源按赋存形式可分4种类型：一是热水型，即地球浅处(地下100~4500m)所见到的热水或水蒸汽；二是地压地热能，即在*些大型沉积盆地深处(3~6km)存在着高温、高压流体，其中含有大量甲烷气体；三是干热岩地热能，由于特殊地质构造条件造成高温但少水甚至无水的干热岩体；四是岩浆热能，即储存在高温(7001200°C)熔融岩浆体中的巨大热能；根据地热水的温度地热能可分为高温型(>l50°C)、中温型(90~150°C)和低温型(<90°C)三大类，高温地热资源主要用于地热发电，中、低温地热资源主要用于地热直接利用。
我国是地热资源相对丰富的国家，地热资源总量约占全球的7.9％(表一)，可采储量相当于4626．5亿t标准煤。
我国的高温地热资源(热储温度>150C)主要分布在藏南、滇西、川西以及**省，环太平洋地热带通过我国的**省，高温温泉达90处以上；地中海喜马拉雅地热带通过**南部和**、**西部。
**高温热田主要集中在羊八井裂谷带，其中藏南西部、东部及中部约有108个高温热田，构成中国高温热田最富集的地带；**是全国发现温泉最多的省，高温热田主要分布在怒江以西的腾冲-瑞丽地区，约2O处；川西分布着8个高温地热区，为藏滇高温地热带的一部分。
我国主要以中低温地热资源为主，中低温地热资源分布广泛，几乎遍布全国各地，主要分布于松辽平原、黄淮海平原、江汉平原、**半岛和东南沿海地区，其主要热储层为厚度数百米至数千米第三系砂岩、砂砾岩，温度在40~80°C左右，目前已发现全国共有地热温泉3000多个，其中高于25C 的约2200个。
地热能发电PPT幻灯片课件
10
地热资源根据其在地下热储中 存在的形式分为以下5种:
11
• 蒸汽型资源 这种地热资源可以直接产 生过热蒸汽推动汽轮机发电,温度可以达 到200～400 ℃,非常有价值，但较少见 到。
• 热水型 以产60-150 ℃的热水为主,资 源量很大，是目前开发的重点。
• 地压型 封闭于盖层中的高压高温水和 天然气。总能量实际上包含机械能,热能 和化学能。
•25000样品复查，证明该处矿石的铀-235丰度的平 均值为0.62%,最低值为0.29%,由此证明确实是天然 反应堆。
•在随后的5年内经反复勘探,终于发现了9座天然反 应堆,它们从20亿年前开始运行,共运行了20万-50 万年,参加裂变的反应的天然铀约800吨。
•美国地球物理学家赫恩登提出地核内有一个由铀
一边冷水下降，一边热水上升就构成了地 下水的循环。岩层断裂缝隙是形成热水聚集的 必要条件。
14
15
特殊热源型 在地球运动过程中，不断造成地壳断裂， 内部岩浆会沿断裂缝隙上涌，如冲出地 面就形成火山爆发，如停留在地表下一 定深度未喷出地面, 就形成岩浆侵入体。 它是一个高强度地热异常区,其地层温度 梯度达每米几十度。如新西兰怀腊开的 地温梯度达到3每米30-40 ℃。侵入体 的的时代越新，所保留的余热就越多， 对地下水的加热也越强烈。
地幔 地球的中间部分，为熔融状态 的岩浆,由硅镁物质组成,温度 1000℃以上,厚度约2900km。
地核 温度在2000 ～5000℃,由铁镍 等重金属组成。
2
3
• 总热能 内部是一个高温高压世界,蕴藏 着巨大的热量。值约1.25×1028KJ。
• 地热资源 10km内的地热资源约 1.45×1022 KJ ,相当于4.95 ×1015吨标 准煤,是煤炭资源的1.7亿倍，若能大规 模应用，可供人类用几十万年。
地热资源根据其在地下热储中 存在的形式分为以下5种:
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• 蒸汽型资源 这种地热资源可以直接产 生过热蒸汽推动汽轮机发电,温度可以达 到200～400 ℃,非常有价值，但较少见 到。
• 热水型 以产60-150 ℃的热水为主,资 源量很大，是目前开发的重点。
• 地压型 封闭于盖层中的高压高温水和 天然气。总能量实际上包含机械能,热能 和化学能。
•25000样品复查，证明该处矿石的铀-235丰度的平 均值为0.62%,最低值为0.29%,由此证明确实是天然 反应堆。
•在随后的5年内经反复勘探,终于发现了9座天然反 应堆,它们从20亿年前开始运行,共运行了20万-50 万年,参加裂变的反应的天然铀约800吨。
•美国地球物理学家赫恩登提出地核内有一个由铀
一边冷水下降，一边热水上升就构成了地 下水的循环。岩层断裂缝隙是形成热水聚集的 必要条件。
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特殊热源型 在地球运动过程中，不断造成地壳断裂， 内部岩浆会沿断裂缝隙上涌，如冲出地 面就形成火山爆发，如停留在地表下一 定深度未喷出地面, 就形成岩浆侵入体。 它是一个高强度地热异常区,其地层温度 梯度达每米几十度。如新西兰怀腊开的 地温梯度达到3每米30-40 ℃。侵入体 的的时代越新，所保留的余热就越多， 对地下水的加热也越强烈。
地幔 地球的中间部分，为熔融状态 的岩浆,由硅镁物质组成,温度 1000℃以上,厚度约2900km。
地核 温度在2000 ～5000℃,由铁镍 等重金属组成。
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• 总热能 内部是一个高温高压世界,蕴藏 着巨大的热量。值约1.25×1028KJ。
• 地热资源 10km内的地热资源约 1.45×1022 KJ ,相当于4.95 ×1015吨标 准煤,是煤炭资源的1.7亿倍，若能大规 模应用，可供人类用几十万年。
地热发电技术ppt课件
干热岩发电系统
首先将水通过压力泵 压入地下深处（2-4 千米），产生的蒸汽 再进行发电，热干岩 过程法不受地理限值 ，可以在任何地方进 行热能开采。而且这 种方法在发电过程中 不产生废水、废气等 污染，是未来的新能 源。
图6 干热岩发电系统示意图
全流地热发电系统
本系统将地热井口的 全部流体，包括所有 的蒸汽、热水、不凝 气体及化学物质等， 不经处理直接送进全 流动力机械中膨胀做 功，这种形式可以充 分利用地热流体的全 部能量，大大节约了 资源，但技术上有一 定的难度，尚在攻关 。
图5 全流系统发电示意图
地热发电对环境的影响
1、空气污染。在开采地热能的过程中，所 含有的各种气体和悬浮物将排入大气中，对环 境造成影响。
2、化学污染。地热水的形成一般为大气降 水经过地下深循环，与周围岩石进行化学物质 交换，岩石中各种化学组分进入水体，使地热 水中含有对环境有益和有害的常量成分和放射 性成分。
热水型地热发电
减压扩容（闪蒸系统）
将地热井口来的地热水，先送到闪蒸器中进行 降压闪蒸使其产生部分蒸汽，再引入到常规汽 轮机做功发电。汽轮机排出的蒸汽在冷凝器内 冷凝成水。送往冷却塔，分离器中剩下的含盐 水排入环境或打入地下或引入作为第二级低压 闪蒸分离器中，用这种方法产生蒸汽来发电就 叫做闪蒸法地热发电。
目前世界上有110个国家 在开发利用地热能，截止 2005年发电总装机容量达 到8932MW，年生产电力 56951GWh（千兆瓦时）; 约占世界能源构成的1%， 地热资源利用以及开发以 每年12.8%的速率递增其 中美国地热发电装机容量 居世界首位，菲律宾第二 位，墨西哥居第三位。
新西兰和意大利的地热电站
西藏羊八井地热电站
地热发电的方式分类
《地源热泵》课件
工作原理
通过地源热泵系统，将地下土壤、地 下水或地表水中的低位热能提取出来 ，通过中央空调系统将热能传递到室 内，实现供暖或制冷的目的。
历史与发展
历史
地源热泵技术起源于19世纪，经过多年的研究和发展，目前已经成为一种成熟 、高效、环保的能源利用方式。
发展
随着全球能源危机和环境问题的日益严重，地源热泵技术得到了更广泛的应用 和推广，各国政府纷纷出台相关政策支持地源热泵的发展。
地区。
初投资较高
相比传统空调系统，地源热泵系统 的初投资较高。
安装难度较大
地源热泵系统的安装需要专业的设 计和施工队伍，安装难度较大。
02 地源热泵系统组成
地下换热系统
地下换热系统是地源热泵的重要组成部分，主要通过地埋管换热器实现地下土壤的 热量交换。
地埋管换热器一般采用高密度聚乙烯管或无缝钢管作为换热材料，通过在地下钻孔 并填充砂石等传热介质，与土壤进行热量交换。
节能效果
地源热泵系统的节能效果显著，尤其是在冬季和夏季等需要大量供暖和 制冷的时候，其节能效果更加明显。
03
人工费用
地源热泵系统的人工费用主要包括设备的维护和检修等，相对于传统的
空调和供暖系统来说，其人工费用较低。
生命周期成本
生命周期成本
地源热泵系统的生命周期成本是指在系统的使用寿命内，所有的初投资成本和运行费用之和。由于地源热泵系统的使 用寿命较长，且维护费用较低，其生命周期成本相对于传统的空调和供暖系统来说较低。
地下换热系统的作用是将土壤中的热量或冷量传递给地埋管内的循环水，为整个地 源热泵系统提供冷热源。
热泵机组
热泵机组是地源热泵系统的核心部分 ，负责将地下换热系统传递来的冷热 量进行吸收、压缩和循环使用。
通过地源热泵系统，将地下土壤、地 下水或地表水中的低位热能提取出来 ，通过中央空调系统将热能传递到室 内，实现供暖或制冷的目的。
历史与发展
历史
地源热泵技术起源于19世纪，经过多年的研究和发展，目前已经成为一种成熟 、高效、环保的能源利用方式。
发展
随着全球能源危机和环境问题的日益严重，地源热泵技术得到了更广泛的应用 和推广，各国政府纷纷出台相关政策支持地源热泵的发展。
地区。
初投资较高
相比传统空调系统，地源热泵系统 的初投资较高。
安装难度较大
地源热泵系统的安装需要专业的设 计和施工队伍，安装难度较大。
02 地源热泵系统组成
地下换热系统
地下换热系统是地源热泵的重要组成部分，主要通过地埋管换热器实现地下土壤的 热量交换。
地埋管换热器一般采用高密度聚乙烯管或无缝钢管作为换热材料，通过在地下钻孔 并填充砂石等传热介质，与土壤进行热量交换。
节能效果
地源热泵系统的节能效果显著，尤其是在冬季和夏季等需要大量供暖和 制冷的时候，其节能效果更加明显。
03
人工费用
地源热泵系统的人工费用主要包括设备的维护和检修等，相对于传统的
空调和供暖系统来说，其人工费用较低。
生命周期成本
生命周期成本
地源热泵系统的生命周期成本是指在系统的使用寿命内，所有的初投资成本和运行费用之和。由于地源热泵系统的使 用寿命较长，且维护费用较低，其生命周期成本相对于传统的空调和供暖系统来说较低。
地下换热系统的作用是将土壤中的热量或冷量传递给地埋管内的循环水，为整个地 源热泵系统提供冷热源。
热泵机组
热泵机组是地源热泵系统的核心部分 ，负责将地下换热系统传递来的冷热 量进行吸收、压缩和循环使用。
全球地热资源分部与开发利用
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地热应用于医疗保健、 娱乐和旅游
北京地区的地热水属于中低温热矿水 , 富 含锂、 氟、 氡、 偏硼酸和偏硅酸等多种 矿物质 , 有一定的医疗和保健作用。 经常 用热矿水进行洗浴 , 对高血压、冠心病、 心脑血管、风湿病、皮肤病等有一定疗效。 热矿水入室 , 会提高居民的生活质量。 此 外 , 依托温泉浴疗 , 可以开 发游泳馆、嬉 水乐园、疗养中心、温泉饭店和温泉度假 村等一系列娱乐旅游项目。
地热资源的利用
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• 地热采暖
• 地热应用于农副业方面
• 地热应用于医疗保健、娱乐和旅游
• 地热发电
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地热采暖
利用地热水采暖不烧煤、无污染,可昼 夜供热水, 可保持室温恒定舒适。地热采 暖虽初 投资较高,但总成本只相当于燃油 锅炉供暖的四分之一,不仅节省能源、运输、 占地等,又大大改善了大气环境, 经济效益 和社会效益十分明显, 是一种比较理想的 采暖能源。 室内的地面下敷设管道，通过管内持 续以低于60℃的热水进行循环加热混凝土 及地面材料，再由地面均匀地向室内辐射 热量，同时在冷热空气比重差作用下，产 生了空气的自然对流现象，从而创造出具 有理想温度分布的室内热环境，使室内温 度达到人体感官最舒适的状态
• 国际上一般将地热资源评估分为三类:第一类称作“(可及)资源基数”,指地表以下5千米之内积 存的总热量,这部分热量在理论上和技术上是可应用的;第二类称为“资源”,指上述“资源基数” 中在40~50年内可望有经济价值的;第三类谓之“可采资源”,指“资源基数”中在10~20年内即 可具有经济价值的。据帕莫瑞尼估算,全球地热能“资源基数”为140×10亿焦/年。
全球地热资源分布
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（3）大西洋中脊地热带 大西洋板块的开裂部位，包括冰岛和亚速ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ群岛的一些地热田。 （4）红海、亚丁湾、东非大裂谷地热带 包括肯尼亚、乌干达、扎伊尔、埃塞俄比亚、吉布提等国的地热田。
地热能
分布
地热能分布地热能集中分布在构造板块边缘一带，该区域也是火山和地震多发区。如果热量提取的速度不超 过补充的速度，那么地热能便是可再生的。地热能在世界很多地区应用相当广泛。据估计，每年从地球内部传到 地面的热能相当于100PW·h。不过，地热能的分布相对来说比较分散，开发难度大。
据2010年世界地热大会统计，全世界共有78个国家正在开发利用地热技术，27个国家利用地热发电，总装机 容量为MW，年发电量GW·h，平均利用系数72%。目前世界上最大的地热电站是美国的盖瑟尔斯地热电站，其第一 台地热发电机组（11MW）于1960年启动，以后的10年中，2号（13MW）、3号（27MW）和4号（27MW）机组相续投 入运行。20世纪70年代共投产9台机组，80年代以后又相续投产一大批机组，其中除13号机组容量为135MW外，其 余多为110MW机组。我国的地热资源也很丰富，但开发利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省区 。
可持续性
岩浆/火山的地热活动的典型寿命从最低5000年到100万年以上。这么长的寿命使地热源成为一种再生能源。 此外，地热库的天然补充率从几兆瓦到1000兆瓦(热)以上。
人类第一次用地热水发电是在1904年意大利的拖斯卡纳。1958年新西兰的北岛开始用地热源发电(2013年为 212兆瓦)；美国加州的喷泉热田，从1960年就开始发电，输出功率为1300兆瓦。显然，地热资源能够可靠、安全 和可持续性地运行。地热生产的可持续性也可从存在于热库岩石(含热量85%～95%)中的热源判断。在美国加州的 喷泉热田，热含量保守估计至少相当于燃烧280亿桶石油或62亿短顿(1短顿=907公斤)煤所得的能量 。
怎样利用这种巨大的潜在能源呢？意大利的皮也罗·吉诺尼·康蒂王子于1904年在拉德雷罗首次把天然的地 热蒸气用于发电。地热发电是利用液压或爆破碎裂法把水注入到岩层，产生高温蒸气，然后将其抽出地面推动涡 轮机转动使发电机发出电能。在这过程中，将一部分没有利用到的水蒸气或者废气，经过冷凝器处理还原为水送 回地下，这样循环往复。
地热水发电ppt课件
[2]罗承先.世界地热发电开发新动向[J].中外能源,2016,21(05):21-28.
[3]王永真,杨柳,张超,蒋勃,张靖,刘宇炫,赵军.中国地热发电发展现状 与面临
的挑战[J].国际石油经济,2019,27(01):95-100.
[4]高学伟,李楠,康慧.地热发电技术的发展现状[J].电力勘测设
双级地热水发电
计算：
qm为地热水质量流量，t/h； hg为地热水质量焓，k J/kg； h1′，h2′为状态点1′，2′地热水质量焓，
k J/kg； h1"，h2"为状态点1"，2"饱和汽质量焓，
k J/kg；
双级地热水发电
计算：
h3，h4，h5为状态点 3，4，5 地热水质量焓，k J/kg； hh为状态点h地热水地热水发电研究现状
• 近年来世界地热发电发展迅速，全球地热发电装机容量从2000年
的8594MW，增加到2014年的12594MW。亚太地区与北美地区地 热发电装机容量居主导地位，分别为4.5GW和3.4GW。
• 美洲地热发电市场以美国、墨西哥和尼加拉瓜为主。亚太地区的
地热发电市场主要有印尼、日本、菲律宾和新西兰。地热发电仍 以普通型干蒸汽方式与闪蒸方式为主。最近10年利用中-低温地 热能的双工质方式发电发展较快。
两种发电技术对比
两级闪蒸法发电系统, 可比单级闪蒸法发电系统增加发电能力15%20%; 采用闪蒸法的地热电站, 基本上是沿用火力发电厂的技术,即 将地下热水送入减压设备扩容器,产生低压水蒸汽,导入汽轮机做功。
这种电站,设备简单,易于制造,可以采用混合式热交换器。缺点是, 设备尺寸大,容易腐蚀结垢,热效率较低。由于是直接以地下热水蒸 汽为工质,因而对于地下热水的温度、矿化度以及不凝气体含量等 有较高的要求
[3]王永真,杨柳,张超,蒋勃,张靖,刘宇炫,赵军.中国地热发电发展现状 与面临
的挑战[J].国际石油经济,2019,27(01):95-100.
[4]高学伟,李楠,康慧.地热发电技术的发展现状[J].电力勘测设
双级地热水发电
计算：
qm为地热水质量流量，t/h； hg为地热水质量焓，k J/kg； h1′，h2′为状态点1′，2′地热水质量焓，
k J/kg； h1"，h2"为状态点1"，2"饱和汽质量焓，
k J/kg；
双级地热水发电
计算：
h3，h4，h5为状态点 3，4，5 地热水质量焓，k J/kg； hh为状态点h地热水地热水发电研究现状
• 近年来世界地热发电发展迅速，全球地热发电装机容量从2000年
的8594MW，增加到2014年的12594MW。亚太地区与北美地区地 热发电装机容量居主导地位，分别为4.5GW和3.4GW。
• 美洲地热发电市场以美国、墨西哥和尼加拉瓜为主。亚太地区的
地热发电市场主要有印尼、日本、菲律宾和新西兰。地热发电仍 以普通型干蒸汽方式与闪蒸方式为主。最近10年利用中-低温地 热能的双工质方式发电发展较快。
两种发电技术对比
两级闪蒸法发电系统, 可比单级闪蒸法发电系统增加发电能力15%20%; 采用闪蒸法的地热电站, 基本上是沿用火力发电厂的技术,即 将地下热水送入减压设备扩容器,产生低压水蒸汽,导入汽轮机做功。
这种电站,设备简单,易于制造,可以采用混合式热交换器。缺点是, 设备尺寸大,容易腐蚀结垢,热效率较低。由于是直接以地下热水蒸 汽为工质,因而对于地下热水的温度、矿化度以及不凝气体含量等 有较高的要求
第十章 地热资源的开发利用
第十章 地热资源的开发利用
主讲内容:
一、有关地热的基本概念 二、地热资源的分布 三、地热资源勘查 四、地热资源评价
一、有关地热的基本概念
（一）地热增温率
变温带：地球表层热能来自太阳辐射，表层以下约15－30m的 范围内，温度随昼夜、四季气温的变化而交替发生明显变化。 恒温带：从地表向内，太阳辐射的影响逐渐减弱，到一定深 度，这种影响消失，温度终年不变，即达到所谓“常温层”。
岩浆活动以及水文地质等因素有关。
• 近代火山岩浆活动区增温率一般在6-8℃/100m； • 正在喷发和不久前喷发的活火山区地热增温率达每百米几十度；
• 地壳活动不活跃的古老结晶岩区则<1℃/100m；
• 由沉积岩组成的近代沉降地区和年轻山地区增温率2-4℃/100m； • 绝大部分地区增温率2-5℃/100m。凡地热增温率超过某一正常值的地 区，我国规定为3.5℃/100m，统称为“地热异常区”。
当地下热流体沿着一定通道上升至地表或赋存于地下浅部，由于温度 和压力条件的变化，在地下深循环运移过程中，曾一度溶解矿物质于其中， 这时又从流体中沉淀下来，形成色彩和形态各异的沉积，通常称泉华。泉 华的各类在高温水热活动区主要为硅华、硫华，低温区有时也常有钙华。 中国的藏、滇高温地热带中某些泉区常见到多彩多姿、景观秀丽的泉华。
电阻率可显示地热异常；
岩石孔隙率对弹性波传播的速度不同，人工地震反射波P波的速度变化， 可用以探测构造破碎带、储水层及岩体位置。
高温热田具有较大地噪声和微震反应，籍此可获得地下热水循环深部信
息。
2．化学异常
以地热田的微量元素作为指标，以其含量判断地热田性
质及圈定地热田规模。
如高温地热田中，Hg、As、Sb、Bi、Li、Rb等含量会出现异常；而 中低温地热田，土壤中的Hg、As、Sb、Bi、B、Be、Li、Rb、Cs、W、Sn、 Pb、Zn、Mn、Ni、Co等微量元素也会出现异常。此外，放射性元素Rn、 Th、U及其同位素，也是反映地热异常的重要标志。
主讲内容:
一、有关地热的基本概念 二、地热资源的分布 三、地热资源勘查 四、地热资源评价
一、有关地热的基本概念
（一）地热增温率
变温带：地球表层热能来自太阳辐射，表层以下约15－30m的 范围内，温度随昼夜、四季气温的变化而交替发生明显变化。 恒温带：从地表向内，太阳辐射的影响逐渐减弱，到一定深 度，这种影响消失，温度终年不变，即达到所谓“常温层”。
岩浆活动以及水文地质等因素有关。
• 近代火山岩浆活动区增温率一般在6-8℃/100m； • 正在喷发和不久前喷发的活火山区地热增温率达每百米几十度；
• 地壳活动不活跃的古老结晶岩区则<1℃/100m；
• 由沉积岩组成的近代沉降地区和年轻山地区增温率2-4℃/100m； • 绝大部分地区增温率2-5℃/100m。凡地热增温率超过某一正常值的地 区，我国规定为3.5℃/100m，统称为“地热异常区”。
当地下热流体沿着一定通道上升至地表或赋存于地下浅部，由于温度 和压力条件的变化，在地下深循环运移过程中，曾一度溶解矿物质于其中， 这时又从流体中沉淀下来，形成色彩和形态各异的沉积，通常称泉华。泉 华的各类在高温水热活动区主要为硅华、硫华，低温区有时也常有钙华。 中国的藏、滇高温地热带中某些泉区常见到多彩多姿、景观秀丽的泉华。
电阻率可显示地热异常；
岩石孔隙率对弹性波传播的速度不同，人工地震反射波P波的速度变化， 可用以探测构造破碎带、储水层及岩体位置。
高温热田具有较大地噪声和微震反应，籍此可获得地下热水循环深部信
息。
2．化学异常
以地热田的微量元素作为指标，以其含量判断地热田性
质及圈定地热田规模。
如高温地热田中，Hg、As、Sb、Bi、Li、Rb等含量会出现异常；而 中低温地热田，土壤中的Hg、As、Sb、Bi、B、Be、Li、Rb、Cs、W、Sn、 Pb、Zn、Mn、Ni、Co等微量元素也会出现异常。此外，放射性元素Rn、 Th、U及其同位素，也是反映地热异常的重要标志。
地热能的发电利用.ppt
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蒸汽型地热发电
——凝气式汽轮机 ◆为提高地热电站的机组出力和发电效率，通 常采用凝汽式汽轮机地热蒸汽发电系统在该系 统中，由于蒸汽在汽轮机中能膨胀到很低的压 力，因而能做出更多的功。做功后的蒸汽排入 混合式凝汽器，并在其中被循环水泵打入冷却 水所冷却而凝结成水，然后排走。 ◆在凝汽器中，为保持很低的冷凝压力，即真 空状态，设有两台带有冷却器的射汽抽气器来 抽气，把由地热蒸汽带来的各种不凝结气体和 外界漏入系统中的空气从凝汽器中抽走。 ◆该系统 适用于高温（160℃以上）地热田的 发电，系统简单。
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热水型地热发电
——双循环地热发电系统 ◆也叫低沸点工质法，利用地下热水加热 某种低沸点工质，使其产生具有较高压力 的蒸汽并送入汽轮机。做功后的蒸汽在冷 凝器中凝结，循环使用。地热水要回灌到 地层中。 ◆双循环发电系统的优点： ① 蒸汽压力高，设备尺寸较小，成本较低； ②地热水不接触发电系统，可避免关键设 备的腐蚀。 为了提高地热资源的利用率，还可以考虑 用两级双循环地热发电系统，或者采用闪 蒸与双环两级串联发电系统 。
2
◆地壳:地球的员外面一层，即地球外表相当于鸡蛋壳的部分， 地壳由土层和坚硬的岩石组成，它的厚度各处不一，介于10— 70km之间， ◆地幔:地球的中间部分，即地壳下面相当于鸡蛋白的部分，也 叫做“中间层”，它大部分是熔融状态的岩浆．地幅的厚度约 为2900km,它内硅镁物质组成，温度在1000℃以上. ◆地核:地球的中心，即地球内部相当于鸡蛋黄的部分．地核的 温度在2000—5000 ℃之间，外核深2900—5100km，内核深 5100M以下至地心，一般认为是由铁、镍等重金属组成的
11
联合循环地热发电
◆ 1990s中期，以色列一家公司把地热 蒸汽发电和地热水发电系统整合，设计 出一个新的联合循环地热发电系统。 ◆大于150℃的地热流体，经过一次发 电后，在不低于120℃的工况下，再进 入双工质发电系统进行二次做功，这就 充分利用了地热流体的热能。 ◆同时，由于是全封闭的系统，在地热 电站也没有刺鼻的硫化氢味道，因而是 100％的环保型地热系统。这种地热发 电系统进行100％的地热水回灌，从而 延长了地热田的使用寿命。
蒸汽型地热发电
——凝气式汽轮机 ◆为提高地热电站的机组出力和发电效率，通 常采用凝汽式汽轮机地热蒸汽发电系统在该系 统中，由于蒸汽在汽轮机中能膨胀到很低的压 力，因而能做出更多的功。做功后的蒸汽排入 混合式凝汽器，并在其中被循环水泵打入冷却 水所冷却而凝结成水，然后排走。 ◆在凝汽器中，为保持很低的冷凝压力，即真 空状态，设有两台带有冷却器的射汽抽气器来 抽气，把由地热蒸汽带来的各种不凝结气体和 外界漏入系统中的空气从凝汽器中抽走。 ◆该系统 适用于高温（160℃以上）地热田的 发电，系统简单。
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热水型地热发电
——双循环地热发电系统 ◆也叫低沸点工质法，利用地下热水加热 某种低沸点工质，使其产生具有较高压力 的蒸汽并送入汽轮机。做功后的蒸汽在冷 凝器中凝结，循环使用。地热水要回灌到 地层中。 ◆双循环发电系统的优点： ① 蒸汽压力高，设备尺寸较小，成本较低； ②地热水不接触发电系统，可避免关键设 备的腐蚀。 为了提高地热资源的利用率，还可以考虑 用两级双循环地热发电系统，或者采用闪 蒸与双环两级串联发电系统 。
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◆地壳:地球的员外面一层，即地球外表相当于鸡蛋壳的部分， 地壳由土层和坚硬的岩石组成，它的厚度各处不一，介于10— 70km之间， ◆地幔:地球的中间部分，即地壳下面相当于鸡蛋白的部分，也 叫做“中间层”，它大部分是熔融状态的岩浆．地幅的厚度约 为2900km,它内硅镁物质组成，温度在1000℃以上. ◆地核:地球的中心，即地球内部相当于鸡蛋黄的部分．地核的 温度在2000—5000 ℃之间，外核深2900—5100km，内核深 5100M以下至地心，一般认为是由铁、镍等重金属组成的
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联合循环地热发电
◆ 1990s中期，以色列一家公司把地热 蒸汽发电和地热水发电系统整合，设计 出一个新的联合循环地热发电系统。 ◆大于150℃的地热流体，经过一次发 电后，在不低于120℃的工况下，再进 入双工质发电系统进行二次做功，这就 充分利用了地热流体的热能。 ◆同时，由于是全封闭的系统，在地热 电站也没有刺鼻的硫化氢味道，因而是 100％的环保型地热系统。这种地热发 电系统进行100％的地热水回灌，从而 延长了地热田的使用寿命。
第九章地热能PPT课件
❖ 目前能为人类开发利用的．主要是地热蒸汽和地热水两大 类资源，人类对这两类资源已有较多的应用；干热岩和地 压两大类资源尚处于试验阶段，开发利用少。
16
3．地下热水形成
❖ 地下热水的形成一般可分为深循环型和特殊热源型两种形成类型. (1)深循环型。一边冷水下降，一边热水上升，这就构成地下热水的循
环运动。形成过程图 ❖ 深循环型地下热水的形成、运动和储存，与地质构造密切相关。 (2)特殊热源型。数十亿年来地壳岩层一直在经历着断裂、挤压、折曲
7
地热从何而来?
❖ 关于地球的起源问题，目前有许多不同的假说，因此，关于地 热的来源问题，也有许多不同的解释。但是，这些解释都一致 承认，地球物质中放射性元素衰变产生的热量是地热的主要来 源。
❖ 放射性元素有铀238、铀235、钍232和钾40等，这些放射性元 素的衰变是原子核能的释放过程。
❖ 放射性物质的原子核．无需外力的作用，就能自发地放出电子、 氦核和光子等高速粒子并形成射线。在地球内部，这些粒子和 射线的动能和辐射能，在同地球物质的碰撞过程中便转变成了 热能。
第九章 地热能
1
阿里地区地热田
2
冰岛地热
3
羊八井地热电站 4
第一节 地热能基本知识
❖ 什么叫地热能?地热有多大? ❖ 地球的构造是怎样的?地热温度有多高? ❖ 地热从何而来? ❖ 形成地热资源的要素?地热资源有哪些形式? ❖ 各种地热资源的开发技术概况.
5
什么叫地热能?地热有多大？
❖ 所谓地热能，简单地说．就是来自地下的热能，即地球内 部的热能。
❖ 这类资源分布广、储量丰富，根据其温度可分为高温 (>150℃)、中温(90—150℃)和低温(90 ℃以下)。
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3．地下热水形成
❖ 地下热水的形成一般可分为深循环型和特殊热源型两种形成类型. (1)深循环型。一边冷水下降，一边热水上升，这就构成地下热水的循
环运动。形成过程图 ❖ 深循环型地下热水的形成、运动和储存，与地质构造密切相关。 (2)特殊热源型。数十亿年来地壳岩层一直在经历着断裂、挤压、折曲
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地热从何而来?
❖ 关于地球的起源问题，目前有许多不同的假说，因此，关于地 热的来源问题，也有许多不同的解释。但是，这些解释都一致 承认，地球物质中放射性元素衰变产生的热量是地热的主要来 源。
❖ 放射性元素有铀238、铀235、钍232和钾40等，这些放射性元 素的衰变是原子核能的释放过程。
❖ 放射性物质的原子核．无需外力的作用，就能自发地放出电子、 氦核和光子等高速粒子并形成射线。在地球内部，这些粒子和 射线的动能和辐射能，在同地球物质的碰撞过程中便转变成了 热能。
第九章 地热能
1
阿里地区地热田
2
冰岛地热
3
羊八井地热电站 4
第一节 地热能基本知识
❖ 什么叫地热能?地热有多大? ❖ 地球的构造是怎样的?地热温度有多高? ❖ 地热从何而来? ❖ 形成地热资源的要素?地热资源有哪些形式? ❖ 各种地热资源的开发技术概况.
5
什么叫地热能?地热有多大？
❖ 所谓地热能，简单地说．就是来自地下的热能，即地球内 部的热能。
❖ 这类资源分布广、储量丰富，根据其温度可分为高温 (>150℃)、中温(90—150℃)和低温(90 ℃以下)。
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我国地热资源的分布及其开发利用-精选文档
我国地热资源的分布及其开发利用目前我国的环境问题变得日益严重，人们迫切要求一种环保能源的出现。
这就使得开发利用新的环保型能源――地热能源成为一种趋势。
地热能源的开发和利用符合我国的基本国情。
但是我国的地热产业正处于一个初步发展的阶段，因此在实施开发地热资源的过程中应当对我国地热能源的分布做好全面详细的调查，为今后地热资源的广泛利用打下坚实的基础。
一、我国地热能源的概述地热能源在全球的分布都比较广泛，我国也不例外。
当今全世界都对这一新兴的环保能源投入了极大的研究力度。
地热能源以其环保性能和可再生性占据着不可动摇的地位。
1.1地热资源分布广泛我国属于欧亚板块的一部分，具有不同于其他板块的地理优势。
而一般地热资源主要分布于构造活动带和大型沉积盆地中。
就我国的藏南、川西等地区符合高温地热资源的储存的地理条件。
辽东半岛、胶东半岛及东南沿海地区储存着十分丰富的中低温地热资源。
据统计我国的地热资源的储备量占全世界的7.9%，远远超过了煤炭的储备量。
另一方面地热资源的分布地区与煤炭和石油不同，它遍及全国各地。
即使在中心城市如北京、上海等地也存在客观的储备量。
如果对这些地区的地热能源进行开采利用一定会带来客观的经济效益和社会效益，同时也不会污染环境。
1.2影响我国地热能源开发利用的制约因素地热能源产业对我国来说是一个新型产业，与此同时我们对地热能源的了解和规划都不成熟。
这就使得我国在开发和利用地热资源的过程中要面临许多的难题。
例如对于地热资源储量丰富的地区可能对地热资源的认识不到位，利用不合理以及管理不到位，造成了该地区地热资源的发展相对落后。
而当地的经济发展不能够和地热的开发利用合理的联系起来，这都会使这种新型环保能源的价值得不到体现。
另外我国对地热能源的开发缺乏相应的行政管理体系，阻碍了能源开发利用的脚步。
在开采地热能源的过程中，相关的政府部门扮演着重要的角色。
例如对开采企业的支持和监督。
二、地热资源的开发利用概况地热资源主要以温度进行分类，大致分为了高温区和中低温区两大部分。
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阶段。
重点。
• 1）普查阶段
• 主要是寻找地热异常区或对已发现的地热异常区（地表热显 示区）开展地热地质普查，初步查明地热田及其外围的地层、
构造、岩浆（火山）活动情况，研究它们与地热显示、地热
异常的关系，推断地热田的热储、盖层、导水和控热构造；
初步查明地表热显示特征，测定地热水（地热流体）的天然
排放量及其化学成分，估算地热田的热储温度和地热田的天
Slide 17 of 122, © 2000 Geothermal Education Office
2）地面地质调查
• 在航卫片解译及充分利用区域地质调查资料的基础上进行， 调查范围尽可能包括地热田的补给区、排泄区。通过调查， 实地验证航卫片解译的成果、难点；查明地热田的地层时代、 岩性特征、地质构造、岩浆活动及地热田形成的地质条件； 查明地表热显示的类型、规模、分布范围及其与地质构造的 关系；选定地热田进一步工作的重点地区，为地热田下一步 的勘查工作提供依据。
• 3）勘探阶段
• 一般是在经详查工作证实具有开发价值的地段上进行。详 细查明地热田的地层、构造、岩浆（火山）活动和水热蚀 变等特点，热储、导水、控热构造的空间展布及其组合关 系，地热流体物理特征、化学成分、补给、径流、排泄条 件，热田的地温、地温梯度的空间分布及其变化规律，热 储结构，各热储层的分布面积、厚度、产状、埋深及地热 流体的温度、压力、产量的变化规律；准确圈定地热流体 的富集地段，实测储量计算参数，建立热储参数模型，探 求B＋C级储量，提出合理开发利用方案并作出环境影响 评价，提交勘探报告，为地热田开发利用提供依据。
3. 勘查手段与要求
• 地热田地质勘查工作，依据勘查地热田的具体条件，有选择地选用航 卫片解译、地面地质调查、地球化学调查、地球物理勘查、地热地质 钻探、成井试验、动态监测、人工回灌试验及岩、土、水实验测试等 综合手段。各种手段的运用条件、目的、要求概述如下：
• • 1)航卫片解译 • 主要应用于构造隆起区地热田地质勘查工作的初期，配合地面地质调
二、地热资源勘探
地热标志
✓ 地名：温泉、温汤、汤山、药泉、查曲、查卡等； ✓ 植物生态标志： ✓ 雪中的“绿洲”： ✓ 地方性病症：
1. 地质勘查
✓勘查类型
• 中国地热地质勘查类型由全国矿产储量委 员会提出，并由国家技术监督局发布的 GB11 615《地热资源地质勘查规范》中， 将其划分为两类六型（表2.5.28）。这是从 指导地热地质勘查工作出发，根据中国已 知地热田特征，按地热田的温度、热储形 态、规模和构造复杂程度予以分类的。
• 3）一些复杂的或开发程度高的地热田，实行滚动式的勘 查与开发，即经过勘查转入开发后，针对开发中出现的问 题（水位下降、地面沉降、环境危害等 ) 进行工作，加强 动态监测与开发试验研究（人工回灌试验等），在此基础 上，对地热田的资源重新予以评价，提交资源评价报告， 供地热田资源管理及进一步开发利用。
• 上述勘查阶段划分，适合于正规的大型地热田地质勘查， 在地热田的实际勘查中，往往由于地热田规模、类型及实 际开发的需要不同，而不一定严格按照上述勘查工作阶段 进行，如以下情况： 1）对于中、小型带状热储地热田的勘查，因热田规模不 大，一般小于5km2，又大多数处于构造隆起区，地表有 热显示，热储埋藏深度浅，可就热找热，勘探难度小，一 般都采取一次性勘探，而不划分工作阶段。
Volcanoes are obvious indications of underground heat, this volcano, Mt. Mayon in the Albay province of the Philippines erupted in 1999.
Slide 18 of 122, © 2000 Geothermal Education Office
查工作进行，通过最新航卫片图像的解译，判断地热田地貌、地质构 造基本轮廓及其隐伏构造，地热田及其相邻地区地面泉点、泉群、地 热溢出带及地表热显示的位置，地表的水热蚀变带分布范围，为地热 田地面地质调查提供依据和工作方向。 •
Exploration commonly begins with analysis of satellite images and aerial photographs.
• 2）对大型沉积盆地型的地热田，因地热田范围大，通过 勘查工作全面查明其开发利用条件，需要投入大量经费和 花费较长的时间，又因这类地热田热储层比较稳定，在基 本查明其构造条件、热储特征及分布范围后，通过典型热 水井的勘查与开发，即可在相邻地段对地热资源实行边探 边采，待形成一定开采规模后，根据地热田资源开发规划 及管理的需要，再综合分析地热田勘查开发资料，提交地 热田资源勘查评价报告。
然热流量，初步圈定地热异常的范围，提出热储概念模型；
探求D＋E 级储量，估价地热开发利用前景。
• 2）详查阶段
• 在普查的基础上进行。对地热田是否具有开发价值以及近期能否 被开发利用进行详查工作，基本查明地热田及其外围的地层、构 造、岩浆活动情况，划分热储、盖层、导水与控热构造；基本查 明热田内地温及地温梯度和空间变化，进一步圈定地热异常的范 围，计算热储温度；基本查明热储的岩性、厚度、埋深及其边界 条件，各热储层内地热流体的温度、压力、产量及其变化关系， 热储的孔隙率及渗透性能，圈定地热流体富集地段；基本查明地 热流体的相态、地热井排放的汽水比例，地热流体的化学成分及 其补给、径流、排泄条件，建立热储理论参数模型；探求C＋D 级储量，提交详查报告，为热田开发总体规划和是否转入勘探阶 段提供依据。
地质构造控制问题是寻找地下热水的关键：近代
活动较强的构造复合位置；大断裂及其引起的次
2. 勘查阶段 一级断裂相交处；张性、张扭性断裂及节理处，
岩石破碎，为地下水在其中运动和深部水上涌的 有Байду номын сангаас场所。
• 地热地质勘查工作调 化，查 学一区 成般域 分地 、将层 岩其剖 石划面 蚀分应 变为以 和其 地普透 下查水 热、与 水详不矿查透物水沉、层积勘、特探岩征三层为个