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IP屬地：湖北 上傳時(shí)間：2023-02-01 格式：PPT 頁數(shù)：51 大小：2.95MB 積分：28 舉報(bào) 版權(quán)申訴

1楊貴妃入浴華清池春寒賜浴華清池，溫泉水滑洗凝脂。侍兒扶起嬌無力，始是新承恩澤時(shí)?！拙右住伴L(zhǎng)恨歌” 溫泉是來自地下的熱水，說明地球內(nèi)部存在著某種形式的熱能。如何利用這些來自地下的熱能，已經(jīng)成為人們非常關(guān)心的問題。2Theoldestknownhotspringpool,builtintheQindynastyinthe3rdcenturyBC.ItwasfoundinanarcheologicaldigundertheHuaQingChi（華清池）resortonLisanmountain,China.3一、地?zé)豳Y源的形成地球是一個(gè)巨大實(shí)心橢球體，體積約為1萬億立方公里。1地球的構(gòu)造和熱量來源地球內(nèi)部越深，溫度越高。各層的溫度，如圖所示。4地球內(nèi)部的熱量，主要來自放射性元素的衰變。放射性元素的衰變是原子核能的釋放過程。高速粒子的動(dòng)能與輻射能在與其它物質(zhì)的碰撞過程中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋４送?，熱的來源還有潮汐摩擦熱、化學(xué)反應(yīng)熱等，不過所占比重都不大。52地?zé)豳Y源的概念并非所有的地球內(nèi)部熱量都能作為能源進(jìn)行利用。1）地表每年散發(fā)到大氣的熱量很多。但是太過分散，目前還無法作為能源。2）還有很多熱量埋藏在地球內(nèi)部的深處，開采困難，也很難被人類利用。6在某些地質(zhì)作用下，地球內(nèi)部的熱能會(huì)向某些地域聚集，集中到特定深度范圍內(nèi)，有些能達(dá)到開發(fā)利用的條件。有時(shí)地球內(nèi)部的熱能會(huì)以傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射的方式傳遞到地面上來，表現(xiàn)為火山爆發(fā)、間歇噴泉和溫泉等形式。地?zé)豳Y源——是指在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)和地質(zhì)環(huán)境條件下，能夠從地殼內(nèi)開發(fā)出來的熱能量和熱流體中的有用成分。地?zé)豳Y源是集熱、礦、水為一體的礦產(chǎn)資源。7從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度，目前勘查深度可達(dá)地表以下5000米， 深度在2000米以內(nèi)的為經(jīng)濟(jì)型地?zé)豳Y源， 深度2000～5000米的為亞經(jīng)濟(jì)型地?zé)豳Y源。地?zé)豳Y源有明顯的礦產(chǎn)資源屬性，要開發(fā)和保護(hù)并重。8二

地?zé)豳Y源的類型1）熱水型 ——包括熱水及濕蒸汽。2）干蒸汽型 ——高溫蒸汽。3）地壓型 ——高壓水，壓力一般可達(dá)幾十兆帕。4）干熱巖型 ——溫度很高的巖石層。5）巖漿型 ——高溫熔巖。1地?zé)豳Y源的存在形態(tài)目前人類開發(fā)利用的，主要是地?zé)嵴羝偷責(zé)崴畠纱箢悾呀?jīng)有很多的實(shí)際應(yīng)用。干熱巖和地壓兩類尚處于試驗(yàn)階段，開發(fā)利用很少，未來可能有大規(guī)模發(fā)展的潛力。巖漿型資源的應(yīng)用還處于課題研究階段。92地?zé)崽?0℃的地下熱水，大致埋藏在2000多米的地方。如果想獲得溫度更高的地?zé)豳Y源，深度還要增加。地?zé)崽锞褪窃谀壳凹夹g(shù)經(jīng)濟(jì)條件下具有開采價(jià)值的地?zé)豳Y源集中分布的地區(qū)。目前可開發(fā)的地?zé)崽镏饕菬崴锖驼羝?。?）熱水田熱水田提供的地?zé)豳Y源主要是液態(tài)的熱水。（2）蒸汽田蒸汽田的地?zé)豳Y源包括水蒸汽和高溫?zé)崴?0三

地?zé)崮苜Y源及其分布地?zé)崮艿目們?chǔ)存量為煤炭的1.7億倍，是一個(gè)龐大的熱庫(kù)。據(jù)估計(jì)，全世界地?zé)豳Y源的總量大約為1.45×1026

焦耳，

相當(dāng)于5000萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)放出的熱量。更多數(shù)據(jù)，詳見教材。1地?zé)崮艿奶N(yùn)藏量112世界地?zé)豳Y源分布全球地?zé)豳Y源的分布很不平衡，但有一定的規(guī)律。從全球地質(zhì)構(gòu)造觀點(diǎn)來看，小于150℃的中、低溫地?zé)豳Y源，則分布于板塊內(nèi)部的活動(dòng)斷裂帶、斷陷谷和坳陷盆地。大于150℃的高溫地?zé)豳Y源，主要出現(xiàn)在地殼表層各大板塊的邊緣。地質(zhì)板塊的交接處形成的地?zé)豳Y源豐富的地?zé)釒?，稱為板間地?zé)釒?。特點(diǎn)是熱源溫度高，多由火山或巖漿造成。板塊內(nèi)部靠近板塊邊界的部位，在一定地質(zhì)條件下也可能形成相對(duì)的高熱流區(qū)，稱為板內(nèi)地?zé)釒А?2環(huán)球性的板間地?zé)釒в?個(gè)。（1）環(huán)太平洋地?zé)釒гS多著名的大型地?zé)崽锒荚谶@里，如美國(guó)的蓋瑟爾斯；新西蘭的懷拉基地?zé)崽铮恢袊?guó)的臺(tái)灣馬槽、大屯地?zé)崽锏取＃?）地中海－喜馬拉雅地?zé)釒W亞板塊與非洲板塊和印度板塊的碰撞邊界，“縫合線型”。比較著名的地?zé)崽镉校阂獯罄睦氯鹆_地?zé)崽?，中?guó)的西藏羊八井，等等。13（3）大西洋中脊地?zé)釒谴笪餮蠛Ｑ蟀鍓K的開裂部位。從冰島至亞速爾群島有許多地?zé)崽?，其中最著名的是雷克雅未克地?zé)崽?。?）紅海－亞丁灣－東非裂谷地?zé)釒挥诎⒗鍓K與非洲塊板的邊界，包括吉布提、肯尼亞等國(guó)的地?zé)崽铮缰目夏醽啺柨ɡ麃喐邷氐責(zé)崽锏?。各環(huán)球地?zé)釒У牡乩砦恢眉芭c板塊的關(guān)系，參見教材圖6.5。世界上主要的高溫地?zé)崽?，參見教材?-1。

14我國(guó)擁有豐富的地?zé)豳Y源。世界上四大板塊地?zé)釒е?，兩個(gè)經(jīng)過我國(guó)版圖。全國(guó)地?zé)峥刹蓛?chǔ)量，是已探明煤炭可采儲(chǔ)量的2.5倍，其中距地表2000米以內(nèi)儲(chǔ)藏的地?zé)崮転?500億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。以中低溫地?zé)豳Y源為主。目前，全國(guó)經(jīng)正式勘查并經(jīng)國(guó)土資源儲(chǔ)量行政主管部門審批的地?zé)崽镉?00多處。每年全國(guó)可開發(fā)利用的地?zé)崴偭考s60多億立方米。3我國(guó)的地?zé)豳Y源15據(jù)現(xiàn)有資料，我國(guó)的地?zé)豳Y源分布可劃分為7個(gè)地?zé)釒А＃?）藏滇地?zé)釒?已經(jīng)發(fā)現(xiàn)溫泉700多處，高于當(dāng)?shù)胤悬c(diǎn)的熱水區(qū)近百處。 這是中國(guó)大陸地?zé)峄顒?dòng)最強(qiáng)烈的地帶。

（2）臺(tái)灣地?zé)釒?中國(guó)地震最強(qiáng)烈、最頻繁的地帶。水熱活動(dòng)有100多處。（3）東南沿海地?zé)釒?包括閩、粵、瓊、浙以及贛湘的一部分。已有大量地?zé)崴话l(fā)現(xiàn)，一般為中低溫地?zé)崴?6（4）魯皖鄂斷裂地?zé)釒?主要是低溫地?zé)豳Y源，一般均為50～70℃。斷裂的深部有較高溫度的地?zé)崴嬖凇＃?）川滇青新地?zé)釒?昆明到康定一線的南北向狹長(zhǎng)地帶，延伸入青海和新疆，擴(kuò)大到四大盆地。以低溫?zé)崴唾Y源為主。（6）祁呂弧形地?zé)釒?有近代地震活動(dòng)帶，有歷史性溫泉出露地，主要地?zé)豳Y源為低溫?zé)崴?。?）松遼及其他地?zé)釒?有裂隙地?zé)嵝纬?，溫度?0～80℃。此外，還有一些像廣西南寧盆地那樣的孤立地?zé)釁^(qū)。

1718四

地?zé)崮芾玫陌l(fā)展世界上許多地區(qū)很早就開始了對(duì)地?zé)崮艿睦?。有文獻(xiàn)記載的歷史，也至少有幾千年。早期主要是利用天然溫泉和地下熱水、天然蒸汽。1812年，意大利人就從地?zé)崛舭l(fā)殘?jiān)刑崛∨鹚帷?827年，意大利人率先利用天然地?zé)嵴羝麉⑴c加工。20世紀(jì)，地?zé)豳Y源開始被用于發(fā)電和一些新型的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，直接利用的發(fā)展規(guī)模也越來越大。20世紀(jì)中葉開始，地?zé)岽笠?guī)模開發(fā)利用漸漸盛行。1世界地?zé)崮苤苯永?9目前地?zé)崮艿闹苯永冒l(fā)展十分迅速，已廣泛地應(yīng)用于各個(gè)方面，收到了良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。地?zé)崮艿闹苯永?，技術(shù)要求較低，所需設(shè)備也較為簡(jiǎn)易。直接利用是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外地?zé)崮荛_發(fā)的最主要形式。古籍中有很多關(guān)于溫泉利用的記載。1995年利用的地?zé)峥側(cè)萘拷?00萬千瓦，已居世界第一位。到2000年，地?zé)崂每偭砍^100億千瓦時(shí)，繼續(xù)高居世界首位。2我國(guó)地?zé)崮苤苯永?0世界第一個(gè)地?zé)峁┡到y(tǒng)

1928年，冰島……世界最大的地?zé)釕?yīng)用工廠

目前世界上最大兩家地?zé)釕?yīng)用工廠……世界之最213世界地?zé)岚l(fā)電的發(fā)展自1904年第一次地?zé)岚l(fā)電成功以來，已經(jīng)有一個(gè)多世紀(jì)的的發(fā)展歷史。美國(guó)、墨西哥、前蘇聯(lián)、日本、菲律賓、薩爾瓦多、冰島和中國(guó)也陸續(xù)開展地?zé)岚l(fā)電的試驗(yàn)研究和開發(fā)建設(shè)。尤其是1970s以來，地?zé)岚l(fā)電有了較快的發(fā)展。美國(guó)從1973年開始進(jìn)行干熱巖的地?zé)衢_發(fā)試驗(yàn)。英國(guó)、日本、法國(guó)也陸續(xù)開始進(jìn)行干熱巖開發(fā)試驗(yàn)。用150℃以下的中低溫?zé)崴l(fā)電的研究，約從1970s開始。日本建過兩座利用150℃地?zé)崴l(fā)電的1MW試驗(yàn)電站。22據(jù)2005年世界地?zé)岽髸?huì)統(tǒng)計(jì)，2004年全球直接利用地?zé)崮艹?00萬億千瓦時(shí)，相當(dāng)于每年節(jié)約了11232億桶石油；同時(shí)，減少CO2

排放量5933

萬噸。2005年世界地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到了8912MW。2010年世界地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到了10709MW。1975~2005地?zé)岚l(fā)電年裝機(jī)容量增長(zhǎng)很快。234我國(guó)地?zé)岚l(fā)電的發(fā)展我國(guó)的地?zé)岚l(fā)電開始于1970s初。在各省相繼建起了幾個(gè)小型發(fā)電試驗(yàn)裝置，如表所示。24中國(guó)之最中國(guó)第一個(gè)地?zé)犭娬荆瓘V東豐順中國(guó)最大的地?zé)犭娬荆鞑匮虬司?5中國(guó)最著名的地?zé)岚l(fā)電在西藏羊八井鎮(zhèn)。羊八井地?zé)嵛挥诶_市西北90公里的當(dāng)雄縣境內(nèi)，據(jù)介紹，這里有規(guī)模宏大的噴泉與間歇噴泉、溫泉、熱泉、沸泉、熱水湖等，地?zé)崽锩娣e達(dá)17.1平方公里，是我國(guó)目前已探明的最大高溫地?zé)釢裾羝?，這里的地?zé)崴疁囟缺３衷?7℃左右，是我國(guó)大陸開發(fā)的第一個(gè)濕蒸汽田，也是世界上海拔最高的地?zé)岚l(fā)電站。過去，這里只是一塊綠草如茵的牧場(chǎng)，從地下汩汩冒出的熱水奔流不息、熱汽日夜蒸騰。1975年，西藏第三地質(zhì)大隊(duì)用巖心鉆在羊八井打出了我國(guó)第一口濕蒸汽井，第二年我國(guó)大陸第一臺(tái)兆瓦級(jí)地?zé)岚l(fā)電機(jī)組在這里成功發(fā)電。26我國(guó)仍在實(shí)際運(yùn)行的地?zé)犭娬局挥形鞑匮虬司人淖?020年的地?zé)岚l(fā)電建設(shè)目標(biāo)是：

裝機(jī)容量達(dá)到400MW以上。目前，我國(guó)實(shí)際運(yùn)行的地?zé)犭娬?，年發(fā)電量近1.3億度，

居世界地?zé)岚l(fā)電排名第16位。2728五

地?zé)崮艿囊话憷貌煌瑴囟鹊責(zé)崃黧w的利用方式也有所不同?？傮w而言，地?zé)崮茉谝韵滤膫€(gè)方面的應(yīng)用最為廣泛和成功。1）地?zé)岚l(fā)電。2）地?zé)峁┡?）地?zé)嵊糜谵r(nóng)業(yè)。4）溫泉洗浴和醫(yī)療。1地?zé)崮艿睦梅绞?92地?zé)嵊糜诠┡膳?、供熱或提供熱水，是最普遍的地?zé)釕?yīng)用方式。包括：—地?zé)崴┡到y(tǒng)—地源熱泵系統(tǒng)—地源熱風(fēng)供暖系統(tǒng)中國(guó)之最：最大的地?zé)峁┡到y(tǒng)

在天津世界之最：地源熱泵供暖比例最高的國(guó)家

瑞士30還可以把土壤作為低溫?zé)嵩础Ｒ话闶窃谕寥乐新裨O(shè)盤管或U形管，把從土壤吸收的熱能通過熱泵供應(yīng)給室內(nèi)。313地?zé)嵊糜谵r(nóng)業(yè)地?zé)嵩谵r(nóng)業(yè)中的應(yīng)用范圍十分廣闊?！脺囟冗m宜的地?zé)崴喔绒r(nóng)田；—利用地?zé)崴B(yǎng)魚；—利用地?zé)峤ㄔ鞙厥?；—利用地?zé)峤o沼氣池加溫等。324溫泉洗浴和醫(yī)療在我國(guó)，溫度在25℃以上的地?zé)崴拍芊Q為溫泉。地?zé)崴谐：需F、硫等化學(xué)元素，因此很多天然溫泉具有一定的醫(yī)療保健作用。例如，……有些地?zé)崴€可開發(fā)作為飲用礦泉水，并有特殊健康效果。世界各國(guó)都很珍惜，地?zé)嵩卺t(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用有誘人前景。中國(guó)之最：已知的最早的溫泉33Theoldestknownhotspringpool,builtintheQindynastyinthe3rdcenturyBC.ItwasfoundinanarcheologicaldigundertheHuaQingChi（華清池）resortonLisanmountain,China.34六

地?zé)岚l(fā)電地?zé)岚l(fā)電的過程，是先把地?zé)崮苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。地?zé)犭娬镜恼魵鉁囟纫然痣姀S鍋爐出來的蒸氣溫度低得多，因而地?zé)嵴魵饨?jīng)渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)換效率較低。地?zé)岚l(fā)電一般要求地?zé)崃黧w的溫度在150℃以上，這時(shí)熱轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較高，因而發(fā)電成本較低，經(jīng)濟(jì)性較好。在缺乏高溫地?zé)豳Y源的地區(qū)，中低溫（例如100℃以下）的地?zé)崴部梢杂脕戆l(fā)電，只是經(jīng)濟(jì)性較差。1地?zé)岚l(fā)電的原理35經(jīng)過發(fā)電利用的地?zé)崃鞫紝⒅匦伦⑷氲叵?，既能保持地下水位不變，還可在后續(xù)循環(huán)中從地下取回更多的熱量。在實(shí)際利用中，有一些關(guān)鍵技術(shù)問題需要解決。例如：1）電站建設(shè)和運(yùn)行的技術(shù)改進(jìn)；2）提高地?zé)崮艿睦寐剩?）回灌技術(shù)；4）防止管道結(jié)垢和設(shè)備腐蝕；1地?zé)岚l(fā)電的原理3637PalinpinonGeothermalpowerplantinSitioNasulo,Brgy.Puhagan,Valencia,NegrosOriental,Philippines382蒸汽型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)蒸汽型地?zé)岚l(fā)電是把高溫地?zé)崽镏械母烧羝苯右似啺l(fā)電機(jī)組發(fā)電。在引人發(fā)電機(jī)組前先要把蒸汽中所含的巖屑、礦粒和水滴分離出去。蒸汽型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)的類型有：－背壓式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)－凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)392蒸汽型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)1）背壓式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)主要由凈化分離器和汽輪機(jī)組成。這是最簡(jiǎn)單的地?zé)岣烧羝l(fā)電方式。大多用于地?zé)嵴羝胁荒Y(jié)氣體含量很高的場(chǎng)合，或綜合利用于生產(chǎn)和生活。402蒸汽型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)2）凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)蒸汽在汽輪機(jī)中急劇膨脹，做功更多。做功后的蒸汽排入混合式凝汽器，被冷卻而凝結(jié)成水，然后排走。為保持很低的冷凝壓力（真空），常設(shè)有兩臺(tái)帶有冷卻器的抽汽器。采用凝汽式汽輪機(jī)，可以提高蒸汽型地?zé)犭娬镜臋C(jī)組出力和發(fā)電效率，因此常被采用。41§6.6.2蒸汽型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)2）凝汽式汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)42這是目前的主要方式，適用于中低溫地?zé)豳Y源。低溫?zé)崴驖裾羝荒苤苯铀腿肫啓C(jī)，需經(jīng)一定手段，把熱水變成蒸汽或利用其熱量產(chǎn)生別的蒸汽，才能用于發(fā)電。熱水型地?zé)岚l(fā)電，主要有兩種方式：－閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)－雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)3熱水型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)43（1）閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)小知識(shí)：氣壓與液體的沸點(diǎn)。閃蒸法也叫“減壓擴(kuò)容法”，就是把低溫地?zé)崴朊芊馊萜髦?，通過抽氣降低容器內(nèi)的氣壓，使地?zé)崴谳^低的溫度下沸騰生產(chǎn)蒸汽，體積膨脹的蒸汽做功推動(dòng)輪發(fā)電機(jī)。

適合于地?zé)崴|(zhì)較好且不凝氣體含量較少的地?zé)豳Y源。3熱水型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)如果流體是濕蒸汽，則先進(jìn)入汽水分離器，分離出的蒸汽送往汽輪機(jī)，分離下來的水進(jìn)入閃蒸器。44（1）閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)為提高地?zé)崮艿睦寐?，還可采用兩級(jí)或多級(jí)閃蒸系統(tǒng)。發(fā)電量可增加。也可把地?zé)峋诘娜苛黧w，不經(jīng)處理直接送進(jìn)全流膨脹器中做功，充分地利用地?zé)崃黧w的全部能量。這種系統(tǒng)稱為全流法地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)。全流法單位凈輸出功率可比兩級(jí)閃蒸地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)提高。不過，這種系統(tǒng)的設(shè)備尺寸大，容易結(jié)垢、受腐蝕，對(duì)地下熱水的溫度、礦化度以及不凝氣體含量等有較高的要求。3熱水型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)45（2）雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)也叫低沸點(diǎn)工質(zhì)法，利用地下熱水加熱某種低沸點(diǎn)工質(zhì)，使其產(chǎn)生具有較高壓力的蒸汽并送入汽輪機(jī)。做功后的蒸汽在冷凝器中凝結(jié)，循環(huán)使用。地?zé)崴毓嗟降貙又小?熱水型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)46（2）雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)須注意：低沸點(diǎn)工質(zhì)導(dǎo)熱性差，價(jià)格較高，來源有限，有些還易燃、易爆、有毒、不穩(wěn)定、對(duì)金屬有腐蝕。

3熱水型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：①蒸汽壓力高，設(shè)備尺寸較小，成本較低；②地?zé)崴唤佑|發(fā)電系統(tǒng)，可避免關(guān)鍵設(shè)備的腐蝕。為了提高地?zé)豳Y源的利用率，還可以考慮用兩級(jí)雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)，或者采用閃蒸與雙循環(huán)兩級(jí)串聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)。471990s