新能源發(fā)電技術(shù)與地?zé)岚l(fā)電技術(shù)講義

1新能源發(fā)電技術(shù)碩研10-6班孫式想2一新能源簡(jiǎn)介

新能源在中國(guó)是指除常規(guī)化石能源和大中型水力發(fā)電、核裂變發(fā)電之外的生物質(zhì)能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、小水電、地?zé)崮芤约昂Ｑ竽艿纫淮文茉?。這些能源資源豐富、可以再生、清潔干凈，是最有前景的替代能源，將成為未來世界能源的基石。

3(1)生物質(zhì)能。生物質(zhì)能是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。4(2)太陽(yáng)能。太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換和利用方式有光一熱轉(zhuǎn)換、光一電轉(zhuǎn)換和光一化學(xué)轉(zhuǎn)換等。太陽(yáng)能發(fā)電站發(fā)電系統(tǒng)5(3)風(fēng)能。風(fēng)能是指太陽(yáng)輻射造成地球各部分受熱不均勻，引起各地溫差和氣壓不同，導(dǎo)致空氣運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的能量。利用風(fēng)力機(jī)可將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能、機(jī)械能和熱能等。近海風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)無刷雙饋電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)6(4)小水電。所謂小水電，通常是指小水電站及與其相配套的小電網(wǎng)的統(tǒng)稱。所謂小水電是指容量為1.0～0.5MW的小水電站；容量小于0.5MW的水電站又稱為農(nóng)村小水電7(5)地?zé)崮?。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，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地?zé)崃黧w中的熱能量及其伴生的有用組分。8(6)海洋能。海洋能是指蘊(yùn)藏在海洋中的可再生能源，它包括潮汐能、波浪能、海流能、潮流能、海水溫差能和海水鹽差能等不同的能源形態(tài)。

海流能發(fā)電示意圖9我國(guó)新能源技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀：（1）產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷加大，發(fā)展速度加快。我國(guó)太陽(yáng)能熱水器利用居世界首位，光伏產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速，其中風(fēng)力發(fā)電是發(fā)展最快的發(fā)電技術(shù)。（2）產(chǎn)業(yè)鏈尚不完善。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈上下不對(duì)接是制約風(fēng)電產(chǎn)業(yè)化的主要因素，目前太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)鏈的源頭，多晶體硅原材料制造，我國(guó)基本依賴進(jìn)口。（3）平均技術(shù)水平偏低，利用成本較高，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力弱。10發(fā)展前景：（1）國(guó)家政策將為新能源發(fā)展創(chuàng)造有利環(huán)境。（2）自主技術(shù)研發(fā)將為新能源發(fā)展奠定技術(shù)基礎(chǔ)。我國(guó)風(fēng)電制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展迅速，風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)和零部件生產(chǎn)能力迅速提高。（3）產(chǎn)業(yè)龍頭帶動(dòng)與民營(yíng)企業(yè)異軍突起將為新能源發(fā)展注入動(dòng)力。11地?zé)岚l(fā)電電技術(shù)12第一節(jié)中中國(guó)地地?zé)岚l(fā)電電一、中國(guó)國(guó)地?zé)崂酶艣r況中國(guó)地?zé)釤崮艿拈_開發(fā)利用用，在20世紀(jì)50年代以前前，主要要是應(yīng)用用于醫(yī)療療和洗浴??；自20世紀(jì)60年代起，，開始應(yīng)應(yīng)用于上上農(nóng)業(yè)生生產(chǎn)；20世紀(jì)70年代以來來，地?zé)釤崮茏鳛闉樾履茉丛吹囊环N種，已擴(kuò)擴(kuò)大到用用于發(fā)電電、工業(yè)業(yè)加工、、民用采采暖、農(nóng)農(nóng)業(yè)溫室室、農(nóng)田田灌溉、、水產(chǎn)養(yǎng)養(yǎng)殖、醫(yī)醫(yī)療衛(wèi)生生以及旅旅游業(yè)等等諸多方方面，應(yīng)應(yīng)用范圍圍越來越越廣，取取得了明明顯的節(jié)節(jié)能效益益、經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益和和環(huán)保效效益。13二、中國(guó)國(guó)地?zé)岚l(fā)發(fā)電現(xiàn)狀狀中國(guó)地?zé)釤岚l(fā)電的的研究試試驗(yàn)開始始于20世紀(jì)70年代初。。40余年來的的發(fā)展經(jīng)經(jīng)歷了兩兩大階段段：（1）1970—1985年期間，，為以發(fā)發(fā)展中低低溫地?zé)釤嵩囼?yàn)電電站為主主的階段段；（2）1985年以后，，進(jìn)入發(fā)發(fā)展商業(yè)業(yè)應(yīng)用高高溫地?zé)釤犭娬镜牡碾A段。。14三中中、低溫溫地?zé)嵩囋囼?yàn)電站站簡(jiǎn)介1970年，廣東東省豐順順縣鄧屋屋建立起起中國(guó)第第一座閃閃蒸系統(tǒng)統(tǒng)地?zé)嵩囋囼?yàn)電站站，利用用91℃℃的地?zé)崴l(fā)電，，機(jī)組功功率為86kw。隨后，江江西省宜宜春市溫溫湯和河河北省懷懷來縣，，也相繼繼建設(shè)起起雙循環(huán)環(huán)系統(tǒng)地地?zé)嵩囼?yàn)驗(yàn)電站。。20世紀(jì)70年代中后后期，湖湖南省灰灰湯、遼遼寧省熊熊岳以及及山東省省招遠(yuǎn)又又先后建建成閃蒸蒸及雙循循環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)地?zé)嵩囋囼?yàn)電站站。所有這些些電站發(fā)發(fā)電機(jī)組組的功率率都不大大，從50—300kw不等；地地?zé)崴疁販囟染^較低，從從61—92℃不等。簡(jiǎn)簡(jiǎn)況表15四、、中中國(guó)國(guó)高高溫溫地地?zé)釤犭婋娬菊救涨扒爸兄袊?guó)國(guó)高高溫溫地地?zé)釤犭婋娬菊局髦饕兄性谠谖魑鞑夭氐氐貐^(qū)區(qū)，，總總裝裝機(jī)機(jī)容容量量為為27.18Mw，其其中中羊羊八八井井地地?zé)釤犭婋娬菊狙b裝機(jī)機(jī)容容量量為為25．18Mw，朗朗久久地地?zé)釤犭婋娬菊狙b裝機(jī)機(jī)容容量量為為1Mw，那那曲曲地地?zé)釤犭婋娬菊狙b裝機(jī)機(jī)容容量量為為1MW。據(jù)不不完完全全統(tǒng)統(tǒng)計(jì)計(jì)，，西西藏藏地地?zé)釤犸@顯示示區(qū)區(qū)達(dá)達(dá)７７００００多多處處，，其其中中可可供供開開發(fā)發(fā)的的地地?zé)釤犸@顯示示區(qū)區(qū)３３４４２２處處，，絕絕大大部部分分地地表表泉泉水水溫溫度度超超過過８８００攝攝氏氏度度，，地地?zé)釤豳Y資源源發(fā)發(fā)電電潛潛力力超超過過１１００００萬萬千千瓦瓦。。西藏藏地地?zé)釤岚l(fā)發(fā)電電總總量量占占拉拉薩薩電電網(wǎng)網(wǎng)的的３３００％％左左右右，，且且地地?zé)釤岚l(fā)發(fā)電電成成本本遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低低于于水水電電。。16第二二節(jié)節(jié)地地?zé)釤岚l(fā)發(fā)電電原原理理和和技技術(shù)術(shù)地?zé)釤岚l(fā)發(fā)電電原原理理及及分分類類原理理:地?zé)釤岚l(fā)發(fā)電電是是利利用用地地廠廠熱熱水水和和蒸蒸汽汽為為動(dòng)動(dòng)力力源源的的一一種種新新型型發(fā)發(fā)電電技技術(shù)術(shù)，，它它涉涉及及地地質(zhì)質(zhì)學(xué)學(xué)、、地地球球物物理理、、地地球球化化學(xué)學(xué)、、鉆鉆探探技技術(shù)術(shù)、、材材料料科科學(xué)學(xué)和和發(fā)發(fā)電電工工程程等等多多種種現(xiàn)現(xiàn)代代科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)。。示示意意圖圖分類類:按照照載載熱熱體體類類型型、、溫溫度度、、壓壓力力和和其其他他特特性性的的不不同同，，可可把把地地?zé)釤岚l(fā)發(fā)電電的的方方式式劃劃分分為為地?zé)釤嵴粽羝l(fā)發(fā)電電和地下下熱熱水水發(fā)發(fā)電電兩大大類類.171、地地?zé)釤嵴粽羝l(fā)發(fā)電電兩種種方方式式：：背壓壓式式汽汽輪輪機(jī)機(jī)發(fā)發(fā)電電系系統(tǒng)統(tǒng)、、凝凝汽汽式式汽汽輪輪機(jī)機(jī)發(fā)發(fā)電電系系統(tǒng)統(tǒng)(1)背壓壓式式汽汽輪輪機(jī)機(jī)發(fā)發(fā)電電系系統(tǒng)統(tǒng)。。最最簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的的地地?zé)釤岣筛烧粽羝l(fā)發(fā)電電，，是是采采用用背背壓壓式式汽汽輪輪機(jī)機(jī)地地?zé)釤嵴粽羝l(fā)發(fā)電電系系統(tǒng)統(tǒng)(如圖圖)工作作原原理理：：首先先把把干干蒸蒸汽汽從從蒸蒸汽汽井井中中引引出出，，先先加加以以凈凈化化，，經(jīng)經(jīng)過過分分離離器器分分離離出出所所含含的的固固體體雜雜質(zhì)質(zhì)，，然然后后就就可可把把蒸蒸汽汽通通入入汽汽輪輪機(jī)機(jī)做做功功，，驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)發(fā)發(fā)電電。。做做功功后后的的蒸蒸汽汽，，可可直直接接排排入入大大氣氣；；也也可可用用于于工工業(yè)業(yè)生生產(chǎn)產(chǎn)中中的的加加熱熱過過程程。。應(yīng)用用：：這種種系系統(tǒng)統(tǒng)大大多多用用于于地地?zé)釤嵴粽羝兄胁徊荒Y(jié)結(jié)氣氣體體含含量量很很高高的的場(chǎng)場(chǎng)合合，，或或者者綜綜合合利利用用于于工工農(nóng)農(nóng)業(yè)業(yè)生生產(chǎn)產(chǎn)和和人人民民生生活活的的場(chǎng)場(chǎng)合合.181、地地?zé)釤嵴粽羝l(fā)發(fā)電電(2)凝汽汽式式汽汽輪輪機(jī)機(jī)發(fā)發(fā)電電系系統(tǒng)統(tǒng)為提提高高地地?zé)釤犭婋娬菊镜牡臋C(jī)機(jī)組組出出力力和和發(fā)發(fā)電電效效率率，，通通常常采采用用凝凝汽汽式式汽汽輪輪機(jī)機(jī)地地?zé)釤嵴粽羝l(fā)發(fā)電電系系統(tǒng)統(tǒng)(如圖圖)。在該該系系統(tǒng)統(tǒng)中中，，由由于于蒸蒸汽汽在在汽汽輪輪機(jī)機(jī)中中能能膨膨脹脹到到很很低低的的壓壓力力，，因因而而能能做做出出更更多多的的功功。。做做功功后后的的蒸蒸汽汽排排入入混混合合式式凝凝汽汽器器，，并并在在其其中中被被循循環(huán)環(huán)水水泵泵打打入入冷冷卻卻水水所所冷冷卻卻而而凝凝結(jié)結(jié)成成水水，，然然后后排排走走。。在凝凝汽汽器器中中，，為為保保持持很很低低的的冷冷凝凝壓壓力力，，即即真真空空狀狀態(tài)態(tài)，，設(shè)設(shè)有有兩兩臺(tái)臺(tái)帶帶有有冷冷卻卻器器的的射射汽汽抽抽氣氣器器來來抽抽氣氣，，把把由由地地?zé)釤嵴粽羝麕韥淼牡母鞲鞣N種不不凝凝結(jié)結(jié)氣氣體體和和外外界界漏漏入入系系統(tǒng)統(tǒng)中中的的空空氣氣從從凝凝汽汽器器中中抽抽走走。。192．地下熱水發(fā)發(fā)電兩種方式：閃閃蒸地?zé)岚l(fā)電電系統(tǒng)；雙循循環(huán)地?zé)岚l(fā)電電系統(tǒng)（1）閃蒸地?zé)岚l(fā)發(fā)電系統(tǒng)：直接利用地下下熱水所產(chǎn)生生的蒸汽進(jìn)入入汽輪機(jī)工作作。也叫做減壓擴(kuò)擴(kuò)容法地?zé)岚l(fā)發(fā)電系統(tǒng)。類型：可以分為：1）單級(jí)閃蒸地地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)(又包括濕蒸汽型和熱水型兩種);2）兩級(jí)閃蒸地地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)；3）全流法地?zé)釤岚l(fā)電系統(tǒng)；；202．地下熱水發(fā)發(fā)電（2）雙循環(huán)地?zé)釤岚l(fā)電系統(tǒng)：：利用地下熱水水來加熱某種種低沸點(diǎn)工質(zhì)質(zhì)，使其產(chǎn)生生蒸汽進(jìn)入汽汽輪機(jī)工作。。雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)發(fā)電也叫做低低沸點(diǎn)工質(zhì)地地?zé)岚l(fā)電或中中間介質(zhì)法地地?zé)岚l(fā)電，又又叫做熱交換換法地?zé)岚l(fā)電電。在這種發(fā)電系系統(tǒng)中，低沸沸點(diǎn)介質(zhì)常采采用兩種流體體；一種是采用地?zé)崃黧w體作熱源；另一種是采用低沸點(diǎn)工工質(zhì)流體作為為一種工作介介質(zhì)來完成將將地下熱水的的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闉闄C(jī)械能。所所謂雙循環(huán)地地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)即是由此而而得名。常用的低沸點(diǎn)點(diǎn)工質(zhì)有氯乙乙烷、正丁烷烷、異丁烷、、氟利昂—11、氟利昂—12等。21雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：利用低溫位熱熱能的熱效率率較高：設(shè)備備緊湊，汽輪輪機(jī)的尺寸小??；易于適應(yīng)應(yīng)化學(xué)成分比比較復(fù)雜的地地下熱水。缺點(diǎn)：不像擴(kuò)容法那那樣可以方便便地使用混合合式蒸發(fā)器和和冷凝器；大大部分低沸點(diǎn)點(diǎn)工質(zhì)傳熱性性都比水差，，采用此方式式需有相當(dāng)大大的金屬換熱熱面積；低沸沸點(diǎn)工質(zhì)價(jià)格格較高，來源源欠廣，有些些低沸點(diǎn)工質(zhì)質(zhì)還有易燃、、易爆、有毒毒、不穩(wěn)定、、對(duì)金屬有腐腐蝕等特性。。22經(jīng)濟(jì)濟(jì)性性是是考考察察地地?zé)釤岚l(fā)發(fā)電電站站設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)和和建建設(shè)設(shè)的的最最重重要要的的綜綜合合性性指指標(biāo)標(biāo)。。衡衡量量地地?zé)釤岚l(fā)發(fā)電電站站經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)性性的的指指標(biāo)標(biāo)，，主主要要有有兩兩個(gè)個(gè)：：1）一一個(gè)個(gè)是是發(fā)電電量量(kWh／t熱水水)，它它表表示示地地?zé)釤岚l(fā)發(fā)電電站站發(fā)發(fā)電電效效率率的的高高低低；；2）一一個(gè)個(gè)是是地地?zé)釤岚l(fā)發(fā)電電站站的的投資資費(fèi)費(fèi)用用(元/kw)，它它表表示示電電站站建建設(shè)設(shè)費(fèi)費(fèi)用用的的大大小小。。23第三三節(jié)節(jié)、、中中國(guó)國(guó)地地?zé)釤岚l(fā)發(fā)電電未未來來我國(guó)國(guó)發(fā)發(fā)展展地地?zé)釤犭婋娬菊揪呔哂杏械牡臈l條件件：：在技技術(shù)術(shù)上上，，已已建建立立起起了了一一套套比比較較完完招招的的地地?zé)釤峥笨碧教郊技夹g(shù)術(shù)方方法法和和評(píng)評(píng)價(jià)價(jià)方方法法；；地地?zé)釤衢_開發(fā)發(fā)利利用用工工程程的的勘勘探探、、設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)利利施施工工，，已已有有資資質(zhì)質(zhì)實(shí)實(shí)體體；；地?zé)釤衢_開發(fā)發(fā)利利用用設(shè)設(shè)備備基基本本配配套套，，可可以以國(guó)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)化化生生產(chǎn)產(chǎn)，，并并有有專專業(yè)業(yè)生生產(chǎn)產(chǎn)制制造造工工廠廠；；地地?zé)釤岜O(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)儀儀器器基基本本完完備備，，并并可可進(jìn)進(jìn)行行國(guó)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)化化生生產(chǎn)產(chǎn)。。在產(chǎn)產(chǎn)業(yè)業(yè)建建設(shè)設(shè)上上，，已已奠奠定定一一定定的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)和和能能力力，，可可以以獨(dú)獨(dú)立立建建設(shè)設(shè)30vW規(guī)模模商商業(yè)業(yè)化化運(yùn)運(yùn)行行的的地地?zé)釤犭婋娬菊?，，單單機(jī)機(jī)容容量量可可以以達(dá)達(dá)到到10MW；已已具具備備施施工工5000m深度度地地?zé)釤徙@鉆探探工工程程的的條條件件和和能能力力；；已初初步步建建立立起起地地?zé)釤岬牡谋O(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)體體系系和和生生產(chǎn)產(chǎn)與與回回灌灌體體系系；；已已初初步步建建立立起起一一些些必必要要的的地地?zé)釤衢_開發(fā)發(fā)利利用用法法規(guī)規(guī)、、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)和和規(guī)規(guī)