地熱井

地熱井

地熱能開采裝置
地熱井,指井深達3500米左右的地熱能或水溫大于30℃的溫泉水來進行開采和利用的裝置。地球内部的熱能總量,約為煤炭儲量的1.7億倍,在中國雖擁有相當于500萬億噸标準煤的地熱資源,但由于勘查程度偏低目前隻有不到1%的地熱被勘查利用。
    中文名:地熱井 外文名:Geothermal Wells 所屬品牌:

概述

地熱井,指的是深升3500米左右的地熱能或水溫大于30℃的溫泉水來進行發電的方法和裝置,地熱分高溫、中溫和低溫三類。高于150℃,以蒸汽形式存在的,屬高溫地熱;90℃~150℃,以水和蒸汽的混合物等形式存在的,屬中溫地熱;高于25℃、低于90℃,以溫水、溫熱水、熱水等形式存在的,屬低溫地熱。2010年3月12日在北京市大興區鳳河營村成功打出一口地熱井,經過測量溫度達到103℃,打破了北京地熱出水溫度的紀錄,成為北京首個中溫地熱井。

主要用途

1、一般人首先會想到溫泉洗浴,地熱遠不止這些簡單的用途。地熱分高溫、中溫和低溫三類。高于150℃,以蒸汽形式存在的,屬高溫地熱;90℃~150℃,以水和蒸汽的混合物等形式存在的,屬中溫地熱;高于25℃、低于90℃,以溫水、溫熱水、熱水等形式存在的,屬低溫地熱。

2、高溫地熱适合發電,中溫地熱可發電,也可用于房屋供暖,低溫地熱則可用于洗浴、醫療,也可以用于供暖以及溫室種植、水産養殖等。

3、首先考慮用于發電。在國外以中溫地熱水為能源的地熱電站并不少見,美國阿拉斯加已建成用72℃地熱水發電的機組。在中國的雲南騰沖,也有一座中溫發電站。

4、地熱井還可用于供暖。除環保、節能外,地熱供暖技術上簡單易行,對溫度的要求也比較寬泛,從15℃~180℃的溫度範圍均可利用。而103℃的地下熱水,正好可免去加熱,直接引至供暖系統作供暖服務。

5、地熱應進行“梯級”利用,這樣可對地熱資源“物盡其用”,第一步用于供暖;第二步送入溫泉垂釣中心,提供地闆供暖;第三步就是水産養殖,之後引到溫泉種植采摘基地,作特菜和花卉以及各種時鮮果品種植灌溉之用;最後排入溫泉公園的湖裡,使其冬天不結冰,綠水常清。

注意問題

1、中國有的地方地熱井出現過平均年水位下降10m左右甚至更多的狀況。掠奪破壞性開采導緻長期利用難以為繼。

2、防腐問題地熱對金屬腐蝕是普遍存在的而且很嚴重。地熱水中最常出現起主要作用的腐蝕成分是氯(CL)和溶解氧(0:)。氯離子半徑小,穿透能力強,因此容易穿過金屬表面已有的保護層造成對碳鋼、不鏽鋼及其他合金強烈的縫隙腐蝕、孔蝕與應力腐蝕等。

3、氯離子對金屬的腐蝕作用還與溫度有關,60cc的地熱水CL一含量僅隻200rTlg/L時,也會使不鏽鋼産生局部腐蝕,溫度越高腐蝕作用越強。在地下深層地熱水自然狀态下通常不含02,流出地面後空氣中的0:會溶入地熱水,溶解氧也是地熱水中最常見最重要的腐蝕性物質。

技術開發

1、集成創新:即地核原子爐和發電機+地幔地殼的熱岩層+石油鑽探式鑽地熱井+工質優選+蒸汽發電機+發電機=6因素集成。

2、工作循環簡單:即工質吸熱變工質蒸汽→蒸汽機作功→聯動發電機發電。

3、井水閉式循環:即地熱井水在井内閉式循環,不必抽到井外。

4、工質閉式循環:即工作介質按工質貯罐→井爐換熱→蒸汽機→冷卻→回到工質貯罐,是全封閉的循環,不會洩漏。

5、熱功轉換效率高:即采用相變傳熱和換熱,又低溫工作的蒸汽發電機,故一般每孔地熱井裝機在1500~3000KW。

6、建廠成本低:即一般約0.8億元/萬KW,低于核電的2.2億元/萬KW或稭杆發電的2億元/萬KW。

興熱9井

2010年3月12日,在大興區鳳河營村的一處勘探工地上,歡呼聲四起。原來施工人員成功打出一口地熱井,從井口冒出的地熱水,經過測量溫度達到103℃,打破了北京地熱出水溫度的紀錄,成為北京首個中溫地熱井。負責該井施工的派力工程有限公司副總經理葉宏宇介紹說,這口地熱井編号為“興熱-9#”,井深達到3623米,日出水量逾1500立方米,日自流水量近800立方米。這是北京地區少有的自流地熱井,地熱水噴出地面,高度可達52米。地熱開采成本比較大,需要打幾千米,才可找到能夠利用的地熱,每口地熱井的成本,至少都在上千萬元人民币。從上個世紀70年代初,北京先後開發了良鄉、天竺熱田,到目前為止,發現具備開發利用條件的地熱田有10個。

根據前期可行性論證成果表明,鳳河營地熱田高溫核心區域的地熱資源,可滿足當地550餘萬平方米建築物的供暖需求,與大型燃煤鍋爐供暖相比,年可節約費用6000餘萬元,減少耗煤量8.5萬噸,減少灰塵量0.2萬噸,減少廢渣量1萬噸。

地熱資源

近年來地熱資源受到世界各國的重視。國際能源專家普遍認為,預計到2100年,地熱利用将在世界能源總值中占30%~80%。目前,歐美等國都将地熱列為優先開發利用的替代型能源,冰島85%的住宅都利用地熱供暖,美國的地熱裝機和地熱發電量在世界上獨占鳌頭。對中國而言目前最為迫切的,是要把地熱作為一種替代能源利用。過去人們認為,25℃以下不叫溫泉,沒有利用價值。近年來,人們發現通過熱泵技術,北京淺層的5℃~6℃的地下水都可以利用。和燃煤、石油等能源相比,地熱不僅清潔,而且能反複利用,屬于可再生資源。深層地下水有其自身的循環系統,一部分熱水被抽上來之後,會從遠方不斷地得到補給,從這個意義上說,地熱資源是取之不盡、用之不竭的。但是由于近幾年來各地超采地熱嚴重,造成一些地區地質沉降。鄭克棪強調,在利用好地熱水的同時,必須進行回灌,用過的熱水經處理後,重新注回到含水層中,可提高再生的性能,這樣才可使含水層不枯竭。目前國際上普遍采用這種方法,例如,巴黎大量開采地熱供暖,但由于100%的回灌,水位并沒有下降。近幾年來中國一些地熱利用規模較大的城市,已經制定了回灌率标準,天津市要求新建地熱工程達到100%回灌,北京也作出相同的規定。當地首先要做好自己的發展規劃,是準備發展旅遊度假,還是發展房地産開發,亦或重點發展農業、養殖業,然後根據發展規劃,制定出對地熱資源的利用方案。

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