地?zé)峋傅氖蔷?/span>3500米左右的地?zé)崮芑蛩疁卮笥?/span>30℃的溫泉水來進行發(fā)電的方法和裝置,地?zé)岱指邷?、中溫和低溫三類。高?/span>150℃,以蒸汽形式存在的,屬高溫地?zé)幔?/span>90℃~150℃,以水和蒸汽的混合物等形式存在的,屬中溫地?zé)?;高?/span> 25℃、低于90℃,以溫水、溫?zé)崴?、熱水等形式存在的,屬低溫地?zé)帷?/span>2010年3月12日在北京市大興區(qū)鳳河營村成功打出一口地?zé)峋?jīng)過測量溫度達到103℃,打破了北京地?zé)?/span>出水溫度的紀錄,成為北京首個中溫地?zé)峋?/span>
地?zé)峋?/span>3500米左右的地?zé)崮?/span>或水
溫大于30℃的溫泉水來進行發(fā)電的方法和裝置(也可以用于工業(yè)余熱發(fā)電)。
開采地表以下熱資源(主要為天然蒸氣、熱水和熱鹵水等)的鉆探井稱為地?zé)峋K^地?zé)?,就是能夠?jīng)濟地為人類所利用的地球內(nèi)部的熱資源。礦井向深部掘進時,總是越來越熱。鉆孔越深,底部的溫度也越高。陸地上的平均地?zé)崽荻燃s25℃/千米。大地?zé)崃鳜F(xiàn)象主要受地殼和上地幔中50~100千米范圍內(nèi)熱活動的控制。根據(jù)地震資料可知,整個地幔是個固體,因此,在地幔范圍內(nèi)的溫度上限低于物質(zhì)的熔點,但在地下700千米深處接近熔點,外核物質(zhì)處于流體狀態(tài),它的溫度高于物質(zhì)的熔點。內(nèi)核的溫度,一般超過地幔溫度400~500℃。地心的溫度不低于2000℃,但也不超過10000℃。關(guān)于地球內(nèi)部溫度推算的結(jié)果是:100千米上地幔頂部局部熔融處1100~1200℃;400千米處1500℃;700千米上、下地幔界面處1900℃;2900千米地幔與地核分界面3700℃;5100千米內(nèi)、外地核分界面4300℃;6371千米地心4500℃。 [1]
市場預(yù)測:按國家政策法律、綠色電力,全額由國家電網(wǎng)收購,收購價格按我國現(xiàn)行電價及綠色電力優(yōu)惠政策預(yù)計0.7元/度電(太陽能電價大于1元/度電)。
1、一般人首先會想到溫泉洗浴,地?zé)徇h不止這些簡單的用途。地?zé)岱指邷亍⒅袦睾偷蜏厝?。高?/span>150℃,以蒸汽形式存在的,屬高溫地?zé)幔?/span>90℃~150℃,以水和蒸汽的混合物等形式存在的,屬中溫地?zé)?;高?/span> 25℃、低于90℃,以溫水、溫?zé)崴崴刃问酱嬖诘?,屬低溫地?zé)帷?/span>
2、高溫地?zé)徇m合發(fā)電,中溫地?zé)峥砂l(fā)電,也可用于房屋供暖,低溫地?zé)釀t可用于洗浴、醫(yī)療,也可以用于供暖以及溫室種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖等。
3、首先考慮用于發(fā)電。在國外以中溫地?zé)崴疄槟茉吹?/span>地?zé)犭娬?/span>并不少見,美國阿拉斯加已建成用72℃地?zé)崴l(fā)電的機組。在中國的云南騰沖,也有一座中溫發(fā)電站。
4、地?zé)峋€可用于供暖。除環(huán)保、節(jié)能外,地?zé)峁┡?/span>技術(shù)上簡單易行,對溫度的要求也比較寬泛,從 15℃~180℃的溫度范圍均可利用。而103℃的地下熱水,正好可免去加熱,直接引至供暖系統(tǒng)作供暖服務(wù)。
5、地?zé)釕?yīng)進行“梯級”利用,這樣可對地?zé)豳Y源“物盡其用”,第一步用于供暖;第二步送入溫泉垂釣中心,提供地板供暖;第三步就是水產(chǎn)養(yǎng)殖,之后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;最后排入溫泉公園的湖里,使其冬天不結(jié)冰,綠水常清。
地?zé)峋木谘b置主要有三種:多功能井口裝置、井口隔氧裝置和井口除砂裝置。 [1]
(1)多功能井口裝置。地?zé)峋谘b置是地?zé)峋_發(fā)中最基本的井口設(shè)備,是維持地?zé)峋a(chǎn)正常運行,進行熱水動態(tài)監(jiān)測,防止由于井管伸縮及地面下降而引起的事故,減少熱水的腐蝕作用等所必需的。隨著地?zé)崂玫闹鸩桨l(fā)展.地?zé)峋木谘b置逐步規(guī)范化。在我國天津地?zé)衢_發(fā)中較普遍采用的多功能井口裝置就是其中之一。
(2)井口隔氧裝置。為防止地?zé)崴诰谂c空氣接觸,減少地?zé)崴醒鯕馀c氯離子聯(lián)合作用對輸水設(shè)備的腐蝕危害,在一些有腐蝕作用的地?zé)峋难b置中,安裝隔氧設(shè)備,其中較為常用的一種方法是氮氣保護法。
(3)井口除沙裝置。有的地?zé)峋捎诘刭|(zhì)及施工方面的因素,水中的含沙量超過國家規(guī)定的工業(yè)用水含沙量標準(含沙量應(yīng)低于1/200萬),影響熱水的正常使用。若含沙量高的地?zé)崴糜诠┡畷斐晒苈废到y(tǒng)堵塞,因此對于含沙量超過標準的地?zé)峋畱?yīng)采取除沙措施。國內(nèi)設(shè)計的旋流式除沙器,是一種較為理想的地?zé)崂孟到y(tǒng)中的除沙設(shè)備。該設(shè)備一般安裝在熱水井口的出水管上。
地?zé)峋?/span>地?zé)?/span>
要說地?zé)峋叵攘私馐裁词堑責(zé)帷?/span>
地?zé)豳Y源有著廣泛的用途,它和礦物燃料的區(qū)別在于不用燃燒, 因其可輸送性比較低,輸送高溫地?zé)崴?/span>的極限距離約100km, 天然蒸汽的輸送距離大約只有10km, 故一般是使地?zé)崮?/span>就地轉(zhuǎn)換為電能或直接利用。我國利用地?zé)嶂饕糜诎l(fā)電、工業(yè)烘干及制冷空調(diào)、供暖、醫(yī)療洗浴、溫室、養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)灌溉等,其應(yīng)用范圍取決于地?zé)崴臏囟雀叩汀囟雀?,可用?/span>地?zé)岚l(fā)電;溫度低,則只能用于地?zé)釡厥?/span>、養(yǎng)殖及農(nóng)業(yè)灌溉。 [2]
(一)發(fā)電
限于高溫地?zé)崽?/span>,我國用于發(fā)電的地?zé)崽镉?/span>西藏羊八井、河北后郝窯、廣東鄧屋、湖南寧鄉(xiāng)灰湯等地?zé)崽铮?/span> 上述地?zé)崽锼娬境鞑匮虬司度牍I(yè)利用外,其余均為試驗性電站。
(二)工業(yè)利用
限于60~150℃的中、低溫地?zé)崴?/span>,主要用于烘干、紡織印染及制革洗滌等方面,地?zé)崴糜诠I(yè)的適用溫度。
(三)供暖
用于供暖的地?zé)崴疁囟纫话阍?/span>60℃以上,也有采用50~60 ℃的,50℃ 以下的則很少采用。分直接供暖和間接供暖兩種方式:直接供暖是將地?zé)崴苯铀腿?/span>供熱系統(tǒng), 其對地?zé)崴乃|(zhì)要求高,不得對供暖管道系統(tǒng)產(chǎn)生腐蝕和結(jié)垢,一般為礦化度比較低的地?zé)崴?;間接供暖是使地?zé)崴ㄟ^熱交換器將熱轉(zhuǎn)換給供熱系統(tǒng)進行供暖。開采具有腐蝕性和易產(chǎn)生結(jié)垢的地?zé)崴?/span>供暖,一般采用間接供暖方式。地?zé)崴┡睦寐嗜Q于地?zé)崴臏囟燃捌涔┡笈欧潘疁囟?,地?zé)崴疁囟扔?/span>, 供暖后的排水溫度愈低, 則其供暖的利用率越高。
(四)醫(yī)療洗浴
最適于洗浴的地?zé)崴疁囟仁?/span>40~60℃, 溫度偏高需加入涼水或適當(dāng)降低溫度后, 方可用于洗浴, 這樣做對地?zé)豳Y源是一種浪費;溫度偏低, 會使身體感到不適。用于醫(yī)療的地?zé)崴?/span>, 除有溫度要求外, 對水質(zhì)有相應(yīng)的要求。我國采用下列標準作為醫(yī)療地?zé)崴?,又稱醫(yī)療礦泉水水質(zhì)標準。
(五)飲用礦泉水
不少低溫地?zé)崴?/span>,因其來源于深部,未受人為污染,并含有一些有益于人體健康的微量元素,可作為飲用天然礦泉水開發(fā)利用, 我國開發(fā)的一些飲用天然礦泉水中,就有相當(dāng)一部分是低溫地?zé)崴?。?dāng)?shù)責(zé)崴奈廴疚镏笜恕⑽⑸镏笜思颁?、鍶、鋅、銅、鉻、鋇等組分的限量指標符合要求的條件下,水中有一項( 或一項以上)指標符合表2.5.6的規(guī)定,可作為飲用天然礦泉水開發(fā)。
(六)水產(chǎn)養(yǎng)殖
溫度在30~45℃,符合TJ35漁業(yè)水質(zhì)標準低礦化的地?zé)崴?,可用于水產(chǎn)養(yǎng)殖。在中國較多的用于養(yǎng)殖鰻魚、羅非魚、對蝦、河蟹、甲魚等。
(七)農(nóng)業(yè)利用
一是利用地?zé)峤厥遥N植名貴花卉、蔬菜等作物;二是用于農(nóng)田灌溉或給土壤加溫。前者利用地?zé)崴?/span>溫度在30~75℃之間, 后者利用地?zé)崴疁囟纫话阍?/span>40℃以下。用于農(nóng)田灌溉的地?zé)崴|(zhì)應(yīng)滿足農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)標準。
1、中國有的地方地?zé)峋霈F(xiàn)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(dǎo)致長期利用難以
地?zé)峋⒁鈫栴}
為繼。
2、防腐問題地?zé)釋饘俑g是普遍存在的而且很嚴重。地?zé)崴?/span>中最常出現(xiàn)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、不銹鋼及其他合金強烈的縫隙腐蝕、孔蝕與應(yīng)力腐蝕等。
3、氯離子對金屬的腐蝕作用還與溫度有關(guān),60cc的地?zé)崴?/span>CL一含量僅只200rTlg/L時,也會使不銹鋼產(chǎn)生局部腐蝕,溫度越高腐蝕作用越強。在地下深層地?zé)崴匀粻顟B(tài)下通常不含02,流出地面后空氣中的0:會溶入地?zé)崴芙庋跻彩?/span>地?zé)崴?/span>中最常見最重要的腐蝕性物質(zhì)。 [3]
1、集成創(chuàng)新:即地核原子爐和發(fā)電機+地幔地殼的熱巖層+石油鉆探式鉆地?zé)峋?/span>+工質(zhì)優(yōu)選+蒸汽發(fā)電機+發(fā)電機=6因素集成。
2、工作循環(huán)簡單:即工質(zhì)吸熱變工質(zhì)蒸汽→蒸汽機作功→聯(lián)動發(fā)電機發(fā)電。
3、井水閉式循環(huán):即地?zé)峋诰畠?nèi)閉式循環(huán),不必抽到井外。
4、工質(zhì)閉式循環(huán):即工作介質(zhì)按工質(zhì)貯罐→井爐換熱→蒸汽機→冷卻→回到工質(zhì)貯罐,是全封閉的循環(huán),不會泄漏。
5、熱功轉(zhuǎn)換效率高:即采用相變傳熱和換熱,又低溫工作的蒸汽發(fā)電機,故一般每孔地?zé)峋b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或秸桿發(fā)電的2億元/萬KW。
2010年3月12日,在大興區(qū)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?zé)峋?,從井口冒出?/span>地?zé)崴?/span>,經(jīng)過測量溫度達到103℃,打破了北京地?zé)岢鏊疁囟鹊募o錄,成為北京首個中溫地?zé)峋?。負?zé)該井施工的派力工程有限公司副總經(jīng)理葉宏宇介紹說,這口地?zé)峋幪枮?/span>“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(qū)少有的自流地?zé)峋?,地?zé)崴畤姵龅孛妫叨瓤蛇_52米。地?zé)衢_采成本比較大,需要打幾千米,才可找到能夠利用的地?zé)?,每口地?zé)峋某杀?,至少都在上千萬元人民幣。從上個世紀70年代初,北京先后開發(fā)了良鄉(xiāng)、天竺熱田,發(fā)現(xiàn)具備開發(fā)利用條件的地?zé)崽镉?/span>10個。
根據(jù)前期可行性論證成果表明,鳳河營地?zé)崽锔邷睾诵膮^(qū)域的地?zé)豳Y源,可滿足當(dāng)?shù)?/span>550余萬平方米建筑物的供暖需求,與大型燃煤鍋爐供暖相比,年可節(jié)約費用 6000余萬元,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。
有資料顯示,地?zé)豳Y源受到世界各國的重視。國際能源專家普遍認為,預(yù)計到2100年,地?zé)崂?/span>將在世界能源總值中占30%~80%。歐美等國都將地?zé)崃袨閮?yōu)先開發(fā)利用的替代型能源,冰島85%的住宅都利用地?zé)峁┡?,美國的地?zé)嵫b機和地?zé)岚l(fā)電量在世界上獨占鰲頭。對中國而言最為迫切的,是要把地?zé)嶙鳛橐环N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。人們發(fā)現(xiàn)通過熱泵技術(shù),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?zé)岵粌H清潔,而且能反復(fù)利用,屬于可再生資源。深層地下水有其自身的循環(huán)系統(tǒng),一部分熱水被抽上來之后,會從遠方不斷地得到補給,從這個意義上說,地?zé)豳Y源是取之不盡、用之不竭的。但是由于近幾年來各地超采地?zé)釃乐?,造成一些地區(qū)地質(zhì)沉降。鄭克棪強調(diào),在利用好地?zé)崴?/span>的同時,必須進行回灌,用過的熱水經(jīng)處理后,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。國際上普遍采用這種方法,例如,巴黎大量開采地?zé)峁┡捎?/span>100%的回灌,水位并沒有下降。近幾年來中國一些地?zé)崂?/span>規(guī)模較大的城市,已經(jīng)制定了回灌率標準,天津市要求新建地?zé)峁こ踢_到100%回灌,北京也作出相同的規(guī)定。當(dāng)?shù)厥紫纫龊米约旱陌l(fā)展規(guī)劃,是準備發(fā)展旅游度假,還是發(fā)展房地產(chǎn)開發(fā),亦或重點發(fā)展農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè),然后根據(jù)發(fā)展規(guī)劃,制定出對地?zé)豳Y源的利用方案。 [1]