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地热能的开发与应用

地热能的开发与应用

  • 所属分类:地热能的开发与应用

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  • 文章来源:【10bet十博官网登陆】 发布日期:2018/04/24
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详细介绍

地热来源

地热主要来源于地球内部放射性元素蜕变放热能,其次,是地球自转产生的旋转能以及重力分异。化学反应,岩矿结晶释放的热能等。

   

在地球形成过程中,这些热能的总量超过地球散逸的热能,形成巨大的热储量,使地壳局部熔化形成岩浆作用、变质作用。地表常温层(距地面约15米)以下约15公里范围内,地温随深度增加而增高。地热平均增温率约为3℃/100米。不同地区地热增温率有差异,接近平均增温率的称正常温区,高于平均增温率的地区称地热异常区。地热异常区是研究、开发地热资源的主要对象。地壳板块边沿,深大断裂及火山分布带等,是明显的地热异常区。

    

普查勘察地热资源,一般采用地表地热调查、钻探和各种物探方法。今年来红外线遥感技术在勘察中取得显著效果。

地热能开发


地热能简介

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1)蒸汽型地热资源

地下储热以温度较高的过热蒸汽为主,杂有少量 的其他气体,水很少或没有。


2)热水型地热资源

地下热储以热水或湿蒸汽为主,根据其温度分为 高温(150℃以上)、中温(90-150℃)和低温(90℃以下)


3)地压型地热资源

以地压水的形式储于地表下2-3km以下的深部沉积 盆地中,被岩石盖层封闭有很高的压力,温度在150℃-200℃。地压水中 还溶有大量的甲烷等碳氢化合物,构成有价值的产物。

4)干热岩型地热资源


比上述各种资源规模更为巨大的地热资源,广 义上是指地下普遍存在的没有水或蒸汽的热岩石。现阶段来说,是专指 埋藏较浅、温度较高(150-650℃)、有较大开发利用价值的热岩石。


5)岩浆型地热资源

蕴藏于熔融状和半熔融状岩石中的巨大能量,温 度在600-1500℃左右,埋藏部位最深,目前还难以开发。




深层地热——干热岩的未来

地热能

地热能与太阳能、风能及潮汐能合称为“四大可再生资源”,随着社 会经济的发展,人类环保与健康意识的增强,世界各国对改善能源结构、 发展清洁能源的要求与日俱增,我国“十三五”以节能减排为核心的战 略提出后,利用干热岩发电、供暖必定是大势所趋,民心所向。


干热岩不仅储量惊人,清洁环保,而且经过几十年的发展,干热岩的 开发技术瓶颈已全面突破,开发成本相对较低,是当下我国政府大力倡 导利用的可再生清洁能源。干热岩作为人类第三次工业革命的核心,必 将改变人类的生活方式,为人们带来巨大利好。



干热岩的用途

地热能


干热岩地温梯度的利用

地热能



为什么开发干热岩

地热能

随着全球经济的迅速发展,人类对能源的需求量越来越大。与此同时,人们长期所依赖的常规能源,如煤、石油、天然气、煤层气、页岩 气、砂岩气、可燃冰等都是一次性能源,不可再生。而且在利用这些常 规能源时,不可避免地对人类生存环境产生巨大的污染。这主要是因为 这些化石能源在燃烧时,均会释放出大量的二氧化碳及二氧化硫和氮氧 化物等有害、有毒气体,导致了全球大气污染、温室效应、区域性土壤 恶化、森林退化、农作物歉收等。

   

因此,地热资源的适时出现解决了这一问题,而其中的干热岩,又 最具有应用价值和利用潜力。据保守估计,仅地壳中高温干热岩蓄存的 热能,相当于全球化石能源的30倍。能够直接用于供暖制冷的低温干热 岩则无处不在,十分便利开采,且干热岩发电供热符合十三五规划要求, 是建立分布式微电网建筑最好的热源。



干热岩资源开发技术


1、利用当代勘探、钻井、井下作业等技术,建立起灌入、热交换、排出三大系统。


2、通过灌入系统向干热岩体注入低 温水,在热交换系统成为高温、高压、超临界气流体。


3、再通过排出系统将热能提取,用 于发电或供暖等。



干热岩发电效能对比

地热能



干热岩供热效能对比

地热能



干热岩发电供暖系统建设流程

地热能

一、地质勘探

用专用设备和技术对建 井场地以下的地层构造、 岩石性质、水文地质等进 行探测,以获得可靠的地 质资料,为编写钻井施工 地质设计提供依据。建设 干热岩供热井,因其选址 的局限性,一般不进行此 项工作。


二、建井

依据供热面积、地热梯度,利用适 型建井设备,施工 一定深度的直井、 斜井、水平井、丛 式井等。开发方式 的不同对产能影响 甚大。


三、测井

利用专用设备及技术,测量出施工井的井深、井径、井斜、井温等,为下步成井工作做准备。测井后,需提交《 数学测井综合成果图》3-4份。


四、下管

依据成井规范, 向井内下入适径的井管。对管径、壁厚、材质、钢级、 连接方式进行要求和检 查(一般用API套管)。


五、压裂

为提高干热岩供热的 能力,扩大单井供热面 积,对干热岩地层实施 的人工致裂措施。对不 同岩性地层,必须采取 与之适应的施工工艺技 术,才能保证压裂设计 的顺利执行,取得良好的施工效果。这是建立干热岩热交换系统的主要手段。


六、固井

利 用 现 场 泥 浆 泵 或 专 用 固 井 设 备 , 向 套 管 与 井 壁 环 空 注入优质水泥(G级) 并 候 凝 。 一 般 要 求 水泥返至地面。。


七、成井

与发电用干热岩井、 常规供水井成井工艺 有别。主要是对储水 井室密封度、下入井 室内的热交换器及注 水、供水管柱、上下 井室间座封器有特别 技术要求。


八、与地面设备对接

建井工程中使用的管材要与热泵、热交换设备使用管材的管径、壁厚、材质、钢级达到一致,连接方式、计量方法也应达到一致。

地热能

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关键词:地热能,地热能开发,哈尔滨地热能开发

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