專(zhuān)業(yè)定制溫泉鉆井施工工程

怎樣利用這種巨大的潛在能源呢？意大利的皮也羅·吉諾尼·康蒂王子于1904年在拉德雷羅首次把天然的地?zé)嵴魵庥糜诎l(fā)電。地?zé)岚l(fā)電是利用液壓或爆破碎裂法把水注入到巖層，產(chǎn)生高溫蒸氣，然后將其抽出地面推動(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使發(fā)電機(jī)發(fā)出電能。在這過(guò)程中，將一部分沒(méi)有利用到的水蒸氣或者廢氣，經(jīng)過(guò)冷凝器處理還原為水送回地下，這樣循環(huán)往復(fù)。1990年安裝的發(fā)電能力達(dá)到6000MW，直接利用地?zé)豳Y源的總量相當(dāng)于4.1Mt油當(dāng)量。

地?zé)崮苁且环N新的潔凈能源，在當(dāng)今人們的環(huán)保意識(shí)日漸增強(qiáng)和能源日趨緊缺的情況下，對(duì)地?zé)豳Y源的合理開(kāi)發(fā)利用已愈來(lái)愈受到人們的青睞。其中距地表2000米內(nèi)儲(chǔ)藏的地?zé)崮転?500億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。全國(guó)地?zé)峥砷_(kāi)采資源量為每年68億立方米，所含地?zé)崃繛?73萬(wàn)億千焦耳。在地?zé)崂靡?guī)模上，我國(guó)近些年來(lái)一直位居世界首位，并以每年近10%的速度穩(wěn)步增長(zhǎng)。

在我國(guó)的地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)中，經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)積累，地?zé)岚l(fā)電效益顯著提升。除地?zé)岚l(fā)電外，直接利用地?zé)崴M(jìn)行建筑供暖、發(fā)展溫室農(nóng)業(yè)和溫泉旅游等利用途徑也得到較快發(fā)展。全國(guó)已經(jīng)基本形成以西藏羊八井為代表的地?zé)岚l(fā)電、以天津和西安為代表的地?zé)峁┡?、以東南沿海為代表的療養(yǎng)與旅游和以華北平原為代表的種植和養(yǎng)殖的開(kāi)發(fā)利用格局。

地?zé)岚l(fā)電實(shí)際上就是把地下的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后再將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪芰哭D(zhuǎn)變過(guò)程或稱(chēng)為地?zé)岚l(fā)電。開(kāi)發(fā)的地?zé)豳Y源主要是蒸汽型和熱水型兩類(lèi)，因此，地?zé)岚l(fā)電也分為兩大類(lèi)。

專(zhuān)業(yè)定制溫泉鉆井施工工程地?zé)崮茉磳⒁I(lǐng)新的一輪能源革命

從氣候變化框架公約到霧霾治理，從人類(lèi)開(kāi)始利用燃料型能源到現(xiàn)在的燃料型能源危機(jī)，環(huán)境與能源這兩大問(wèn)題與人類(lèi)在地球上的生存息息相關(guān)。過(guò)度利用燃料型能源造成的大氣污染與資源枯竭，是人類(lèi)正在面臨的難題，也是人類(lèi)未來(lái)生存與發(fā)展的巨大危機(jī)。再過(guò)幾十年，現(xiàn)有的油、氣、煤等燃料型資源耗盡，地球上能用的可再生能源只有太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能、潮汐能、核能等能源，誰(shuí)將主導(dǎo)地球未來(lái)的能源結(jié)構(gòu)？太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能受季節(jié)與時(shí)間限制而不穩(wěn)定，核能存在環(huán)境隱患，只有地?zé)崮?，不受季?jié)、氣候的影響，相對(duì)穩(wěn)定、環(huán)保、安全，且補(bǔ)給充沛，既可作為基本負(fù)荷能,也可作為峰值負(fù)荷能使用，地球地表以下4km以?xún)?nèi)地?zé)崮艿?%，如果能被人類(lèi)合理利用，就相當(dāng)于目前全球所有能源消耗的5000倍。由此可見(jiàn)，地?zé)崮茉醋鳛榫G色環(huán)保、可再生的新型能源，將主導(dǎo)人類(lèi)能源結(jié)構(gòu)的重組升級(jí)，作為地球未來(lái)無(wú)可替代的基礎(chǔ)能源，決定國(guó)家未來(lái)的發(fā)展，成為世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的新引擎。地?zé)嵴羝l(fā)電有一次蒸汽法和二次蒸汽法兩種。一次蒸汽法直接利用地下的干飽和（或稍具過(guò)熱度）蒸汽，或者利用從汽、水混合物中分離出來(lái)的蒸汽發(fā)電。二次蒸汽法有兩種含義，一種是不直接利用比較臟的天然蒸汽（一次蒸汽），而是讓它通過(guò)換熱器汽化潔凈水，再利用潔凈蒸汽（二次蒸汽）發(fā)電。di二種含義是，將從di一次汽水分離出來(lái)的高溫?zé)崴M(jìn)行減壓擴(kuò)容生產(chǎn)二次蒸汽，壓力仍高于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，和一次蒸汽分別進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電。

地?zé)崴械乃?，按常?guī)發(fā)電方法是不能直接送入汽輪機(jī)去做功的，必須以蒸汽狀態(tài)輸入汽輪機(jī)做功。對(duì)溫度低于100℃的非飽和態(tài)地下熱水發(fā)電，有兩種方法：一是減壓擴(kuò)容法。利用抽真空裝置，使進(jìn)入擴(kuò)容器的地下熱水減壓汽化，產(chǎn)生低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ臄U(kuò)容蒸汽然后將汽和水分離、排水、輸汽充入汽輪機(jī)做功，這種系統(tǒng)稱(chēng)“閃蒸系統(tǒng)”。低壓蒸汽的比容很大，因而使氣輪機(jī)的單機(jī)容量受到很大的限制。但運(yùn)行過(guò)程中比較安全。另一種是利用低沸點(diǎn)物質(zhì)，如氯乙烷、正丁烷、異丁烷和氟里昂等作為發(fā)電的中間工質(zhì)，地下熱水通過(guò)換熱器加熱，使低沸點(diǎn)物質(zhì)迅速氣化，利用所產(chǎn)生氣體進(jìn)入發(fā)電機(jī)做功，做功后的工質(zhì)從汽輪機(jī)排入凝汽器，并在其中經(jīng)冷卻系統(tǒng)降溫，又重新凝結(jié)成液態(tài)工質(zhì)后再循環(huán)使用。這種方法稱(chēng)“中間工質(zhì)法”，這種系統(tǒng)稱(chēng)“雙流系統(tǒng)”或“雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)”。這種發(fā)電方式安全性較差，如果發(fā)電系統(tǒng)的封閉稍有泄漏，工質(zhì)逸出后很容易發(fā)生事故。

地?zé)崮茉闯蔀橹鲗?dǎo)能源對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義重大

di一，從宏觀上講，要在燃料型能源枯竭前，完成以地?zé)崮茉礊橹鲗?dǎo)的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。這是一場(chǎng)能源革命，引導(dǎo)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的變革，誰(shuí)走在前面，誰(shuí)就是這場(chǎng)變革的者，時(shí)不我待。

di二，我國(guó)是氣候變化框架公約締約國(guó)，肩負(fù)著減少碳排量的重任。十二五規(guī)劃中明確提出節(jié)能減排行政問(wèn)責(zé)制，以及嚴(yán)苛的績(jī)效考核評(píng)價(jià)體系，使治理霧霾、節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)任務(wù)十分艱巨。將地?zé)崮茉醋鳛橹鲗?dǎo)能源進(jìn)行合理開(kāi)發(fā)和利用，能順利完成節(jié)能減排任務(wù)，有效緩解污染所帶來(lái)的社會(huì)壓力，保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)文明。

di三，縱觀我國(guó)能源發(fā)展目標(biāo)，非化石能源占一次能源總消費(fèi)的比重要提高到15%，地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)年利用量要達(dá)到5000萬(wàn)噸標(biāo)煤；2030年我國(guó)非化石能源占一次能源總消費(fèi)的比重要繼續(xù)提高到20%，地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)年利用量要達(dá)到1億噸標(biāo)煤。然而現(xiàn)卻不容樂(lè)觀，2013年中國(guó)能源消費(fèi)總量為37.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中地?zé)崮茉磧H占0.6%。要總體實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源發(fā)展目標(biāo)，必須將地?zé)崮茉匆暈槲磥?lái)的主導(dǎo)能源大力開(kāi)發(fā)，調(diào)整地?zé)崮芾玫闹黧w模式，用于發(fā)展地?zé)峁┡c制冷以及地?zé)岚l(fā)電。

di四，能源消費(fèi)大國(guó)，能源消費(fèi)水平低，能源需求缺口大，煤炭能源使用所造成的環(huán)境污染，石油對(duì)外依存度高，能源利用率長(zhǎng)期偏低，這些情況使我們警醒，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)新能源自主開(kāi)發(fā)的重要性，將地?zé)崮茉醋鳛橹鲗?dǎo)能源，特別是地?zé)岚l(fā)電對(duì)提高我國(guó)能源安全保障，降低對(duì)進(jìn)口燃料型能源的依賴(lài)有重大意義。

di五，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開(kāi)能源的消耗與需求，節(jié)能減排指標(biāo)、能耗標(biāo)準(zhǔn)與我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展間的矛盾，可以通過(guò)開(kāi)發(fā)清潔環(huán)保的新能源進(jìn)行緩解與改善。比如在京津冀地區(qū)為了治理霧霾天氣，政策性要求燃煤企業(yè)調(diào)整排放指標(biāo)，導(dǎo)致很多城市新區(qū)供暖不足，或改造成本過(guò)高。如果能夠大面積推廣地?zé)崮茉醇泄┡?，將?huì)很大程度緩解能源供給不足問(wèn)題，同時(shí)確保環(huán)保型經(jīng)濟(jì)發(fā)展新模式的形成與發(fā)展，使經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益、社會(huì)效益并行不悖，相得益彰，促進(jìn)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的高速、良性、可持續(xù)發(fā)展。20世紀(jì)90年代中期，以色列奧瑪特（Ormat）公司把上述地?zé)嵴羝l(fā)電和地?zé)崴l(fā)電兩種系統(tǒng)合二為一，設(shè)計(jì)出一個(gè)新的被命名為聯(lián)合循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)，該機(jī)組已經(jīng)在世界一些國(guó)家安裝運(yùn)行，效果很好。

聯(lián)合循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)的zui大優(yōu)點(diǎn)是，可以適用于大于150℃的高溫地?zé)崃黧w（包括熱鹵水）發(fā)電，經(jīng)過(guò)一次發(fā)電后的流體，在并不低于120℃的工況下，再進(jìn)入雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)，進(jìn)行二次做功，這就是充分利用了地?zé)崃黧w的熱能，既提高發(fā)電的效率，又能將以往經(jīng)過(guò)一次發(fā)電后的排放尾水進(jìn)行再利用，大大地節(jié)約了資源。

地?zé)峒夹g(shù)：高溫地?zé)豳Y源的*利用方式是地?zé)岚l(fā)電。200~400℃的地?zé)峥梢灾苯佑脕?lái)發(fā)電。

蒸汽型地?zé)岚l(fā)電是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電但在引入發(fā)電機(jī)組前應(yīng)把蒸汽中所含的巖屑和水滴分離出去。這種發(fā)電方式zui為簡(jiǎn)單，但干蒸汽地?zé)豳Y源十分有限，且多存在于較深的地層中，開(kāi)采難度大，故其發(fā)展受到了限制。主要有背壓式和凝氣式兩種發(fā)電系統(tǒng)。

熱水型地?zé)岚l(fā)電

閃蒸系統(tǒng)

當(dāng)高壓熱水從熱水井中抽至地面，由于壓力降低部分熱水沸騰并“閃蒸”成蒸氣，蒸氣送至汽輪機(jī)做功；而分離后的熱水可繼續(xù)利用后排出，當(dāng)然是再回注入地層。

雙循環(huán)系統(tǒng)

地?zé)崴紫攘鹘?jīng)熱交換器，將地?zé)崮軅鹘o另一種低沸點(diǎn)的工作流體，使之沸騰而產(chǎn)生蒸氣。蒸氣進(jìn)入汽輪機(jī)做功后進(jìn)入凝汽器，再通過(guò)熱交換器從而完成發(fā)電循環(huán)，地?zé)崴畡t從熱交換器回流注入地下。這種系統(tǒng)特別適合于含鹽量大、腐蝕性強(qiáng)和不凝結(jié)氣體含量高的地?zé)豳Y源。發(fā)展雙循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是開(kāi)發(fā)高效的熱交換器。