1、新能源发电技术矿物加工工程10-2 一 新能源简介 新能源在中国是指除常规化石能源和大中型水力发电、核裂变发电之外的生物质能、太阳能、风能、小水电、地热能以及海洋能等一次能源。这些能源资源丰富、可以再生、清洁干净，是最有前景的替代能源，将成为未来世界能源的基石。(1)生物质能。生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。3 3(2)(2)太阳能。太阳能的转换和利用方式有光一热转换、太阳能。太阳能的转换和利用方式有光一热转换、光一电转换和光一化学转换等。光一电转换和光一化学转换等。太阳能发电站太阳能发电站 发电系统发电系统4 4(3)(3)风
2、能。风能是指太阳辐射造成地球各部分受热不均风能。风能是指太阳辐射造成地球各部分受热不均匀，引起各地温差和气压不同，导致空气运动而产匀，引起各地温差和气压不同，导致空气运动而产生的能量。利用风力机可将风能转换成电能、机械生的能量。利用风力机可将风能转换成电能、机械能和热能等。能和热能等。近海风力发电场近海风力发电场 无刷双馈电机风力发电系统无刷双馈电机风力发电系统5 5(4)(4)小水电。所谓小水电，通常是指小水电站及与其小水电。所谓小水电，通常是指小水电站及与其相配套的小电网的统称。所谓小水电是指容量为相配套的小电网的统称。所谓小水电是指容量为1.01.00.5MW0.5MW的小水电站；容量小
3、于的小水电站；容量小于0.5MW0.5MW的水电的水电站又称为农村小水电站又称为农村小水电6 6(5)(5)地热能。地热资源是指在当前技术经济和地质环地热能。地热资源是指在当前技术经济和地质环境条件下，地壳内能够科学、合理地开发出来的境条件下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热能量和地热流体中的热能量及其伴生岩石中的热能量和地热流体中的热能量及其伴生的有用组分的有用组分。7 7(6)(6)海洋能。海洋能是指蕴藏在海洋中的可再生能源，海洋能。海洋能是指蕴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、海水它包括潮汐能、波浪能、海流能、潮流能、海水温差能和海水盐差能等不同的能
4、源形态。温差能和海水盐差能等不同的能源形态。海流能发电示意图8 8我国新能源技术发展现状：（1）产业规模不断加大，发展速度加快。我国太阳能热水器利用居世界首位，光伏产业近年来发展迅速，其中风力发电是发展最快的发电技术。（2）产业链尚不完善。风电产业，产业链上下不对接是制约风电产业化的主要因素，目前太阳能光伏产业链的源头，多晶体硅原材料制造，我国基本依赖进口。（3）平均技术水平偏低，利用成本较高，产品竞争能力弱。9 9发展前景：（1）国家政策将为新能源发展创造有利环境。（2）自主技术研发将为新能源发展奠定技术基础。我国风电制造产业技术发展迅速，风电机组生产和零部件生产能力迅速提高。（3）产业龙头
5、带动与民营企业异军突起将为新能源发展注入动力。1010地热发电 一 中国地热发电1、中国地热利用概况中国地热能的开发利用，在20世纪50年代以前，主要是应用于医疗和洗浴；自20世纪60年代起，开始应用于上农业生产；20世纪70年代以来，地热能作为新能源的一种，已扩大到用于发电、工业加工、民用采暖、农业温室、农田灌溉、水产养殖、医疗卫生以及旅游业等诸多方面，应用范围越来越广，取得了明显的节能效益、经济效益和环保效益。1212 2、中国地热发电现状、中国地热发电现状中国地热发电的研究试验开始于20世纪70年代初。40余年来的发展经历了两大阶段：（1）19701985年期间，为以发展中低温地热试验电
6、站为主的阶段；（2）1985年以后，进入发展商业应用高温地热电站的阶段。13133 中、低温地热试验电站简介1970年，广东省丰顺县邓屋建立起中国第一座闪蒸系统地热试验电站，利用91 的地热水发电，机组功率为86kw。随后，江西省宜春市温汤和河北省怀来县，也相继建设起双循环系统地热试验电站。20世纪70年代中后期，湖南省灰汤、辽宁省熊岳以及山东省招远又先后建成闪蒸及双循环系统地热试验电站。所有这些电站发电机组的功率都不大，从50300kw不等；地热水温度均较低，从6192不等。简况表14144、中国高温地热电站日前中国高温地热电站主要集中在西藏地区，总日前中国高温地热电站主要集中在西藏地区，总
7、装机容量为装机容量为27.18Mw27.18Mw，其中羊八井地热电站装机容，其中羊八井地热电站装机容量为量为252518Mw18Mw，朗久地热电站装机容量为，朗久地热电站装机容量为1Mw1Mw，那，那曲地热电站装机容量为曲地热电站装机容量为1MW1MW。据不完全统计，西藏地热显示区达多处，据不完全统计，西藏地热显示区达多处，其中可供开发的地热显示区处，绝大部分其中可供开发的地热显示区处，绝大部分地表泉水温度超过摄氏度，地热资源发电潜地表泉水温度超过摄氏度，地热资源发电潜力超过万千瓦。力超过万千瓦。西藏地热发电总量占拉萨电网的左右，且西藏地热发电总量占拉萨电网的左右，且地热发电成本远远低于水电。
8、地热发电成本远远低于水电。1515二 地热发电原理和技术 地热发电原理及分类 原理:地热发电是利用地厂热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术，它涉及地质学、地球物理、地球化学、钻探技术、材料科学和发电工程等多种现代科学技术。示意图分类:按照载热体类型、温度、压力和其他特性的不同，可把地热发电的方式划分为地热蒸汽发电和地下热水发电两大类.16161、地热蒸汽发电两种方式：两种方式：背压式汽轮机发电系统、凝汽式汽轮机发电背压式汽轮机发电系统、凝汽式汽轮机发电系统系统(1)(1)背压式汽轮机发电系统。最简单的地热干蒸汽发电，背压式汽轮机发电系统。最简单的地热干蒸汽发电，是采用背压式汽轮机地热蒸汽发电系
9、统是采用背压式汽轮机地热蒸汽发电系统(如图如图)工作原理：工作原理：首先把干蒸汽从蒸汽井中引出，先加以净首先把干蒸汽从蒸汽井中引出，先加以净化，经过分离器分离出所含的固体杂质，然后就可把化，经过分离器分离出所含的固体杂质，然后就可把蒸汽通入汽轮机做功，驱动发电机发电。做功后的蒸蒸汽通入汽轮机做功，驱动发电机发电。做功后的蒸汽，可直接排入大气；也可用于工业生产中的加热过汽，可直接排入大气；也可用于工业生产中的加热过程。程。应用：应用：这种系统大多用于地热蒸汽中不凝结气体含量这种系统大多用于地热蒸汽中不凝结气体含量很高的场合，或者综合利用于工农业生产和人民生活很高的场合，或者综合利用于工农业生产和
10、人民生活的场合的场合.1717(2)凝汽式汽轮机发电系统为提高地热电站的机组出力和发电效率，通常采用凝汽式汽轮机地热蒸汽发电系统(如图)。在该系统中，由于蒸汽在汽轮机中能膨胀到很低的压力，因而能做出更多的功。做功后的蒸汽排入混合式凝汽器，并在其中被循环水泵打入冷却水所冷却而凝结成水，然后排走。在凝汽器中，为保持很低的冷凝压力，即真空状态，设有两台带有冷却器的射汽抽气器来抽气，把由地热蒸汽带来的各种不凝结气体和外界漏入系统中的空气从凝汽器中抽走。18182地下热水发电两种方式：闪蒸地热发电系统；双循环地热发电系统（1）闪蒸地热发电系统：直接利用地下热水所产生的蒸汽进入汽轮机工作。也叫做减压扩容法
11、地热发电系统。类型：可以分为：1）单级闪蒸地热发电系统(又包括湿蒸汽型和热水型两种);2）两级闪蒸地热发电系统；3）全流法地热发电系统；19192地下热水发电（2 2）双循环地热发电系统：）双循环地热发电系统：利用地下热水来加热某种利用地下热水来加热某种低沸点工质，使其产生蒸汽进入汽轮机工作。低沸点工质，使其产生蒸汽进入汽轮机工作。双循环地热发电也叫做低沸点工质地热发电或中间双循环地热发电也叫做低沸点工质地热发电或中间介质法地热发电，又叫做热交换法地热发电。介质法地热发电，又叫做热交换法地热发电。在这种发电系统中，低沸点介质常采用两种流体；在这种发电系统中，低沸点介质常采用两种流体；一种是一种
12、是采用地热流体作热源；采用地热流体作热源；另一种是另一种是采用低沸点采用低沸点工质流体作为一种工作介质来完成将地下热水的热工质流体作为一种工作介质来完成将地下热水的热能转变为机械能。所谓双循环地热发电系统即是由能转变为机械能。所谓双循环地热发电系统即是由此而得名。此而得名。常用的低沸点工质有氯乙烷、正丁烷、异丁烷、氟常用的低沸点工质有氯乙烷、正丁烷、异丁烷、氟利昂利昂1111、氟利昂、氟利昂1212等。等。2020双循环地热发电系统的优缺点优点：利用低温位热能的热效率较高：设备紧凑，汽轮机的尺寸小；易于适应化学成分比较复杂的地下热水。缺点：不像扩容法那样可以方便地使用混合式蒸发器和冷凝器；大部
13、分低沸点工质传热性都比水差，采用此方式需有相当大的金属换热面积；低沸点工质价格较高，来源欠广，有些低沸点工质还有易燃、易爆、有毒、不稳定、对金属有腐蚀等特性。2121 经济性是考察地热发电站设计和建设的最重要的综合性指标。衡量地热发电站经济性的指标，主要有两个：1）一个是发电量(kWht热水)，它表示地热发电站发电效率的高低；2）一个是地热发电站的投资费用(元/kw)，它表示电站建设费用的大小。2222三中国地热发电未来我国发展地热电站具有的条件：我国发展地热电站具有的条件：在技术上，已建立起了一套比较完招的地热勘探技术在技术上，已建立起了一套比较完招的地热勘探技术方法和评价方法；地热开发利用
14、工程的勘探、设计利方法和评价方法；地热开发利用工程的勘探、设计利施工，已有资质实体；施工，已有资质实体；地热开发利用设备基本配套，可以国产化生产，并有地热开发利用设备基本配套，可以国产化生产，并有专业生产制造工厂；地热监测仪器基本完备，并可进专业生产制造工厂；地热监测仪器基本完备，并可进行国产化生产。行国产化生产。在产业建设上，已奠定一定的基础和能力，可以独立在产业建设上，已奠定一定的基础和能力，可以独立建设建设30vW30vW规模商业化运行的地热电站，单机容量可以规模商业化运行的地热电站，单机容量可以达到达到10MW10MW；已具备施工；已具备施工5000m5000m深度地热钻探工程的深度地
15、热钻探工程的条件和能力；条件和能力；已初步建立起地热的监测体系和生产与回灌体系；已已初步建立起地热的监测体系和生产与回灌体系；已初步建立起一些必要的地热开发利用法规、标准和规初步建立起一些必要的地热开发利用法规、标准和规范。范。2323中国地热发电未来的初步构想 在国家电网和区域电网达不到的西藏高原、滇西和川西地区，矿物燃料短缺，而高温地热资源丰富，应优先并发地热资源，实行建设地热电站与建设小水电站并重的方针，从根本上解决这些地区的电力供应问题。2424 谢谢观赏谢谢观赏2525地热发电示意图2626地热发电示意图2727地热电站外景图2828背压式汽轮机地热蒸汽发电系统2929凝气式汽轮机地热蒸汽发电系统3030中、低温试验电站简况3131
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