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跟胖哥学文化干热岩的开发和应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-11   来源:海上风电   作者:风电齿轮箱   浏览次数:102
核心提示:由于热传地,当高温物体于水接触时,就可以把热量转移给水,让水迅速气候,然后高温高压下水蒸气可以带动水轮机,然后带动发电机转化成电能被人类利用。当然,地球内部本事就有地热水,譬如温泉,其实,也有高于100℃的水,在地下是液体,在开发是迅速气候,,因为压力减小了,然后利用这种地热水就可以发电,我国西藏就已经开发这种发电系统。有没有这样一直固体的,温度高于100℃,而又不是流体。因为流体在热量交换中处理起来负责一些。当然,在地球内部就存在。新兴地热能源,是一般温度大于200℃,埋深数千米,内部不存在流体或仅有少

   

由于热传地,当高温物体于水接触时,就可以把热量转移给水,让水迅速气候,然后高温高压下水蒸气可以带动水轮机,然后带动发电机转化成电能被人类利用。
当然,地球内部本事就有地热水,譬如温泉,其实,也有高于100℃的水,在地下是液体,在开发是迅速气候,,因为压力减小了,然后利用这种地热水就可以发电,我国西藏就已经开发这种发电系统。
有没有这样一直固体的,温度高于100℃,而又不是流体。
因为流体在热量交换中处理起来负责一些。
当然,在地球内部就存在。
新兴地热能源,是一般温度大于200℃,埋深数千米,内部不存在流体或仅有少量地下流体(致密不透水)的高温岩体。
存量巨大。
中国首次发现大规模可利用干热岩资源于青海省共和盆地。
青藏高原南部约占我国大陆地区干热岩总资源量的1/5。
其实,世界上很多国家在七十年代就开始研究干热岩利用,并对干热岩进城合力开采。
干热岩是指一种没有水或蒸汽的热岩体,主要是各种变质岩或结晶岩类岩体。
干热岩埋藏于距地下2000~6000m 的深处,温度为150~650℃。
美国人莫顿和史密斯于1970 年提出利用地下干热岩体发电的设想。
1972 年,他们在新墨西哥州北部打了2 口约4000m 的深斜井,从一口井中将冷水注入到干热岩体,从另一口井取出由岩体加热产生的蒸汽,功率达2300kW。
进行干热岩发电研究的还有日本、英国、法国、德国和俄罗斯,但迄今尚无大规模应用。
干热岩发电系统较干蒸汽发电系统的蒸汽温度更高。
美国洛斯-阿拉斯国家实验室在实验基地钻2口井,其深度约为3000m,温度约为200℃,1977 年首次进行了循环实验,证实了这一方案的可行性。
自1985 年以来,日本新能源和产业技术综合开发机构在山形县某试验场实施了干热岩工程。
到1991 年,通过3个1800m 深的生产井和1 个回灌井提取热量。
世界上每年获取的干热岩能量约为255 TWh,相当于430 万桶原油。
首先钻一口注入井,并进行压裂,形成裂缝破碎带,再钻一口横穿该裂缝破碎带的生产井,然后将高压水从加压井向下泵入,横穿蓄水池,水流过热岩中的人工裂隙而过热水、汽温度可达150~200℃),并从生产井泵上来。
发电后的冷却水再次通过高压泵注入地下热交换系统进行循环利用。
干热岩发电的整个过程都是在一个封闭的系统内进行,即没有硫化物等有毒、有害物质或堵塞管道的物质,也无任何环境污染,其采热的关键技术是在不渗透的干热岩体内形成热交换系统。
干热岩蕴藏的热能十分丰富,比蒸汽型、热水型和地压型地热资源大得多,比煤炭、石油、天然气蕴藏的总能量还要大。
地下热岩的能量能被自然泉水带出的几率仅有1%,而99%的热岩是干热岩,没有与水共存,因此,干热岩发电的潜力很大。
在正常地温梯度地区(3℃/100m),采用常规技术,发电成本达23 美分/kW.h,但如果采用线性先进钻井技术,发电成本可降低到6 美分/kW.h,而我国大庆地区地温梯度达到4℃/100m 以上,发电成本将更低。
如果考虑中国钻井成本低于美国,则发电成本更低。
2017年8月,在我国青海省共和盆地,科研人员从3705米的深处,钻获了温度高达236摄氏度以上的干热岩体。
这也是我国首次发现温度超过200摄氏度的高温优质干热岩体。
根据测算,我国的干热岩资源量,应该与美国在同一数量级。
初步评价,全国陆域干热岩资源量为856万亿吨标准煤。
按着国际的普遍算法,以其2%作为可采资源,全国陆域干热岩的可采资源量,就达到了17万亿吨标准煤。
对于干热岩应用,其实就是热量一种传递和交换,不需要把干热岩开采出来,开发干热岩资源的原理是从地表往干热岩中打一眼井(注入井),封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水, 产生了非常高的压力。
在岩体致密无裂隙的情况下, 高压水会使岩体大致垂直最小地应力的方向产生许多裂缝。
若岩体中本来就有少量天然节理, 这些高压水使之扩充成更大的裂缝。
当然, 这些裂缝的方向要受地应力系统的影响。
随着低温水的不断注入, 裂缝不断增加、扩大, 并相互连通, 最终形成一个大致呈面状的人工干热岩热储构造。
在距注入井合理的位置处钻几口井并贯通人工热储构造, 这些井用来回收高温水、汽, 称之为生产井。
注入的水沿着裂隙运动并与周边的岩石发生热交换, 产生了温度高达200-300℃的高温高压水或水汽混合物。
从贯通人工热储构造的生产井中提取高温蒸汽, 用于地热发电和综合利用。
利用之后的温水又通过注入井回灌到干热岩中, 从而达到循环利用的目的。
利用干热岩发电与传统的热电站发电的区别主要是采热方式不同。
干热岩地热发电的流程为:注入井将低温水输入热储水库中, 经过高温岩体加热后, 在临界状态下以高温水、汽的形式通过生产井回收发电。
发电后将冷却水排至注入井中, 重新循环, 反复利用。
在此闭合回流系统中不排放废水、废物、废气,对环境没有影响。
2019年4月28日于夷陵吾同斋

 
 
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