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《毕业论文（设计）地热能的利用与前景》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、一、地热能概述地热能〔GeothermalEnergy）是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000°C,而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200°C。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。地热能是可再生资源。地球内部实际上是个大
2、火球，但是我们生活在这个火球上却并不觉得灼热难忍，这得归功于组成地売的岩石，它们是良好的热绝缘体，既有效地防止了地球内部的热量向太空散失，又很好的保护了我们免被地下高温烫伤。假定地球的平均温度是2000°C，地球的质量约为6X102,kg,地球内部的比热容为1.05kJ/（kg-°C）,那么整个地球内部的热含量大约是1.25X1031Jo即便是在地球表面10km厚的薄薄一层里，所储存的热量就有1X1025Jo地壳中的热主要靠导热传输,但地壳岩石的平均热流密度低，只有由于某种集热作用才能开发利用。大大盆地中
3、深埋的含水层可大量集热，每当钻探到这种含水层吋，就会流岀大量高温热水,这是天然集热的常见形式：岩浆侵入地壳浅处，是地壳内最强的导热形式，侵入的岩浆体形成局部高强度热源，也成为地热能开发的有利条件。图1-1地热温度与深度的关系在地壳中，地热的分布可分为三个带，即可变温度带、常温带和增温带。可变温度带厚度一般为15〜20m,它由于受到太阳辐射的影响，故温度有周期性变化的特点；常温带深度一般为20〜30m,其温度变化幅度几乎等于零；增温带在常温带以下，温度随深度的增加而升高，其热量的主要来源是地球内部的热能。这
4、种温度的变化称为地热增温率。各地的地热增温率差别很大,平均来说地热增温率为每加深100m,温度升高8°C,到达一定温度后，地热增温率由上而下逐渐减小（见图l-l）o按照地热增温率的差别，把陆地上不同的地区划分为正常地热区和异常地热区。地热增温率接近3°C的地区，称为正常地热区；远超过3°C的地区，称为异常地热区。在正常地热区，较高温度的热水或蒸汽埋藏在地壳的深处；在异常地热区，由于地热增温率较大，较高温度的热水或蒸汽埋藏在地壳的较浅部位，有的甚至露出地表。按照地热资源的温度不同,通常把热储温度人于150°
5、C的称为高温地热资源,小于90°C的称为低温地热资源。由于地热利用的范围越来越广，地热资源的温度分级也将随着利用价值而会有所改变。根据地热资源的性质和存在状态，可将其分为五种系统，如表1-1所示。表1・1地热资源分类热储类型简介埋藏深度（km）热储状态开发技术状况蒸汽型最理想的地热资源.是指以温度较高的饱和義汽或过热蒸汽形式存任的地F储热3200〜2409干蒸汽（含少址其他气体）开发良好（分布区很少）热水型以热水形式存在的地热田3閒温级A150T冲温级9073代•低O<90X'开发中•廈大、面广•是当询审
6、点研究对象地压战以高压崗盐分热水的形式储存于地衣以下3〜10深层沉积地压水•溶解大竝碳氢化合辆•可同时得到压力能.热能、化学能•温度>150*0初级热储实验干热岩型地层深处普遍存在的没有水或蒸汽的热岩石•其温度范围广3〜10150〜60（/€干热岩体应用基础研究岩浆型蕴藏在地层更深处处于动弹性状态或完全熔融状态的高温熔岩10600-15001'熔岩研究题目表1-1中前两类统称为水热型，是现在开发利用的主要地热资源。后两类属丁-今后大量利用时可加以考虑的潜在地热资源。第三类地压型地热资源虽然生成条件不太普遍
7、，往往还含有甲烷Z类的化学能及由高压所致的机械能。二、世界各国地热能的利用地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类，而对于不同温度的地热流体可能利用的范圉如下：(1)200-400°C,直接发电及综合利用。(2)150-200°C,双工质循环发电、制冷、干燥、工业热加工。(3)100~150°C,双工质循环发电、供暖、制冷、干燥、脱水加工(4)50-100°C,供暖、温室、家庭用热水、干燥。(5)20~50°C,休浴、水产养殖、饲养牲畜、土壤加温、脫水加工。为了提高地热利用率，常采用梯级开发和综合利用的
8、办法，如热电联产、热电冷三联产、先供暖后养殖等。近年来，国外十分重视地热能的直接利用。因为进行地热发电，热效率低，温度耍求高。所谓热效率低，是指地热发电的效率一般只有6.4%~1&6%。所谓温度要求高，是指利用地热能发电，对地下热水或蒸汽的温度要求一班在150°C以上；否则，将严重地影响其经济性。而地热能的直接利用，不但能量的损耗要小得多，并且对地下热水的温度要求也低得多，15〜180°C的温度范围均可利用。在全部地热资源中，
