可再生能源 教学课件 ppt 作者 汪建文 第六章 地热能
46页1、第六章 地热能 作者 东雪青,普通高等教育“十二五”规划教材,第六章 地热能 第一节 概述,地热能是来自地球深处的可再生热能。它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。与煤炭、石油、天然气、铀相比,地热能分布最广,能量最丰富,而且可以在人类发展的历史中不断地得到补充。地热主要分布在构造板块边缘带,特别是火山和地震分布区,其能量载体主要是地下水。,地热具有以下几个方面的特点: 本土能源:开发利用地热能可以缓解我们对传统能源的依赖,实现能源资源的多元化利用,对加强国家在能源问题上的安全和独立有重要意义。 清洁能源:相对于煤、油等传统化学能源,开发地热能对环境所造成的污染少。 可再生能源:如果开发得当,地热能可被长期稳定使用。 利用上存在多样性:既可以用于发电,也可以直接利用。 投入产出比高:其运行、维修费用相对低。它不但可以长期供热,而且供热时温度稳定,无昼夜之分,是很好的热泵热源和空调冷源。 因此,利用地热及作为空调冷热源中能源转换效率最高的水源热泵应用技术,正受到人们的日益重视和关注。,一、地球和地热能,地球的形状呈梨形,赤道半径约为6378公里,两极半径约为6356公里(见图6-1)
2、。 地球分为地壳、地幔和地核三个圈层见(图6-2)。 地热的主要来源是长寿命的放射性同位素进行热核反应,及地球物质中放射性元素衰变产生的热量 在地壳中,地热的分布可分为可变温度带、常温带和增温带三个带。,图6-1 地球的外部形状,图6-2 地球内部结构剖面图,二、地热现象,地热现象就是通过火山、温泉、间歇喷泉等形式由地球内部传送到地面的热能的现象。 地热现象主要有火山、温泉、沸泥塘、热水爆炸、喷气孔、水热蚀变以及泉华等。 1 、 火山爆发(图6-3) 是地壳运动的一种表现形式,也是地球内部的热能在地表的一种最为强烈的显示。,图6-3 火山的喷发,2、温泉 温泉或热泉见(图6-4)又称热矿泉是指热水和矿水不断溢出地表的水泉. 3、喷气现象(图6-5) 在高温水热活动区,一股股现白色的水汽柱徐徐上升的现象。,图6-4温泉,图6-5 西藏羊八井蒸汽地热田,4、沸泥塘 沸泥塘的泥浆是由水热蚀变的矿物及沸水组成的。由于水热蚀变矿物的成分不同,因而呈现出各种不同的色彩。 汤泥塘的泥浆有稀有稠,主要取决于泥浆中所合的水量及水热蚀变矿物含量的多少。 5、水热爆炸 在高温地热区,由于近地表岩体中含有水温
3、高达200一250以上的过热水,这些过热水上升到近地表时因压力降低而大量地扩容成蒸汽并强烈地冲破盖层,同时将盖层的岩石块及砾石、砂土等连同热水和蒸汽一起抛掷出地表,在地表除形成一些干坑穴外,还常常形成热水湖、热水塘等。被抛掷到地表的碎石块及砂土按轻重大小散落在坑穴或湖塘周围,这种现象即称为水热爆炸,也可称为泥火山。,6、泉华(图6-6) 当地下热水和蒸汽沿着一定的通道(这些通道常常是陡立的或是近垂直的断裂带和裂隙带),上升至地表或赋存于地下浅部,由于温度和压力条件的变化,它们在地下深循环运移过程中,曾一度溶解于其中的矿物质,这时又从流体中沉淀了下来,形成色彩和形态各异的泉华沉积,通常称泉华。,7、水热蚀变 在热水(汽)与图岩相互作用中,无论是热水或围岩的化学成分或矿物成分都发生相应的变化,如热水失去一些钾,得到一些钙;围岩发生方解石化、白云石化、绢云母化、高岭石化、拂石化等,这就叫水热蚀变。,图6-6,第二节:地热资源类型及地热资源的分布,一、地热资源的类型及特点 地热资源是指在当前技术经济和地质环境条件下,使地壳内能够科学、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的
4、有用组分。地质学上常把地热资源分为蒸汽型、热水型、干热岩型、地压型和岩浆型五大类,有另一种分法把蒸汽型和热水型合在一起统称为热液。,1、蒸汽型 蒸汽型地热田是最理想的地热资源,它是指以温度较高的干蒸汽或过热蒸汽形式存在的地下储热。 这种地热资源最容易开发,但是蒸汽因很少,仅占已探明地热资源的0.5%,而且地区局限性大。,2、热水型 热水型地热田是指以热水形式存在的地热田,通常既包括温度低于当地气压下饱和温度的热水和温度高于沸点的有压力的热水,又包括湿蒸汽。这类资源分布广,储量丰富,温度范围很大。 3、地压型 一种目前尚未被人们充分认识的、但可能是十分重要的一种地热资源。 地压型资源中的能量实际上是由机械能(高压)、热能(高温)和化学能(天然气)三个部分组成。 4、干热岩型 干热岩是指地层深处普遍存在的没有水或蒸汽的热岩石。 它的储量十分丰富,比蒸汽、热水和地压型资源大得多。 提取干热岩中的热量,需要有特殊的办法,技术难度大。,5、岩浆型 岩浆型地热田是指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。温度高达6001500左右。 这种类型的资源据估计约占已探明地热资源的40左右
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