干热岩知识

2014-04-29 10:41
西部资源 2014年5期
关键词:干热岩热田热能

地热能源是由于地核岩浆中的放射性物质发生热核反应释放出的巨大热量,通过断层,以蒸汽、水或干热岩为载体传导至地表而形成的一种绿色可再生能源,因此说干热岩是地热的一种。

利用地下干热岩体发电的设想,是美国人莫顿和史密斯于1970年提出的。1972年,他们在新墨西哥州北部打了两口约4000米的深斜井,从一口井中将冷水注入干热岩体,从另一口井取出自岩体加热产生的蒸汽,功率达2300千瓦。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”技术主要是通过在钻孔中以加压的方式将水注入3000米~5000米深度的高温岩体(通常为花岗岩)中,这些水被加热呈沸腾状态并通过裂隙从附近的另外一处钻孔中喷出地面,喷出的热水被注入一个热交换器中,将其他沸点较低的液体加热,将生成的气体驱动蒸汽涡轮机进行发电。冷却后的水可以进一步提取热能后再次注入钻孔中循环利用。

有数据表明,地壳中“干热岩”所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的30倍、利用干热岩发电的成本与以煤炭和天然气为燃料的火力发电站的成本大体相当,是风力发电的一半,只有太阳能发电的八分之一到十分之一。目前,欧美许多发达国家正在积极开展于热岩开发试验研究工作。

地热分为以下几类。

一是干蒸汽型地热田。特点是热焓高,温度大于150℃,发电效率高。这类著名地热田有美国盖塞尔斯,意大利拉得瑞罗和日本松川等,我国尚未发现此类型地热田。

二是湿蒸汽型地热田。特点是以热水为主(水占70%~90%),其余为蒸汽,温度大于150℃。这类著名地热田有新西兰怀拉基,冰岛雷克雅未克,日本大岳,我国西藏羊八井,云南腾冲和台湾大屯等。

三是热水型地热田。特点是热流体仅为单相的热水。这类地热田在我国分布很广,北京、天津和东南沿海等地都有。

四是地热地压型地热田。特点是高温(热能)、高压(机械能)、甲烷(化学能),但以热能为主。在美国大陆内部,印度坎贝湾和原苏联叶尼塞河河口等地都有发现,我国东部渤海湾也可能有。

五是干热岩型地热田。特点是热储大,通常埋深为二三千米。现在美国、日本和瑞典等国正在积极开展这方面的研究。

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