摘要：地热是来自地球内部的一种能量资源。地球上火山喷出的熔岩温度高达1200℃～1300℃，天然温泉的温度大多在60℃以上，有的甚至高达100℃～140℃。这说明地球是一个庞大的热库，蕴藏着巨大的热能。这种热量渗出地表，于是就有了地热。地热能是一种清洁能源，是可再生能源，其开发前景十分广阔
关键词：绿色电力地热发电清洁能源
一、地热能源的基本介绍
我们国家很早就开始重视新年能源方面的探索了，中国在第十一个五年规划期间实现单位GDP能耗降低20%的目标。“十二五”期间，中国计划将单位GDP能耗再降16%，二氧化碳排放强度降低17%。我们努力的方向是改造原有电厂，建设新能源电厂，其中就包括地热电厂。
地球上火山喷出的熔岩温度高达1200℃～1300℃，天然温泉的温度大多在60℃以上，有的甚至高达100℃～140℃。这说明地球是一个庞大的热库，蕴藏着巨大的热能，地热由此产生。
地球可以看作是平均半径约为6371km的实心球体。它的构造就像是一个半熟的鸡蛋，主要分为三层。地球的外表相当于蛋壳，这部分叫做“地壳”，它的厚度各处很不均一，由几千米到70km不等，其中大陆壳较厚，海洋壳较薄。地壳的下面是“中间层”，相当于鸡蛋白，也叫“地幔”，它主要是由熔融状态的岩浆构成，厚度约为2900km。地壳的内部相当于蛋黄的部分叫做“地核”，地核又分为外地核和内地核。
地球每一层的温度很不相同。从地表以下平均每下降100米，温度就升高3℃，在地热异常区，温度随深度增加的更快。中国华北平原某一个钻井钻到1000米时，温度为46.8℃；钻到2100米时，温度升高到84.5℃。另一钻井，深达5000米，井底温度为180℃。根据各种资料推断，地壳底部和地幔上部的温度约为1100℃~1300℃，地核约为2000℃～5000℃。
地壳内部的温度产生的热量，它的热量是哪里来的呢。一般认为，是由于地球物质中所含的放射性元素衰变产生的热量。有人估计，在地球的历史中，地球内部由于放射性元素衰变而产生的热量，平均为每年5万亿亿卡（即卡路里）。这是多么巨大的热源啊。1981年8月，在肯尼亚首都内罗毕如开了联合国新能源会议，据会议技术报告介绍，全球地热能的潜在资源，约为，相当于现在全球能源消耗总量的45万倍。地下热能的总量约为煤全部燃烧所放出热量的1.7亿倍。丰富的地热资源等待我们去开发。
在世界上80多个直接利用地热的国家中，中国直接利用热地装置采热的能力还比较落后。冰岛是世界上地热应用最发达的国家。鉴于西藏自治区居全国之首的地热资源，西藏有着开发利用地热的广阔前景。
上个世纪七十年代初以来，由于能源短缺，地热能作为一种具有广阔开发前景的新能源日益受到关注。地热能除了用于发电之外，更为大量地直接用于采暖、制冷、医疗洗浴和各种形式的工农业用热，以及水产养殖等。
与地热发电相比，地热能的直接利用有三大优点：一是热能利用效率高达50%－70%，比传统地热发电5%－20的热能利用效率高出很多；二是开发时间短得多，且投资也远比地热发电少；三是地热直接利用，既可利用高温地热资源也可利用中低温地热资源，因之应用范围远比地热发电广泛。当然，地热能直接利用也受到热水分布区域的限制，因为地热蒸汽与热水难以远距离输送。
二、全球地热资源的分布
在一定地质条件下的“地热系统”和具有勘探开发价值的“地热田”都有它的发生、发展和衰亡过程，绝对不是只要往深处打钻，到处都可发现地热。作为地热资源的概念，它也和其它矿产资源一样，有数量和品位的问题。就全球来说，地热资源的分布是不平衡的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆明显的地温梯度每公里深度大于30℃的地热异常区，主要分布在板块生长、开裂-大洋扩张脊和板块碰撞，衰亡-消减带部位。
环球性的地热带主要有下列4个：
环太平洋地热带：它是世界最大的太平洋板块与美洲、欧亚、印度板块的碰撞边界。世界许多著名的地热田，如美国的盖瑟尔斯、长谷、罗斯福；墨西哥的塞罗、普列托；新西兰的怀腊开；中国的台湾马槽；日本的松川、大岳等均在这一带。
地中海一喜马拉雅地热带：它是欧亚板块与非洲板块和印度板块的碰撞边界。世界第一座地热发电站意大利的拉德瑞罗地热田就位于这个地热带中。中国的西藏羊八井及云南腾冲地热田也在这个地热带中。
大西洋中脊地热带：这是大西洋海洋板块开裂部位。冰岛的克拉弗拉、纳马菲亚尔和亚速尔群岛等一些地热田就位于这个地热带。
红海一亚丁湾一东非裂谷地热带：它包括吉布提、埃塞俄比亚、肯尼亚等国的地热田。
除了在板块边界部位形成地壳高热流区而出现高温地热田外，在板块内部靠近板块边界部位，在一定地质条件下也可形成相对的高热流区。其热流值大于大陆平均热流值1.46热流单位，而达到1.7～2.0热流单位。如中国东部的胶、辽半岛，华北平原及东南沿海等地
三、地热能发电技
闪蒸地热发电。工作原理：将地热井口引来的地热水，先送到闪蒸器中进行降压闪蒸(或称扩容)，使其产生部分蒸汽，再引到常规汽轮机做功发电汽轮机排出的蒸汽在混合式凝汽器内冷凝成水，送往冷却塔.分离器中剩下的含盐水排入环境或打入地下，或引入作为第二级低压闪蒸分离器中，分离出低压蒸汽引入汽轮机的中部某一级膨胀做功。用这种方法产生蒸汽来发电叫做闪蒸法地热发电.它又可以分为单级闪蒸法、两级闪蒸法和全流法等。采用闪蒸法的地热电站热水温度低100℃时，全热力系统处于负压状态.这种电站设备简单，易于制造，可以采用混合式热交换器.缺点是设备尺寸大，容易腐蚀结垢，热效率较低。由于是直接以地下热水蒸汽为工质因而对于地下热水的温度、矿化度以及不凝气体含量等有较高的要求。
工作原理：通过热交换器利用地下热水来加热某种低沸点的工质，使之变为蒸汽，然后以此蒸汽推动气轮机并带动发电机发电.在这种发电系统中采用2种流体，一种是以地热流体作热源，它在蒸汽发生器中被冷却后排入环境或打入地下另一种是以低沸点工质流体作为工作介质(如氟里昂、异戊烷、异丁烷、正丁烷、氯丁烷等).这种工质在蒸汽发生器内由于吸收了地热水放出的热量而汽化，产生的低沸点工质蒸汽送入汽轮机发电机组发电.做完功后的蒸汽，由汽轮机排出，并在冷凝器中冷凝成液体，然后经循环泵打回蒸汽发生器再循环工作。该方式分为单级中间介质法系统和双级(或多级)中间介质法系统。
这一系统的优点是能够更充分的利用地下热水的能量，降低发电的热水消耗率，缺点是增加了投资和运行的投资。
总结
本文参阅了大量的论文图书文献，吸取了别人对地热资源的某些有价值的观点，所以对地热这一新型能源的开发和利用作了创新性的论述，但是仍然发现一些存在的问题。地热能开发的常见问题及解决办法。就目前形式来看，有些地热企业开发较早，技术单一且管理粗放，片面追求经济利益，导致资源利用单一，梯度开发，综合利用低，很难真正发挥地热资源效益，对环境和带来污染。为了环节和杜绝资源的浪费，国家应该制定相关政策，加强统一管理，整体解决此类问题。使得地热这一自然资源，真正的造福于人类。
参考文献
[1]中国地热能利用技术及应用.北京.中华人民共和国科学技术部.2012.
[2]周支柱.地热能发电的工程技术.动力工程.2009.
[3]吕太，高学伟，李楠。地热能发电技术及其存在的技术难题。沈阳工程学报.2009.
论文作者:周春杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/19
标签：地热论文; 地热能论文; 蒸汽论文; 闪蒸论文; 温度论文; 板块论文; 工质论文; 《电力设备》2017年第15期论文;