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地热使用必将进入一个飞速生长的阶段

揭晓时间：2020-03-14 10:09

地热能的直接使用生长十分迅速，已普遍地应用于工业加工、民用采温暖空调、沐浴、医疗、农业温室、农田浇灌、土壤加温、水产养殖、畜禽饲养等各个方面，收到了优异的经济手艺效益，节约了能源。地热能的直接使用，手艺要求较低，所需装备也较为浅易。在直接使用地热的系统中，只管有时因地热流中的盐和泥沙的含量很低而可以对地热加以直接使用，但通常都是用泵将地热流抽上来，通过热交流器酿成热气和热液后再使用。这些系统都是最简朴的，使用的是通例的现成部件。

地热能直接使用中所用的热源温度大部分都在40℃以上。若是使用热泵手艺，温度为20℃或低于20℃的热液源也可以被看成一种热源来使用（例如美国、加拿大、法国、瑞典及其他国家的做法）。热泵的事情原理与家用电冰箱相同，只不过电冰箱现实上是单向输热泵，而地热热泵则可双向输热。冬季，它从地球提取热量，然后提供应住宅或大楼（供热模式）；夏日，它从住宅或大楼提取热量，然后又提供应地球蓄存起来（空调模式）。不管是哪一种循环，水都是加热并蓄存起来，施展了一个自力热水加热器的所有的或部分的功效。由于电流只能用来传热，不可用来爆发热，因此地热泵将可以提供比自身消耗的能量高3～4倍的能量。它可以在很宽的地球温度规模内使用。在美国，地热泵系统每年以 20%的增添速率生长，并且未来还将以两位数的优异增添势头继续生长。据美国能源信息治理局展望，到2030年地热泵将为供暖、散热和水加热提供高达68Mt油当量的能量。

关于地热发电来说，若是地热资源的温度足够高，使用它的好方法就是发电。发出的电既可供应公共电网，也可为外地的工业加工提供动力。正常情形下，它被用于基本负荷发电，只在特殊情形下，才用于峰值负荷发电。其理由，一是对峰值负荷的控制较量难题，再就是容器的结垢和侵蚀问题，一旦容器和涡轮机内的液体不满和让空气进入，就会泛起结垢和侵蚀问题。

总结上述，地热能使用在以下四方面起主要作用。

1．地热发电

地热发电是地热使用的最主要方法。高温地热流体应首先应用于发电。地热发电和火力发电的原理是一样的，都是使用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能，然后发动发电机发电。所差别的是，地热发电不象火力发电那样要备有重大的锅炉，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地热能。地热发电的历程，就是把地下热能首先转变为机械能，然后再把机械能转变为电能的历程。要使用地下热能，首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。能够被地热电站使用的载热体，主要是地下的自然蒸汽和热水。凭证载热体类型、温度、压力和其它特征的差别，可把地热发电的方法划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。

地热发电示意图

（1）蒸汽型地热发电

蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接引人汽轮发电机组发电，但在引人发电机组前应把蒸汽中所含的岩屑和水滴疏散出去。这种发电方法最为简朴，但干蒸汽地热资源十分有限，且多存于较深的地层，开采手艺难度大，故生长受到限制（参考《资源》栏目有关文章）。主要有背压式和凝汽式两种发电系统。

（2）热水型地热发电

热水型地热发电是地热发电的主要方法。热水型地热电站有两种循环系统：a、闪蒸系统。闪蒸系统如图1所示。当高压热水从热水井中抽至地面，于压力降低部分热水会欢喜并“闪蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽轮机做功；而疏散后的热水可继续使用后倾轧，虽然最好是再回注人地层。 b、双循环系统。双循环系统的流程如图2所示。地热水首先流经热交流器，将地热能传给另一种低沸点的事情流体，使之欢喜而爆发蒸汽。蒸汽进入汽轮机做功后进入凝汽器，再通过热交流器而完成发电循环。地热水则从热交流器回注人地层。这种系统特殊适合于含盐量大、侵蚀性强和不凝聚气体含量高的地热资源。生长双循环系统的要害手艺是开发高效的热交流器。

地热发电的远景是取决于怎样开发使用地热储量大的干热岩资源。图3是使用干热岩发电的示意图。其要害手艺是能否将深井打人热岩层中。美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫科学试验室正在对这一系统举行远景试验。

图3 使用于热岩发电的示意图

2．地热供暖

将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热使用方法。由于这种使用方法简朴、经济性好，倍受各国重视，特殊是位于高寒地区的西方国家，其中冰岛开发使用得最好。该国早在1928年就在首都雷克雅未克建成了天下上第一个地热供热系统，现今这一供热系统已生长得很是完善，每小时可从地下抽取7740t80℃的热水，供全市11万住民使用。由于没有高耸的烟囱，冰岛首都已被誉为“天下上最清洁无烟的都会”。别的使用地热给工厂供热，如用作干燥谷物和食物的热源，用作硅藻土生产、木料、造纸、制革、纺织、酿酒、制糖等生产历程的热源也是大有前途的。现在天下上最大两家地热应用工厂就是冰岛的硅藻土厂和新西兰的纸桨加工厂。我国使用地热供温暖供热水生长也很是迅速，在京津地区已成为地热使用中最普遍的方法。

3．地热务农

地热在农业中的应用规模十分辽阔。如使用温度相宜的地热水浇灌农田，可使农作物早熟增产；使用地热水养鱼，在28℃水温下可加速鱼的育肥，提高鱼的生产率；使用地热制作温室，育秧、种菜和养花；使用地热给沼气池加温，提高沼气的产量等。将地热能直接用于农业在我国日益普遍，北京、天津、西藏和云南等地都建有面积巨细不等的地热温室。各地还使用地热大力生长养殖业，如作育菌种、养殖非洲鲫鱼、鳗鱼、罗非鱼、罗氏沼虾等。

4．地热行医

地热在医疗领域的应用有诱人的远景，热矿水就被视为一种名贵的资源，天下各国都很珍惜。由于地热水从很深的地下提取到地面，除温度较高外，常含有一些特殊的化学元素，从而使它具有一定的医疗效果。如合碳酸的矿泉水供饮用，可调理胃酸、平衡人体酸碱度；含铁矿泉水饮用后，可治疗缺铁血虚症；氢泉、硫水氢泉沐浴可治疗神经虚弱和枢纽炎、皮肤病等。由于温泉的医疗作用及陪同温泉泛起的特殊的地质、地貌条件，使温泉经常成为旅游胜地，吸引大批疗养者和旅游者。在日本就有1500多个温泉疗养院，每年吸引1亿人到这些疗养院休养。我国使用地热治疗疾病历史悠久，含有种种矿物元素的温泉众多，因此充分验展地热的行医作用，生长温泉疗养行业是大有可为的。

未来随着与地热使用相关的高新手艺的生长，将使人们能更准确地查明更多的地热资源；钻更深的钻井将地热从地层深处取出，因此地热使用也必将进入一个飞速生长的阶段。

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