地?zé)崮?-地下水的利用?

【專家解說】：人類早前開始利用地?zé)崮芾脺厝逶?、醫(yī)療利用地下熱水取暖、建造農(nóng)作物溫室、水產(chǎn)養(yǎng)殖及烘干谷物等真正認(rèn)識(shí)地?zé)豳Y源并進(jìn)行較大規(guī)模開發(fā)利用卻始于20世紀(jì)葉地?zé)崮芾梅值責(zé)岚l(fā)電和直接利用兩大類而對于同溫度地?zé)崃黧w能利用范圍下: 1、2O0~400℃直接發(fā)電及綜合利用; 2、150~200℃雙循環(huán)發(fā)電制冷工業(yè)干燥工業(yè)熱加工; 3、10O~15O℃雙循環(huán)發(fā)電供暖制冷工業(yè)干燥脫水加工回收鹽類罐頭食品; 4、50~100℃供暖溫室家庭用熱水工業(yè)干燥; 5、20~50℃沐浴水產(chǎn)養(yǎng)殖飼養(yǎng)牲畜土壤加溫脫水加工; 現(xiàn)許多國家了提高地?zé)崂寐识捎锰菁夐_發(fā)和綜合利用辦法熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供熱電冷三聯(lián)產(chǎn)先供暖養(yǎng)殖等 近年來國外對地?zé)崮芊请娏靡仓苯永檬种匾曇蜻M(jìn)行地?zé)岚l(fā)電熱效率低溫度要求高所謂熱效率低說由于地?zé)犷愋屯捎闷啓C(jī)類型同熱效率般只有6.4~18.6%大部分熱量白白地消耗掉所謂溫度要求高說利用地?zé)崮馨l(fā)電對地下熱水或蒸汽溫度要求般都要150℃上;否則嚴(yán)重地影響其經(jīng)濟(jì)性而地?zé)崮苤苯永媚芰繐p耗要小得多并且對地下熱水溫度要求也低得多從 15~180℃樣寬溫度范圍均利用全部地?zé)豳Y源類、低溫地?zé)豳Y源十分豐富遠(yuǎn)比高溫地?zé)豳Y源大得多地?zé)崮苤苯永靡灿衅渚窒扌杂捎谑茌d熱介質(zhì)-熱水輸送距離制約般來說熱源宜離用熱城鎮(zhèn)或居民點(diǎn)過遠(yuǎn);投資多損耗大經(jīng)濟(jì)性差劃來 目前地?zé)崮苤苯永冒l(fā)展十分迅速已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)加工、民用采暖和空調(diào)、洗浴、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)溫室、農(nóng)田灌溉、土壤加溫、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜禽飼養(yǎng)等各方面收了良好經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益節(jié)約了能源地?zé)崮苤苯永眉夹g(shù)要求較低所需設(shè)備也較簡易直接利用地?zé)嵯到y(tǒng)盡管有時(shí)因地?zé)崃鼷}和泥沙含量低而對地?zé)峒又苯永猛ǔ６加帽玫責(zé)崃鞒樯蟻硗ㄟ^熱交換器變成熱氣和熱液再使用些系統(tǒng)都簡單使用常規(guī)現(xiàn)成部件 地?zé)崮苤苯永盟脽嵩礈囟却蟛糠侄?0℃上利用熱泵技術(shù)溫度20℃或低于20℃熱液源也被當(dāng)作種熱源來使用(例美國、加拿大、法國、瑞典及其國家做法)熱泵工作原理與家用電冰箱相同只過電冰箱實(shí)際上單向輸熱泵而地?zé)釤岜脛t雙向輸熱冬季從地球提取熱量提供給住宅或大樓(供熱模式);夏季從住宅或大樓提取熱量又提供給地球蓄存起來(空調(diào)模式)管哪種循環(huán)水都加熱并蓄存起來發(fā)揮了獨(dú)立熱水加熱器全部或部分功能由于電流只能用來傳熱能用來產(chǎn)生熱因此地?zé)岜锰峁┍茸陨硐哪芰扛?~4倍能量寬地球溫度范圍內(nèi)使用美國地?zé)岜孟到y(tǒng)每年 20%增長速度發(fā)展而且未來還兩位數(shù)良好增長勢頭繼續(xù)發(fā)展據(jù)美國能源信息管理局預(yù)測2030年地?zé)岜霉┡?、散熱和水加熱提供高達(dá)68Mt油當(dāng)量能量 對于地?zé)岚l(fā)電來說地?zé)豳Y源溫度足夠高利用好方式發(fā)電發(fā)出電既供給公共電網(wǎng)也當(dāng)?shù)毓I(yè)加工提供動(dòng)力正常情況下被用于基本負(fù)荷發(fā)電只特殊情況下才用于峰值負(fù)荷發(fā)電其理由對峰值負(fù)荷控制比較困難再容器結(jié)垢和腐蝕問題旦容器和渦輪機(jī)內(nèi)液體滿和讓空氣進(jìn)入會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢和腐蝕問題 總結(jié)上述地?zé)崮芾孟滤姆矫嫫鹬匾饔?1.地?zé)岚l(fā)電 地?zé)岚l(fā)電地?zé)崂弥匾绞礁邷氐責(zé)崃黧w應(yīng)首先應(yīng)用于發(fā)電 地?zé)岚l(fā)電和火力發(fā)電原理樣都利用蒸汽熱能汽輪機(jī)轉(zhuǎn)變機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電所同地?zé)岚l(fā)電象火力發(fā)電樣要備有龐大鍋爐也需要消耗燃料所用能源地?zé)崮艿責(zé)岚l(fā)電過程把地下熱能首先轉(zhuǎn)變機(jī)械能再把機(jī)械能轉(zhuǎn)變電能過程要利用地下熱能首先需要有載熱體把地下熱能帶地面上來目前能夠被地?zé)犭娬纠幂d熱體主要地下天蒸汽和熱水按照載熱體類型、溫度、壓力和其特性同把地?zé)岚l(fā)電方式劃分蒸汽型地?zé)岚l(fā)電和熱水型地?zé)岚l(fā)電兩大類 地?zé)岚l(fā)電示意圖 (1)蒸汽型地?zé)岚l(fā)電 蒸汽型地?zé)岚l(fā)電把蒸汽田干蒸汽直接引人汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電引人發(fā)電機(jī)組前應(yīng)把蒸汽所含巖屑和水滴分離出去種發(fā)電方式簡單干蒸汽地?zé)豳Y源十分有限且多存于較深地層開采技術(shù)難度大故發(fā)展受限制(參考《資源》欄目有關(guān)文章)主要有背壓式和凝汽式兩種發(fā)電系統(tǒng) (2)熱水型地?zé)岚l(fā)電 熱水型地?zé)岚l(fā)電地?zé)岚l(fā)電主要方式目前熱水型地?zé)犭娬居袃煞N循環(huán)系統(tǒng):a、閃蒸系統(tǒng)閃蒸系統(tǒng)圖1所示當(dāng)高壓熱水從熱水井抽至地面于壓力降低部分熱水會(huì)沸騰并閃蒸成蒸汽蒸汽送至汽輪機(jī)做功;而分離熱水繼續(xù)利用排出當(dāng)好再回注人地層 b、雙循環(huán)系統(tǒng)雙循環(huán)系統(tǒng)流程圖2所示地?zé)崴紫攘鹘?jīng)熱交換 器地?zé)崮軅鹘o另種低沸點(diǎn)工作流體使之沸騰而產(chǎn)生蒸汽蒸汽進(jìn)人汽輪機(jī)做功進(jìn)人凝汽器再通過熱交換器而完成發(fā)電循環(huán)地?zé)崴畡t從熱交換器回注人地層種系統(tǒng)特別適合于含鹽量大、腐蝕性強(qiáng)和凝結(jié)氣體含量高地?zé)豳Y源發(fā)展雙循環(huán)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)高效 熱交換器 圖1 熱水型地?zé)岚l(fā)電閃蒸系統(tǒng) 圖2 熱水型地?zé)岚l(fā)電雙循環(huán)系統(tǒng) 地?zé)岚l(fā)電前景取決于何開發(fā)利用地?zé)醿?chǔ)量大干熱巖資源圖3利用干熱巖發(fā)電示意圖其關(guān)鍵技術(shù)能否深井打人熱巖層美國新墨西哥州洛斯阿拉莫科學(xué)試驗(yàn)室正對系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)景試驗(yàn) 圖3 利用于熱巖發(fā)電示意圖 2.地?zé)峁┡?地?zé)崮苤苯佑糜诓膳?、供熱和供熱水僅次于地?zé)岚l(fā)電地?zé)崂梅绞揭蚍N利用方式簡單、經(jīng)濟(jì)性好倍受各國重視特別位于高寒地區(qū)西方國家其冰島開發(fā)利用得好該國早1928年首都雷克雅未克建成了世界上第地?zé)峁嵯到y(tǒng)現(xiàn)今供熱系統(tǒng)已發(fā)展得非常完善每小時(shí)從地下抽取7740t80℃熱水供全市11萬居民使用由于沒有高聳煙囪冰島首都已被譽(yù)世界上清潔無煙城市此外利用地?zé)峤o工廠供熱用作干燥谷物和食品熱源 用作硅藻土生產(chǎn)、木材、造紙、制革、紡織、釀酒、制糖等生產(chǎn)過程熱源也大有前途目前世界上大兩家地?zé)釕?yīng)用工廠冰島硅藻土廠和新西蘭紙槳加工廠我國利用地?zé)峁┡凸崴l(fā)展也非常迅速京津地區(qū)已成地?zé)崂闷毡榉绞?3.地?zé)釀?wù)農(nóng) 地?zé)徂r(nóng)業(yè)應(yīng)用范圍十分廣闊利用溫度適宜地?zé)崴喔绒r(nóng)田使農(nóng)作物早熟增產(chǎn);利用地?zé)崴B(yǎng)魚28℃水溫下加速魚育肥提高魚出產(chǎn)率;利用地?zé)峤ㄔ鞙厥矣?、種菜和養(yǎng)花;利用地?zé)峤o沼氣池加溫提高沼氣產(chǎn)量 等 地?zé)崮苤苯佑糜谵r(nóng)業(yè)我國日益廣泛北京、天津、西藏和云南等地都建有面積大小等地?zé)釡厥腋鞯剡€利用地?zé)岽?力發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)培養(yǎng)菌種、養(yǎng)殖非洲鯽魚、鰻魚、羅非魚、羅氏沼蝦等 4.地?zé)嵝嗅t(yī) 地?zé)後t(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用有誘人前景目前熱礦水被視種寶貴資源世界各國都珍惜由于地?zé)崴畯纳畹叵绿崛〉孛娉郎囟容^高外常含有些特殊化學(xué)元素從而使具有定醫(yī)療效合碳酸礦泉水供飲用調(diào)節(jié)胃酸、平衡人體酸堿度;含鐵礦泉水飲用治療缺鐵貧血癥; 氫泉、硫水氫泉洗浴治療神經(jīng)衰弱和關(guān)節(jié)炎、皮膚病等 由于溫泉醫(yī)療作用及伴隨溫泉出現(xiàn)特殊地質(zhì)、地貌條 件使溫泉常常成旅游勝地吸弓怕批療養(yǎng)者和旅游者日本有1500多溫泉療養(yǎng)院每年吸引1億人些療養(yǎng)院休養(yǎng)我國利用地?zé)嶂委熂膊v史悠久含有各種礦物元素溫泉眾多因此充分發(fā)揮地?zé)嵝嗅t(yī)作用發(fā)展溫泉療養(yǎng)行業(yè)大有 未來隨著與地?zé)崂孟嚓P(guān)高新技術(shù)發(fā)展使人們能更精確地查明更多地?zé)豳Y源;鉆更深鉆井地?zé)釓牡貙由钐幦〕鲆虼说責(zé)崂靡脖剡M(jìn)人飛速發(fā)展階段