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可再生能源丛书--地热利用技术

可再生能源丛书--地热利用技术

  • 作者
  • 汪集暘、马伟斌、龚宇烈 等编著

本书是《可再生能源丛书》中的一本。 本书揭示的是如何利用地热能这一最现实和最具竞争力的能源。内容包括地热资源及其开发利用概况、地热发电技术、地热制冷技术、地源热泵技术、地热供暖技术、地热直接利用的其他方面及环境特征分析。本书重点介绍地热直接利用技术特别是地源热泵技术及其在供暧、制冷上的应用。 本书可供从事地热开发的实际工作者和科研、教学人员阅读,也可作为一...


  • ¥20.00

丛书名: 可再生能源丛书

ISBN: 7-5025-6364-4

版次: 1

出版时间: 2005-02-11

图书介绍

ISBN:7-5025-6364-4

语种:中文

开本:16

出版时间:2005-02-11

装帧:平装

页数:256

图书前言

能源和环境是当今人类面临的两大问题。随着煤炭、石油、天然气这类传统能源的日益枯竭和人类对环境保护意识的增加,新能源和可再生能源越来越受到人们的重视和关注。20世纪70年代初发生石油危机以来,联合国的一批国际组织(如UNDP、UNESCO、UNU、UNEP、GEF以及世界银行)和各国政府都在大力倡导新能源和可再生能源的开发利用,其中风能、太阳能、生物质能、地热能近年来发展尤为迅速,并已开始逐渐登上能源舞台。
在新能源和可再生能源大家族中,地热仍是目前最现实和最具竞争力的一种能源。据国际地热协会(IGA)统计,至2002年,全球地热发电总装机容量和年产能值分别为8000MW和50000GW·h,而地热直接利用的总装机容量和年产能值则分别达到15200MW和53000GW·h。显而易见,无论是全球地热的总装机容量还是其年产能值目前均远远在其他新能源之前。至于地热发电或地热直接利用的成本,目前也远比其他新能源低,在某些情况下,甚至相当或可略低于传统能源发电或直接利用的价格。因此地热在各类新能源和可再生能源中应具有很强的市场竞争力。
毋可讳言,地热能虽有上述优点,但在新能源和可再生能源大家族中往往受到某种程度的“歧视”。无论国内、国外,一提新能源就是风能、太阳能、生物质能,地热通常排在后面,甚至排不上号。究其原因,不外乎有以下几点:一是地热资源(尤其是高温地热资源)的分布受地域限制很大并与地质构造有关;二是地热开发的初投资很高,首先要做大量地质、地球物理、地球化学勘察,然后要打井,且要作各种测试,因此地热勘探在国外多由各大石油公司来做,像找油一样找地热;三是开采过程中要采取各种措施以保护资源和环境,其中最重要的是要进行回灌,即将利用以后的地热流体回灌到地下储层之中,而这是一件难度较大且耗资耗时的工作,业主或开采者往往不愿意做;四是地热虽说是一种无(或低)污染的所谓“环境友好”能源,但若开发利用不当,对周围环境仍会造成负面影响。也正是基于上述几点,地热在新能源和可再生能源大家族中往往被“歧视”或不被看好。但我们认为这些观点是片面甚至是错误的。因为:高温地热资源虽有很强的地域限制性,但中低温地热资源分布的地域限制却要少得多,尤其是近十几年来快速发展起来的热泵技术,已能将与常温一样的普通地下水看作地热资源来加以利用。从这个意义上来说,地热资源已没有地域限制,可以说是无处不在。难怪近年来中、北欧等传统意义上没有或很少有地热资源的国家,如瑞士、瑞典、芬兰、奥地利等,都在积极利用热泵技术大力开发地热资源。至于初投资,地热资源勘察肯定要花钱,但已有人算过经济账,地热能开发的总成本还是很有市场竞争力的。说到环境问题,只要采取回灌及其他有关措施,使地热开发形成一个“封闭”系统,即使地热流体中含有某些有害元素或成分,对周围环境也不会造成不良影响。
我国是一个以中低温地热资源为主的国家,大力发展中低温地热资源用于城乡供暖、空调制冷及生活用热水的所谓“三联供”,是解决城乡供暖供热的一条好途径。在农村,应发展地热水产养殖、温室大棚及农产品(包括木材)烘干等;在广大旅游区,应发展温泉疗养和理疗、娱乐休闲等高品位的“温泉(或地热)文化”,以适应人民群众不断提高的生活水平和文化娱乐需求。至于地热发电,应在缺乏传统能源(煤炭、石油、天然气)而且高温地热资源有保证的西部边远地区(如西藏)进行开发,以解决当地的能源短缺问题。这方面最有说服力的例子就是西藏羊八井地热电站,其装机容量虽只有2518MW,但能提供拉萨市电力供应的50%(冬季达60%) 。至于云南腾冲地区的高温地热资源,我们认为没有必要建地热电站,而应将该地区十分丰富且绚丽多彩的高温地热显示打造成我国的“黄石公园”,供国人以至世人游览、观光,因为那里蕴藏的水力资源只要开发一小部分就足够当地的能源之需了。
地热能的开发利用包括两个方面:一是“地下”部分,即搞清地热资源分布情况、热储结构及地热流体性质等;二是“地面”部分,即采取何种措施或办法将地热资源开发出来加以利用(或发电,或直接利用),前者需要地质、地球物理、地球化学勘察,而后者需要各种地热利用技术。随着经济的快速发展和对能源需求的日益增加,我国目前又掀起一个包括地热在内的新能源和可再生能源开发利用的热潮,但系统阐述地热开发利用技术的书籍却很少见,这也正是本书出版的目的和初衷。
本书由七章组成。第一章地热资源及其开发利用,如前所述,这是地热开发利用的基础;第二章地热发电技术;第三章地热制冷技术;第四章地源热泵技术;第五章地热供暖技术;第六章地热直接利用的其他方面--地热温室、地热水产养殖、地热干燥、地热旅游和疗养;第七章地热直接利用技术环境特征分析。需要加以说明的是,本书重点介绍地热直接利用技术特别是地源热泵技术及其在供暖、制冷上的应用,因为它们可以大大提高中低温地热资源的开发利用效率并协助解决建筑物的节能问题。这也是国际上当前研究的热点。温泉疗养旅游甚至“温泉文化”是随着人们生活水平的提高而发展起来的,我国最近亦正在兴起,有兴趣的读者可参阅有关文献和书籍,因不是本书的重点,我们只在第六章中略为提几句。至于第七章的本意是想告诉读者,若开发利用不当,地热仍然是对环境不友好的,因此我们必须认真对待,不可掉以轻心。
本书由汪集暘、马伟斌、龚宇烈、陈恩鉴、熊亮萍分别编写。龚宇烈、熊亮萍做了大量文字和图稿的编排与修订工作。在编写过程中,吴治坚、李颂哲对有关章节提出了宝贵的修改意见,编写者对此致以衷心的感谢。必须说明,本书是在中国科学院广州能源研究所广大科技工作者多年从事该领域的研究及所取得成果的基础上编写而成的,在此对他们表示崇高的敬意和衷心的谢忱。
由于编写者水平所限,不妥之处在所难免,敬请读者批评指正。

精彩书摘

本书是《可再生能源丛书》中的一本。
本书揭示的是如何利用地热能这一最现实和最具竞争力的能源。内容包括地热资源及其开发利用概况、地热发电技术、地热制冷技术、地源热泵技术、地热供暖技术、地热直接利用的其他方面及环境特征分析。本书重点介绍地热直接利用技术特别是地源热泵技术及其在供暧、制冷上的应用。
本书可供从事地热开发的实际工作者和科研、教学人员阅读,也可作为一般读者增长知识的读物。

目录

第一章 地热资源及其开发利用1
 第一节 全球地热资源量估算1
 一、概述1
 二、全球地热资源量估算3
 第二节 世界地热资源开发利用现状4
 第三节 中国地热资源分布5
 一、高温对流型地热资源5
 二、中低温对流型地热资源6
 三、中低温传导型地热资源8
 第四节 中国地热资源的评价方法13
 一、地热资源评价类型13
 二、地热资源评价方法13
 第五节 中国地热资源开发利用现状15
 第六节 地热田勘察、开发、管理方法与环境保护17
 一、地热田的地质、地球物理和地球化学勘察方法17
 二、地热田的开发20
 三、地热田的环境保护21
 参考文献24
第二章 地热发电技术26
 第一节 地热发电概况26
 一、概述26
 二、我国地热发电存在的主要问题31
 三、我国地热发电发展前景32
 第二节 地热发电技术34
 一、概述34
 二、地热发电的热力学特点37
 三、地热发电方式38
 四、地热发电技术发展趋势44
 第三节 地热电站实例简介46
 一、国外地热电站实例46
 二、国内地热电站实例49
 参考文献51
第三章 地热制冷技术53
 第一节 地热制冷系统组成53
 一、组成地热制冷系统的基本设备54
 二、溴化锂溶液的性质54
 第二节 单级溴化锂吸收式制冷机56
 一、单级溴化锂吸收式制冷机的基本原理56
 二、单级溴化锂吸收式制冷机的设计计算59
 第三节 两级溴化锂吸收式制冷机63
 一、 两级溴化锂吸收式制冷机的制冷循环原理63
 二、 两级溴化锂吸收式制冷机的设计计算65
 三、 单级、两级溴化锂吸收式制冷机性能的比较71
 第四节 地热制冷应用实例71
 参考文献72
第四章 地源热泵技术73
 第一节 概述73
 一、国外应用现状73
 二、国内应用现状76
 第二节 地源热泵工作原理及其特点77
 一、 地源热泵工作原理77
 二、 地源热泵特点及优势78
 第三节 地源热泵系统的设计80
 一、 基础资料80
 二、 空调制冷和供热的负荷81
 三、 室内空调系统的设计81
 四、 埋管式地源热泵系统的设计82
 五、 地下水源热泵系统的设计85
 六、 地表水源热泵系统的设计86
 第四节 工程实例简介87
 一、国外地源热泵工程87
 二、国内工程应用实例90
 参考文献94
第五章 地热供暖技术95
 第一节 概述95
 一、 国外利用现状95
 二、 国内利用现状96
 第二节 地热供暖系统组成和分类98
 一、 地热供暖系统的组成98
 二、 地热供暖系统的类型98
 三、地热供暖的优点99
 第三节 地热供暖系统的设计100
 一、 地热水热量的计算和地热供暖面积的确定100
 二、 地热供暖方案的设计102
 三、 终端散热设备的选择106
 第四节 工程实例分析108
 一、 工程概况109
 二、 确定供暖方案109
 三、 确定供暖的热负荷109
 四、终端散热器的平均温度110
 五、 钛板换热器的传热温差110
 六、 设计结果分析110
 七、 工程实际运行情况111
 参考文献111
第六章 地热直接利用的其他方面113
 第一节 地热农业利用技术113
 一、 国内外地热农业利用的发展113
 二、 地热温室114
 第二节 地热养殖和孵化技术119
 一、地热养殖罗非鱼119
 二、地热养甲鱼120
 三、地热养鱼的温度控制120
 四、地热培育鱼苗问题121
 五、地热孵化122
 第三节 地热烘干技术123
 一、地热烘道式香菇干燥装置123
 二、地热羊毛带式干燥机124
 第四节 地热医疗技术125
 一、概况125
 二、医疗地热矿泉分类128
 三、医疗矿泉的命名方法128
 四、地热矿泉医疗的生理作用129
 第五节 地热农业利用的可行性分析132
 一、地热资源评价132
 二、单元和整体经济技术分析133
 参考文献133
第七章 地热直接利用技术环境特征分析135
 第一节 概述135
 第二节 地热水水质特性135
 第三节 地热开发利用对环境的影响137
 一、对地表水的影响137
 二、对地下含水层的影响138
 三、对土壤的影响139
 四、对农作物的影响139
 五、 对水产养殖的影响140
 六、对环境的热污染141
 七、地面沉降问题141
 第四节 地热水污染的防治措施142
 一、 制定有关的法规142
 二、地热尾水回灌142
 三、H2S处理142
 四、控制地热水的热污染143
 第五节 地热直接利用的环境质量评价143
 一、环境质量评价内容143
 二、环境质量评价方法143
 三、环境质量的指标144
 参考文献145
结束语147

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