李翔

（河北省煤田地質(zhì)局第二地質(zhì)隊(duì)，河北 邢臺(tái) 054000）

0 引言

地?zé)崮苁且环N零污染的可再生能源，其主要來(lái)自于地球深處相關(guān)物質(zhì)發(fā)生的衰變。據(jù)相關(guān)研究可知，自史前開(kāi)始，地?zé)崮芫鸵驯粡V泛應(yīng)用于洗浴以及蒸煮。在現(xiàn)代社會(huì)，通過(guò)開(kāi)展鉆井工作則可將這些熱能從地下的儲(chǔ)存層輸送到水池、發(fā)電站等場(chǎng)所，以此來(lái)將這些熱能充分的利用起來(lái)。但是，地質(zhì)條件對(duì)地?zé)崮芾糜绊懛浅４螅虼?，在?dāng)前社會(huì)，地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況并不良好，在總發(fā)電量中所占的比例也并不理想。這都是由于地?zé)崮艹ＬN(yùn)藏于地殼深層，且分布地區(qū)比較分散，加之地?zé)岚l(fā)電模式自身的局限性，最終導(dǎo)致地?zé)岚l(fā)電技術(shù)難以有效的發(fā)揮出自身所具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

1 地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的種類及其原理

1.1 地?zé)嵴羝l(fā)電

在當(dāng)前社會(huì)，通過(guò)對(duì)地?zé)嵴羝l(fā)電技術(shù)進(jìn)行深入探究可知，地?zé)嵴羝l(fā)電技術(shù)主要分為背壓式與凝汽式汽輪機(jī)兩種不同的發(fā)電技術(shù)[1]。據(jù)相關(guān)研究報(bào)告可以清晰地看出，其具體的工作原理是將蒸汽井中含有的干蒸汽引出，進(jìn)而開(kāi)展相關(guān)的凈化工作。這時(shí)，分離器中會(huì)產(chǎn)生一些固體雜質(zhì)，而汽輪發(fā)電機(jī)則在蒸汽能源的推動(dòng)下，產(chǎn)生相應(yīng)的電力能源。在地?zé)崮茉吹木唧w應(yīng)用過(guò)程中，這類技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單，對(duì)一些富含不凝結(jié)氣體的地區(qū)十分適用，并且還可進(jìn)行綜合利用，進(jìn)而被廣泛應(yīng)用在生活用水與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中。其次，為了能夠有效的提升地?zé)岚l(fā)電站的實(shí)際發(fā)電效率以及輸出功率，蒸汽需在做功后排入混合式凝汽器中，開(kāi)展相關(guān)的冷卻工作后再進(jìn)行排出，在這個(gè)過(guò)程中，汽輪機(jī)內(nèi)部的蒸汽能夠達(dá)到良好的膨脹程度，這種類型的膨脹具有較低的壓力，從而能夠做出更多的功。

1.2 地下水熱發(fā)電

地?zé)岚l(fā)電技術(shù)在具體的應(yīng)用過(guò)程中可分為閃蒸和中間介質(zhì)等兩種不同的發(fā)電形式。分開(kāi)來(lái)說(shuō)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，閃蒸的應(yīng)用原理是將地?zé)峋泻械臒崴?，并將引出的熱水輸送到閃蒸器中進(jìn)行相關(guān)的處理，在開(kāi)展相關(guān)處理后會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的蒸汽，這些蒸汽在被引入常規(guī)汽輪機(jī)中便會(huì)做出相應(yīng)的功，進(jìn)而產(chǎn)生一定的電能。在產(chǎn)生電能后，這部分蒸汽便會(huì)排入到混合式凝汽器中進(jìn)行冷卻，最終被排入到冷卻塔中[2]。此外，分離器在這個(gè)過(guò)程中會(huì)將自身含有的含鹽水進(jìn)行排放，但并不會(huì)完全排空，排放后剩余的部分通常會(huì)流入地下或進(jìn)行第二級(jí)低壓等相關(guān)工作，進(jìn)而引入到閃蒸分離器中去，再將其含有的低壓蒸汽進(jìn)行分離出來(lái)，從而在汽輪機(jī)中作出相應(yīng)的功，這便是閃蒸法，其在具體應(yīng)用的過(guò)程中還可分為單級(jí)、兩級(jí)以及全流法等。從實(shí)際情況來(lái)看，在使用閃蒸法進(jìn)行發(fā)電時(shí)，當(dāng)熱水溫度低于100攝氏度時(shí)，便不需要多么復(fù)雜的電站設(shè)備，因此極易建設(shè)并十分適合使用混合式熱交換器。但其在應(yīng)用過(guò)程中也存在著較為明顯的不足，如：設(shè)備尺寸較大、耐腐性較差、熱效率較低以及對(duì)熱水溫度有著極高的要求等。

中間介質(zhì)法的具體工作原理是，通過(guò)充分的利用熱交換器，對(duì)一些低沸點(diǎn)的工質(zhì)進(jìn)行加熱處理，使其成為可供發(fā)電使用的蒸汽，再將這類蒸汽用作推動(dòng)汽輪機(jī)工作的動(dòng)力，以此來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)的電能[3]。這類技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中能夠更加充分的將地?zé)崮芾闷饋?lái)，并有效的降低對(duì)熱水的消耗，但是這類技術(shù)也存在著較為明顯的不足，如：相對(duì)于前者來(lái)說(shuō)，這類技術(shù)的應(yīng)用需要更大的資金投入，且相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行更為復(fù)雜。

1.3 聯(lián)合發(fā)電

在地?zé)岚l(fā)電技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，聯(lián)合發(fā)電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其在具體的應(yīng)用過(guò)程中能夠?qū)⒄羝c地?zé)醿煞N能源充分的利用起來(lái)，并且十分適用于高溫流體發(fā)電模式，一般情況下，當(dāng)發(fā)電流體大于或者等于120攝氏度時(shí)，便可應(yīng)用雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)，進(jìn)行二次做功，進(jìn)而將流體自身的熱能更加充分的利用起來(lái)，這樣一來(lái)不僅能夠有效的提升地?zé)岚l(fā)電效率，還可對(duì)相關(guān)水資源進(jìn)行二次利用，從而具有良好的經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境效益[4]。其次，這類地?zé)岚l(fā)電模式在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，其運(yùn)行系統(tǒng)處于一種全封閉的環(huán)境中，進(jìn)而對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響是微乎其微的，此外，由于這類發(fā)電系統(tǒng)自身的環(huán)保性，使得地?zé)崽锏膶?shí)際應(yīng)用壽命得到一定程度的延長(zhǎng)。

1.4 地下熱巖石發(fā)電

與上述地?zé)岚l(fā)電模式相比較來(lái)說(shuō)，地下熱巖石發(fā)電技術(shù)也有著兩種不同的發(fā)電模式，分別為：干熱巖與巖漿發(fā)電。分開(kāi)來(lái)說(shuō)，干熱巖發(fā)電模式主要是在溫度超過(guò)150攝氏度的巖石儲(chǔ)層進(jìn)行熱能開(kāi)采等工作。其在具體應(yīng)用時(shí)，當(dāng)壓力泵將水壓到地下深層數(shù)千米的干熱巖儲(chǔ)層中，水便會(huì)在高溫狀態(tài)下進(jìn)行加熱，再由相關(guān)管道進(jìn)行加壓，然后輸入到熱交換器中，這時(shí)汽輪發(fā)電機(jī)便會(huì)受到熱交換器的推動(dòng)，此時(shí)熱能便開(kāi)始逐漸轉(zhuǎn)化為電力能源[5]。此外，管道加壓提取出的熱水在做功后還可再次輸入地下，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的充分利用。從實(shí)際情況來(lái)看，這類發(fā)電系統(tǒng)在發(fā)電過(guò)程中并不會(huì)產(chǎn)生火力發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的工業(yè)廢水以及廢氣，因此其未來(lái)的應(yīng)用前景是十分良好的。

在當(dāng)前社會(huì)，巖漿發(fā)電是地?zé)岚l(fā)電的主要形式之一，巖漿發(fā)電的實(shí)際工作原理是通過(guò)開(kāi)展相關(guān)的鉆井工作，從巖漿出直接獲取相關(guān)的熱能。但是這類發(fā)電模式還處于研究階段，這類技術(shù)自身的可行性、鉆井的深度等幾個(gè)方面的內(nèi)容都是人們需要進(jìn)行不斷深入研究的。

2 地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的發(fā)展前景

2.1 干熱巖發(fā)電

結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，國(guó)外干熱巖發(fā)電技術(shù)研究工作已持續(xù)40多年，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)等多個(gè)國(guó)家建立了干熱巖發(fā)電示范工程，技術(shù)已日趨成熟。國(guó)內(nèi)起步較晚，仍在探索階段。干熱巖發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用可以有效的降低溫室效應(yīng)，在發(fā)電過(guò)程中幾乎不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，并且相對(duì)于水利發(fā)電、火力發(fā)電等技術(shù)更具競(jìng)爭(zhēng)力，因此，干熱巖能源將極有可能發(fā)展為全球主要能源之一。此外，結(jié)合我國(guó)干熱巖地?zé)岬姆植记闆r來(lái)看，我國(guó)這部分地?zé)豳Y源的儲(chǔ)備是十分豐富的，并且干熱巖發(fā)電機(jī)組與常規(guī)發(fā)電機(jī)組并無(wú)太大區(qū)別，因此可通過(guò)相關(guān)發(fā)電機(jī)組的建設(shè)對(duì)其進(jìn)行廣泛的開(kāi)發(fā)工作，進(jìn)而為環(huán)境保護(hù)事業(yè)以及電力事業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 聯(lián)合發(fā)電

隨著人們對(duì)地?zé)岚l(fā)電技術(shù)重視程度的逐漸提升，眾多國(guó)家都采用地?zé)岚l(fā)電模式的聯(lián)合應(yīng)用，并獲得可十分良好的應(yīng)用效果，并且因其在進(jìn)行發(fā)電做功時(shí)幾乎是零排放，進(jìn)而間接的改善了生態(tài)環(huán)境。在針對(duì)一些中低溫的地?zé)豳Y源進(jìn)行綜合利用時(shí)，部分科研人員正在深入探究其與太陽(yáng)能的綜合利用，但是這類聯(lián)合應(yīng)用模式僅有理論應(yīng)用模型，而實(shí)踐應(yīng)用卻較少。結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，這類技術(shù)在現(xiàn)階段的應(yīng)用并不廣泛，但是這類技術(shù)自身具有較多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，日后的應(yīng)用前景也是十分可觀的。

2.3 地?zé)崽餁怏w與余熱的利用

從實(shí)際情況來(lái)看，地?zé)崽镌诋a(chǎn)生熱能的過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生一些氣體，在應(yīng)用地?zé)崮苓M(jìn)行發(fā)電的過(guò)程中，將這些氣體充分的利用起來(lái)，并增加相應(yīng)的燃?xì)廨啓C(jī)，在進(jìn)行混合燃燒工作后，充分的回收相應(yīng)的能量，以此來(lái)增加這類能源自身的循環(huán)性，這樣一來(lái)不僅能夠有效的降低發(fā)電過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的影響，還能夠有效的促進(jìn)溫室農(nóng)業(yè)的發(fā)展，因此，其也是一種發(fā)展前景十分可觀的地?zé)岚l(fā)電技術(shù)。

2.4 加大地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新

要想使地?zé)岚l(fā)電技術(shù)獲得更好的發(fā)展，就必須要將技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新工作重視起來(lái)，并將地?zé)豳Y源的應(yīng)用列入國(guó)家發(fā)展規(guī)劃中去，并根據(jù)實(shí)際情況增加對(duì)相關(guān)科研工作的資金投入，使技術(shù)創(chuàng)新理念能夠覆蓋地?zé)岚l(fā)電過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，并根據(jù)地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況，制定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)規(guī)范，以此來(lái)使地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用能夠更加科學(xué)且規(guī)范[7]。此外，在應(yīng)用地?zé)崮茉催M(jìn)行發(fā)電時(shí)，要充分的吸取國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)理念，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源的科學(xué)利用，并提升地?zé)豳Y源的發(fā)電效率，并在保障生態(tài)平衡的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)健康持久的發(fā)展目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的本質(zhì)就是將地下熱能充分的利用起來(lái)用以發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，這種發(fā)電技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中具有幾乎零排放等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，這是其他發(fā)電技術(shù)難以媲美的，因此，地?zé)岚l(fā)電技術(shù)是一項(xiàng)十分值得推廣的發(fā)電技術(shù)。在具體應(yīng)用的過(guò)程中，其與風(fēng)能發(fā)電一同備受人們的關(guān)注，但是，地?zé)岚l(fā)電技術(shù)需要從地表深處獲取熱能，致使這類技術(shù)的實(shí)際推廣存在著極大的限制。不過(guò)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在應(yīng)用地?zé)岚l(fā)電技術(shù)時(shí)面臨的困難會(huì)被逐漸攻克，因此，不斷深入探究地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的應(yīng)用模式將會(huì)有效的促進(jìn)電力事業(yè)的發(fā)展。