1、1低温地热水 ORC发电一、地热资源丰富地热能是指地球内部蕴藏的能量，一般集中分布在构造板块边缘一带，起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。据估算，距地壳深度5km以内蕴藏的热量约为1.46 1026J。若其中的 1%可供开采，则该深度的地热能将提供 1.461024J的能量，而目前全世界的每年的能量消耗约为 4.181020J ，理论上来讲，这部分能量将可供人类使用 3500年。如果能经济的开发这部分资源做发电利用，部分替代以化石能源为燃料的发电方式，对于促进可再生能源开发利用，减小化石能源消耗和 CO2、 SO2、 NOx等温室气体和环境污染物的排放，实现可持续发展，具有重要意义。全球地
2、热资源中32%的地热温度高于130，而68%的地热温度低于130。二、地热资源的划分通常，地热资源可以按温度来划分，地热温度高于150为高温，地热温度低于90为低温，而地热温度处于90150为中温。三、地热发电的负荷率地热能是绿色能源，也是可再生能源。世界上已有24个国家利用地热能发电，其中有5个国家的地热发电量占国家总发电量的15%22%。从BP公司( 世界最大的能源公司之一)的统计数字显示，截止2008年底，全球地热发电总装机容量已达到10469 MW。地热能是一种环境友好型能源，与化石燃料能源相比，在开发利用过程中几乎没有废气排放，且废水排入地下。在已知的新能源中，地热能发电不受季节影响
3、，因此它是稳定、可靠的能源，可用于带基本负荷运2行的电站。BP能源公司2009 年世界能源统计：地热发电的负荷率高达90%；太阳能发电负荷率为20%；风力发电负荷率为25%。四、地热发电运行成本美国能源部(DOE)在 2009 年的地热能技术报告中指出，地热能发电的每 MWh 发电成本(Levelized Energy Cost 或者 LEC)为 42-69 美元，其经济性优于风能发电、太阳能热发电、光伏太阳能发电等其他可再生能源发电利用方式。可见，地热能发电利用的潜力巨大，前景良好。五、低温地热电站的投资低温地热电站每千瓦的造价为 3000 美元（美国能源部(DOE)公布的数据，在北达科他州
4、 Bowman County 建立的低温地热电站（地热资源温度 98C） ，采用 ORC系统。 ）美国新建超临界燃煤电厂的每千瓦造价约 19000 美元常规水电每千瓦造价造价约 17000美元天然气联合循环发电每千瓦造价约 7000美元核电每千瓦造价约 34000美元（据美国加利福尼亚州能源委员会及公用事业管制委员会和投资银行 Lazard 有限公司的有关报告）显然，相对于已有的发电系统，低温地热 ORC 发电系统具有竞争力，且可用于发电的地热资源经济性温度有进一步降低的潜力，开展该方向的开发研究将带来实际的经济效益。ORC纯低温余热发电技术在我国地热发电方面已得到初步应用。西藏羊八井1000
5、kW地热电站，辽宁营口熊岳试验电站的装机容量2100kW 等。但目前国内的采用的ORC 地热热源基本都在 100以上，而对于 100以下，尤其是大容3量的地热温度为70左右的热源则研究较少。六、ORC 发电图 1 地 热 发 电 有 机 朗 肯 循 环 流 程 图工 质 分 子 量 临 界 温 度 / 0C 临 界 压 力 /kPa 正 常 沸 点 /0C R290（ 丙 烷 ） 4.1 96.7 4256 -42134a（ 四 氟 乙 烷 ） 102.9 10.1 406 -26.3 R60a（ 异 丁 烷 ） 58.12 135 3650 -1.8 60（ 正 丁 烷 ） 58.12 15
6、2 380 -0.5R601a（ 异 戊 烷 ） 72.15 187. 30 27.8表 1 5种 有 机 工 质 的 热 力 特 性4图 2 净 输 出 电 功 随 蒸 发 温 度 的 变 化 趋 势图 2 是 地 热 流 体 初 温 为150C时 5种 不 同 工 质 的净 输 出 电 功 随 蒸 发 温 度的 变 化 趋 势 ， 可 以 看出 ， 湿 流 体 的 净 输 出 电功 要 明 显 高 于 干 流 体 净输 出 电 功 。 由 于 不 存 在最 佳 蒸 发 温 度 ， 系 统 净输 出 电 功 随 着 蒸 发 温 度的 提 高 而 增 大 。 对 于 干流 体 ， 在 整 个 蒸 发 温 度范 围 内 均 存 在 最 佳 蒸 发温 度 。 即 对 于 150C 地热 流 体 ， 选 择 湿 流 体 系统 的 净 输 出 电 功 较 大 。ORC发电事实上是两个各自封闭的循环系统在工作：图11、做功（发电动力）系统储液器 工质加压泵 预热器 蒸发器 膨胀机 凝结器 储液器2、做功条件系统地下（地热水） 水处理 蒸发器 预热器 地下（回灌或他用） 在地热水的作用下，所选工质的蒸发气体进入膨胀机增加压力推动励磁发电机发电。
