新疆地熱能源的應(yīng)用以及發(fā)展課件

新疆地熱能源的應(yīng)用以及發(fā)展

左合拉古力.阿里木101993內(nèi)容提要什么叫能源？按來源分幾類？按能源的基本形態(tài)分類？什么是地熱源？分幾類？哪些？熱泵和他的類型地源熱泵的特點和優(yōu)勢中國最大——資源大區(qū)---新疆新疆與地熱能新疆地區(qū)水/地源熱泵技術(shù)與使用實例新疆與內(nèi)地的地熱能發(fā)展狀況比較1.什么叫能源？按來源分幾類？按能源的基本形態(tài)分類？

“能源”這一術(shù)語，過去人們談?wù)摰煤苌?，正是兩次石油危機使它成了人們議論的熱點。那么，究竟什么是“能源”呢？關(guān)于能源的定義有很多種說法，但我看來的定義是：“在各種生產(chǎn)活動中，我們利用熱能、機械能、光能、電能等來作功，可利用來作為這些能量源泉的自然界中的各種載體，稱為能源”可見，能源是一種呈多種形式的，且可以相互轉(zhuǎn)換的能量的源泉。

確切而簡單地說，能源是自然界中能為人類提供某種形式能量的物質(zhì)資源。按能源的基本形態(tài)分類:

有一次能源和二次能源前者即天然能源，指在自然界現(xiàn)成存在的能源，如煤炭、石油、天然氣水能等。后者指由一次能源加工轉(zhuǎn)換而成的能源產(chǎn)品，如電力、煤氣、蒸汽及各種石油制品等。

2.地球是個巨大的球體，同時地球也是個巨大的熱源。隨著從地表的地核方向深度增加，溫度也在不斷的增加。這種現(xiàn)象是由于地熱能的存在。雖然地球地核溫度大約高達4200℃，但它并不是地球殼熱能的來那么地熱能是怎么形成的？

地熱能（GeothermalEnergy）是來自地球深層處的熱能，熱地能以熱力形式存在，它源于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。雖然這些放射物質(zhì)釋放的能量石微量的但是這些在地殼中累計和儲存起來熱能卻是大量的，足以形成像地下熱水這樣的地熱形式。也就是說，深部地下水的循環(huán)和來自深出的巖漿侵入到底殼后，把熱量從地下深處帶至近地表層，高溫的熔巖將附近的地下水加熱，這些加熱的誰最終滲出地面，運用熱地能最簡單和最合乎成本效益方法，就是直接取用這些熱源，并抽取其能量也就是說會有地熱水出現(xiàn)。地熱源的類型：近幾年來地熱能還被應(yīng)用于室溫，熱泵和地球供熱。通常按照地熱資源的溫度不同，把熱儲溫度大于150℃的稱為高溫地熱資源，小于90℃的稱為低溫地熱資源。根據(jù)地熱資源性質(zhì)和存在狀態(tài)，可將分為五種系統(tǒng)：1.蒸汽型：以高溫干蒸汽活過熱蒸汽形式存在的地熱能。這種地熱資源易于開發(fā)利用，是最理想地熱資源這種干蒸汽型的地熱資源一般溫度在150℃以上。這種地熱資源經(jīng)凈化處理后可以直接用于汽輪機發(fā)電。2.水熱型：以熱水形式存在的地熱能，地表水進入地殼內(nèi)，從地殼內(nèi)儲熱巖體中獲取熱量，形成熱水田。熱水田的溫度有較大差異，90℃以下的稱為低溫熱水田，90-150℃為中溫熱水田，150℃以上的為高溫熱水田。1.地壓型地壓型地熱田一般存在于地下數(shù)千米處，有高鹽分熱水組成。溫度在150-260范圍內(nèi)由于地層沉積物的不福安形成和下沉這類地熱田的壓力達到大約幾十兆帕。2.干熱巖型干熱巖型地熱田一般位于地下幾千米深處，周圍沒有水，只有干熱巖石。干熱巖石地溫田溫度范圍大約在150-650之間，這類地熱田的熱資源要比錢兩者大的多，也是目前多數(shù)國家開發(fā)地熱的重點內(nèi)容。只要把地表水引入干熱巖田，將其加熱水后蒸汽，提升到地面即可加以利用5.熔巖型熔巖型在地層埋藏深處度更深，由650-1200℃的高溫熔巖個半熔巖組成，或產(chǎn)噴發(fā)時可以巖漿形式溢出，在多種一探明的地熱資源中熔巖型地熱資源約占40%表中前兩類統(tǒng)稱為水熱型，是現(xiàn)在開發(fā)利用的主要地熱資源。后兩類屬于今后大量利用時可加以考慮的潛在地熱資源。第三類地壓型地熱資源雖然生成條件不太普遍，往往還含有甲烷之類的化學能及由高壓所致的機械能。2.地埋管地源熱泵

地埋管地源熱泵——垂直式地源熱泵通過垂直鉆孔將閉合換熱系統(tǒng)埋置在50M～400M深的巖土體與土壤進行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于制冷供暖面積較大的建筑物，周圍有一定的空地，如別墅和寫字樓等。該系統(tǒng)初投資較高，施工難度相對較大，但占地面積較小。一次投資價格：200~300元/m2。通過水平埋置于地表面2～4以下的閉合換熱系統(tǒng)，它與土壤進行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于制冷供暖面積較小的建筑物，如別墅和小型單體樓。該系統(tǒng)初投資和施工難度相對較小，但占地面積較大。4.地源熱泵的特點和優(yōu)勢：

地源熱泵的特點和優(yōu)勢：

1.清潔可再生的能源利用技術(shù)地表淺層土壤和水體是個巨大的太陽集熱器，收集了近47%的太陽能量，比人類沒年所消耗能量的500倍還多，同時也是個就不大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng)，自然保持能量吸收和發(fā)散的相對平衡。地源熱泵技術(shù)能成功的利用儲存于其中的能量。2.高效節(jié)能技術(shù)地源熱泵以土壤，地下水，地表水的人能作為熱源，冬季制熱運行時，地下水溫度比環(huán)境溫度高，使水源熱泵的蒸發(fā)溫度相比其他類型熱泵的蒸發(fā)溫度大大提高，且不受環(huán)境變化的影響，所以能效比提高；夏季制冷運行時，由夏季地下水，地表水溫度比環(huán)境溫度低冷凝壓力降低，壓縮機輸入功率減少，使制冷性能比風冷式或冷卻塔式制冷機組有較大提高。大量數(shù)據(jù)表明，由此導致的機組效率提高，可節(jié)省能源達20%以上。3.環(huán)境保護和經(jīng)濟效益顯著地源熱泵以電為動力，運行時不生產(chǎn)隊環(huán)境有害的物質(zhì)。抽取的嗲下水或地表水（喝水，海水，湖水）大多實行封閉式回灌，對地下水資源和環(huán)境不產(chǎn)生破壞作用，效益顯著。地源熱泵耗電量少，與空氣熱泵相比，節(jié)電40%，與電供熱比較，節(jié)電70%。制熱時與燃氣鍋爐相比，節(jié)能50%，與燃油鍋爐比較比較70%。4.設(shè)計特點明顯地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計師具有很大的靈活性，可以安裝新建建筑中，也可以用于舊建筑的改造；可以利用單一地源系統(tǒng)，也可以利用混合型熱源系統(tǒng)（與工業(yè)余熱結(jié)合或太陽能系統(tǒng)相結(jié)合）。通?？梢岳矛F(xiàn)存建筑中管路同時提供熱量和冷量。

.節(jié)省建設(shè)用地采用地源熱泵供冷和供熱系統(tǒng)，不需要建鍋爐和冷卻塔，以及堆放燃料和燃燒廢物的場地，節(jié)省了建筑場地和經(jīng)費。6.一機多用，應(yīng)用廣泛地源熱泵系統(tǒng)可供暖，制冷和提供生活熱水，對于同時要求供熱，供冷的建筑物，地源熱泵有明顯的優(yōu)勢。7.運行穩(wěn)定可靠低溫的波動范圍遠遠小于環(huán)境空氣溫度的變動，使地熱熱泵全年運行穩(wěn)定。系統(tǒng)部件交，維護費低，自動化程度高，使用壽命可達15年以上。影響地源熱泵系統(tǒng)有效使用的最大障礙是不適當?shù)脑O(shè)計和安裝，抑制以上的有點能不能充分發(fā)揮，甚至會出現(xiàn)既相互經(jīng)濟性能不佳，事故頻發(fā)的系統(tǒng)，因此，訓練有素，富有經(jīng)驗，并且責任心強的實際是和安裝人員工作非常重要。5.中國最大——資源大區(qū)---新疆新疆幅員遼闊，面積有165萬平方公里，占中國總面積1/6?！叭綂A兩盆”是新疆地貌特點，其境內(nèi)從北到南高山與盆地相間。北有阿爾泰山，南盤昆侖山，而中部橫臥的天山側(cè)把新疆分為南北疆，從形成風貌迥異的塔里木盆地和準噶爾盆地。塔里木盆地是，中國第一大盆地。新疆，土地面積占到中國國土面積的1/6,是中國最大的省區(qū)。然而，浩瀚的沙漠、石漠、鹽漠，使新疆給人們以貧乏、荒蕪的印象。實際上，新疆不僅是中國的土地大區(qū)，而且也是中國的資源大區(qū)，中國的171種礦產(chǎn)，在新疆就分布有138種，并且許多種在國內(nèi)儲量位居前茅，優(yōu)勢礦種有石油、、天然氣、煤、黃金、水泥石灰?guī)r、鐵、石棉、芒硝、鹽、鎳、銅、鋰、蛭石、鈾、鉻、膨潤土等。新疆光熱、地熱，風力等資源也十分豐富。新疆最大三大油田：1.克拉瑪依油田：新增探明石油可開采儲量1405萬噸，天然氣可開采儲量30.46億立方米2.

吐哈油田(吐魯番與哈密兩地位于新疆天山山脈以東)3.

2010年，原油年產(chǎn)量將達到800萬噸，天然氣年產(chǎn)量將達到200億立方，油氣產(chǎn)量當量將突破2500萬噸新疆位于亞歐大陸腹地，四周距海洋很遠，屬于典型干旱，半干旱地區(qū)，平均年降水量只有145mm,是全國平均值的23%，只相當于華北地區(qū)的1/4，長江流域的1/7。新疆因空氣中水氣量少，濕度小，近地面氣溫高，蒸發(fā)強，年蒸發(fā)量2000—4000mm，蒸發(fā)量為降水量的幾倍甚至幾十倍。新疆水資源總量為884億立方米，地下水可開采資源為252億立方米，現(xiàn)地下水開采量達78億立方米。從以上的數(shù)據(jù)可以看得出新疆的地熱源比較好，含有多種礦物質(zhì)，對于風濕，皮膚病等慢性疾病可以起很好的治療作用。在我國北方，尤其是在冬季幾乎全部都靠燃煤取暖。煤是各種能源中污染環(huán)境最嚴重的能源，只有減少城市地區(qū)冬季燃煤的使用，城市大氣污染問題才能得到解決。而隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，建筑能耗占社會中能耗的比重越來越大，空調(diào)能耗又是一個建筑能耗的重要部分，能耗的增加帶來的事環(huán)境污染的加劇，當今社會，環(huán)境污染和能源緊張已經(jīng)成為威脅人類生存的頭等大事。從而降低運行費用，節(jié)省能源，減少二氧化碳排放，減輕環(huán)境污染，而采用地源熱泵和地源制冷技術(shù)利用潔凈的地熱能源不失為一種有效的途徑。根本上就是大力節(jié)約和合理使用，提高其利用效率，嚴格控制鋼鐵、有色、化工、電力等高耗能產(chǎn)業(yè)發(fā)展同時，還要大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、積極開展清潔生產(chǎn)，全面推進管理節(jié)能，大力推廣節(jié)能市場機制，促進節(jié)能發(fā)展，廣泛開展全民節(jié)能活動7.新疆地區(qū)水/地源熱泵技術(shù)與使用實例

（一）南疆重鎮(zhèn)---喀什市水源熱泵喀什位于昆侖山被迫，第四系松散沉積物巨厚，構(gòu)成優(yōu)越的儲水結(jié)構(gòu)，克孜河是流經(jīng)喀什市最大的河流，是喀什市地下水的主要補給來源。喀什市一低礦化的硫酸鹽性水位主。地下水埋深比較淺，含水層結(jié)構(gòu)的地下水混合類型，地下水補給來源充足，水質(zhì)量比較好。靜水位埋深1.5-2.0米。根究對項目區(qū)貪財結(jié)合并所做的抽水試驗和回灌試驗，在試驗中因回灌空間小，估計回灌量不會太大可能需要數(shù)倍大于抽水井的數(shù)量。通過回灌試驗和計算結(jié)果和預(yù)期的有很大出入。最后確定的抽水井水2眼，回灌井卻是4眼，1:2的比例就可以滿足要求。

(二）自治區(qū)首府---烏魯木齊水源熱泵

2008年在烏魯木齊市倉房溝路辦公住宅聯(lián)合樓試驗地下水熱泵，這是烏魯木齊乃至全新疆較早利用地下水循環(huán)供暖的項目，但是由于沒有做前期的水溫地質(zhì)勘察和水資源論證，建筑面積為4*10的4次方面積辦公住宅樓，打了九個眼井，最后還要考自來水補給才能使熱泵運行。其原因是建筑單位將水源熱泵整個系統(tǒng)，包括打井，水源熱泵，供熱系統(tǒng)的安裝等都承包給了施工單位，且不按照規(guī)范進行。施工單位為了省錢，沒有做水文地質(zhì)勘察分析和誰水源論證，甚至自己買臺鉆機打井，且不按照規(guī)范進行，井管周邊沒有粒料，井管用鋼鋸鋸了些條縫，最后導致水源熱泵不能運行，知道戒煙自來水補充水源，耗水耗電。這個水源熱泵應(yīng)用項目是不成功的例子。這就說明有技術(shù)操作問題8.新疆地熱能發(fā)展狀況作為世界上最大的發(fā)展中國家，中國是一個能源生產(chǎn)和消費大國。能源生產(chǎn)量僅次于美國和俄羅斯，居世界第三位；基本能源消費占世界總消費量的l／10，中國又是一個以煤炭為主要能源的國家，發(fā)展經(jīng)濟與環(huán)境污染的矛盾比較突出。在這樣大力發(fā)展的過程中節(jié)能減排是能源不可缺少和可持續(xù)發(fā)展的必由之路。新疆地熱源技術(shù)應(yīng)用和我國，起步晚，經(jīng)驗少，還存在有些問題：1.建筑投資方對地源熱泵技術(shù)持懷疑態(tài)度，擔心技術(shù)不成熟，習慣于燃，煤鍋爐采暖方式。2.我國中東部地區(qū)一些城市，對燃料供暖限制鼓勵有自然條件的