闪蒸系统地热发电

闪蒸系统地热发电系统的发电方式，不论地热资源是湿蒸汽田或者是热水层，都是直接利用地下热水所产生的蒸汽来推动汽轮机做功的。 用100℃以下的地下热水发电，是如何把地下热水转变为蒸汽来供汽轮机做功的呢？这就需要了解水在沸腾和蒸发时它的压力和温度之间的特有关系。大家知道，水的沸点和气压有关，在101.325kPa下，水在100℃沸腾。如果气压降低，水的沸点也相应地降低。 5O.663kPa时，水的沸点降到81℃；20.265kPa时，水的沸点为60℃;而在3.04kPa时，水在24℃就沸腾。　　

根据水的沸点和压力之间的这种关系，我们就可以把100℃以下的地下热水送入一个密闭的容器中抽气降压，使 温度不太高的地下热水因气压降低而沸腾，变成蒸汽。由于热水降压蒸发的速度很快，是一种闪急蒸发过程，同时热水蒸发产生蒸汽时它的体积要迅速扩大，所以这个容器就叫做 “闪蒸器”或“扩容器”。用这种方法来产生蒸汽的发电系统，叫做“闪蒸法地热发电系统”，或者叫做“扩容法地热 发电系统”。它又可以分为单级闪蒸法发电系统、两级闪蒸法发电系统和全流法发电系统等。　　

　随着化石能源的紧缺、环境压力的加大，人们对于清结可再生的绿色能源越来越重视，但地热能在很久以前就被人类所利用。早在20世纪40年代，意大利的皮也罗·吉诺尼·康蒂王子在拉德雷罗首次把天然的地热蒸汽用于发电。地热发电，是利用液压或爆破碎裂法将水注入到岩层中，产生高温水蒸气，然后将蒸汽抽出地面推动涡轮机转动，从而发电。在这过程中，将一部分未利用的蒸汽或者废气经过冷凝器处理还原为水回灌到地下，循环往复。简而言之，地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程。针对温度不同的地热资源，地热发电有4种基本发电方式，即直接蒸汽发电法、扩容（闪蒸法）发电法、中间介质（双循环式）发电法和全流循环式发电法。 　　

地热发电至今已有近百年的历史了，新西兰、菲律宾、美国、日本等国都先后投入到地热发电的大潮中，其中美国地热发电的装机容量居世界首位。在美国，大部分的地热发电机组都集中在盖瑟斯地热电站。盖瑟斯地热电站位于加利福尼亚州旧金山以北约20公里的索诺马地区。1920年在该地区发现温泉群、喷气孔等热显示，1958年投入多个地热井和多台汽轮发电机组，至1985年电站装机容量已达到1361兆瓦。20世纪70年代初，在国家科委的支持下，中国各地涌现出大量地热电站。

两级闪蒸法发电系统，可比单级闪蒸法发电系统增加发电能力15～20％；全流法发电系统，可比单级闪蒸法和两级闪蒸法发电系统的单位净输出功率，分别提高60％和30％左右。采用闪蒸法的地热电站，基本上是沿用火力发电厂的技术，即将地下热水送人减压设备——扩容器，产生低压水蒸气，导人汽轮机做功。在热水温度低于 100℃时，全热力系统处于负压状态。这种电站，设备简单，易于制造，可以采用混合式热交换器。缺点是，设备尺寸大，容易腐蚀结垢， 热效率较低。由于系直接以地下热水蒸气为工质，因而对于地下热水的温度、矿化度以及不凝气体含量等有较高的要求。