干热岩毕业论文

西安理工大学成人高等教育毕业论文成人高等教育毕业设计（论文）题目地热能-干热岩发电、集中供暖专业热能与动力工程班级学生闫涵指导教师2015年西安理工大学成人高等教育毕业论文摘要能源是人类社会赖以生存与发展的基础，人类的任何生产与生存活动都离不开能源。长期以来，石化燃料对世界经济的高速发展有着深远的影响，给人类带来前所未有的繁荣与幸福。但是，直到最近我们才开始完全认识到人类过度开采和滥用石化资源所带来的灾难和为此所付出的沉重代价，人类所面临的挑战已经很清晰。近年来，虽然政府对集中供热系统建设的投入逐年上升，但我国集中供热覆盖率仍处于较低水平，目前仅在北方各省的主要城镇建有集中供热系统，且平均覆盖率不到50%。北方主要城镇的供暖基本为市政集中供暖、天然气供暖等供热方式。集中供暖方式的热量及供暖范围已远远达不到现阶段居民取暖的需求。随着节能减排淘汰落后产能政策在全国的推广，地热及干热岩等具有节约燃料和减少环境污染特点的新型能源，在未来将成为我国主要的集中供热方式。关键词：地热能源；可再生能源；地热发电；集中供暖；干热岩AbstractEnergyisthebasisforthesurvivalanddevelopmentofhumansociety,andhuman'sproductionandlivingactivitiescannotbeseparatedfromtheenergy.Foralongtime,fossilfuelshaveaprofoundimpactontherapiddevelopmentoftheworldeconomy,whichhasbroughtunprecedentedprosperityandhappinesstomankind.But,untilrecently,wehaveonlybeguntorealizethatthehumanoverexploitationandabuseoffossilresourcesandtheheavycostofhumanresources,thechallengesfacinghumanityhasbeenveryclear.Inrecentyears,althoughthegovernmenthasincreasedtheinvestmentintheconstructionofcentralheatingsystem,butChina'scentralheatingcoverageisstillatalowlevel,onlyinthenorthofthemaincitiesandtownsarebuiltacentralheatingsystem,andtheaveragecoverageislessthan50%.Theheatingofthemaintownsinthenorthofthecityismainlyconcentratedintheheatingsystem,suchascentralheating,naturalgasheatingandsoon.Centralheatingmodeofheatandheatingrangeisfarlessthanthedemandfortheresidentsofthepresentstage.Withtheeliminationofbackwardproductioncapacitypolicyinthecountrytopromoteenergy-savingemissionreduction,geothermalandhotdryrockcansavefuelandreduceenvironmentalpollutioncharacteristicsofnewenergy,inthefuturewillbecomethemainheatingmode.Keywords:geothermalenergy;renewableenergy;geothermalpower;centralheating;hotdryrock西安理工大学成人高等教育毕业论文目录1.干热岩的介绍与发展........................................-1-1.1干热岩的介绍..........................................-1-2．干热岩发电.................................................-1-2.1我国干热岩资源分布....................................-1-2.2如何最佳选址开发......................................-2-2.3开发干热岩有哪些益处..................................-2-2.3.1无温室气体排放..................................-2-2.3.2干热岩可循环利用................................-2-2.3.3干热岩储量丰富..................................-2-2.4开发干热岩面临哪些困难................................-3-2.4.1热储水库建设难..................................-3-2.4.2钻井技术与装备要求高............................-3-2.4.3或引发自然灾害................................-3-2.4.4对动植物的影响................................-3-2.4.5对土壤的影响..................................-4-3.干热岩集中供暖技术.........................................-4-3.1工作原理..............................................-4-3.2技术特点..............................................-4-3.3应用范围..............................................-5-3.4应用服务..............................................-5-3.5技术特点对比..........................................-6-4.国外对干热岩的研究.........................................-7-4.1美国..................................................-7-4.2日本..................................................-8-4.3德国..................................................-8-4.4澳大利亚..............................................-8-5.干热岩政策..................................................-8-6.结束语...................................................-10-致谢....................................................-11-参考文献...................................................-12-西安理工大学成人高等教育毕业论文-1-1.干热岩的介绍与发展1.1干热岩的介绍目前，人们对干热岩还没有统一的定义。早期，干热岩地热资源通常指温度大于200℃、埋藏于距地面两公里以下、无裂隙的岩体。但也有科学家认为，定义干热岩时，其温度与埋藏深度等条件不必过于严苛，只要岩体温度高、埋藏深度合理、内含流体较少（或不含流体）、能用干热岩技术来提取岩体中的热量的岩体均可称为干热岩。2．干热岩发电干热岩发电是20世纪70年代由美国加州大学研究人员提出的。其基本理论是在高温但不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体中，通过水力压裂等方法制造出一个人工热储水库，将地面冷水注入地下深处以获取热能，然后将热水导出至地面进行发电。2.1我国干热岩资源分布我国地热资源丰富。经科学测算，有国内专家认为，中国大陆3~10公里深处干热岩资源总计为2.09×107EJ，合7.149×1014吨标准煤，高于美国本土（不含黄石公园）干热岩地热资源量（1.4×107EJ）。若按2%可开采资源量计算，相当于中国大陆2010年能源消耗总量的4400倍。从我国干热岩地热资源的温度上看，3~10公里深度内，小于75℃的干热岩资源占总资源量的2%；75℃~150℃的占43%；大于150℃的占55%。由于干热岩温度随着埋藏深度的增加而升高，资源量也与深度呈正比，考虑到我国大陆地区的热状态、干热岩开发的经济性和当前开发以发电为主要目的，现阶段的开采深度在4~7公里比较适宜，这一深度可开采的干热岩热储温度为150℃~250℃。从区域分布上看，青藏高原南部占中国大陆地区干热岩总资源量的20.5%，温度也最高；其次是华北（含鄂尔多斯盆地东南缘的汾渭地堑）和东南沿海中生代岩浆活动区（浙江、福建、广东），分别占总资源量的8.6%和8.2%；东北（松辽盆地）占5.2%；云南西部干热岩温度较高，但面积有限，占总资源量的3.8%。西安理工大学成人高等教育毕业论文-2-2.2如何最佳选址开发地热梯度和热流值较高的地方最有利于干热岩的开发利用，因此，应选择板块碰撞地带，包括海洋板块和大陆板块的碰撞带（如日本群岛和美洲的安第斯陆缘弧）、大陆和大陆板块之间的碰撞带（如印度洋板块和欧亚板块在喜马拉雅山和我国云南等地的碰撞部位）、大陆内部的断陷盆地地区等。从岩石本身的物理性质考虑，应选择密度大、热传导率高的岩石。也就是说，花岗岩和花岗闪长岩类优于其他的岩石（如辉长岩、玄武岩类）。此外，花岗岩本身含有较高浓度的放射性元素，这些放射性元素不断地衰变并释放能量，从而增加干热岩的热量供应。因而，选址时还应注意花岗岩生成的时间，生成时间越长，其损失的能量越多。理论上，大陆地壳任何部位都有可能作为干热岩的候选地，但实际开发干热岩的经济可行性因素对选址起着重要影响。如何准确选取最佳钻探与开发地，仍是干热岩研究的一个前沿性课题。2.3开发干热岩有哪些益处2.3.1无温室气体排放基于干热岩资源利用的新式发电系统不燃烧化石燃料，因此不会排放温室气体二氧化碳和其他污染物。2.3.2干热岩可循环利用冷水变热后可能最终会使岩石温度降低到20℃左右，因此一处干热岩发电站可能只能连续工作20年左右。但是，这个热储库关闭后，地心的炽热岩浆会重新加热这些岩石。几十年后，这些热岩就能再次被用于发电。而且，在关闭期间，发电站可以得到充分的维修和技术升级，为下次发电做好准备，实现周期性循环发电。2.3.3干热岩储量丰富开采使用干热岩，可满足人类长期使用需要。麻省理工学院一份研究表明，只要开发地球上3~10公里深度中2%的干热岩资源储量，就能产生2×1020EJ能量，是美国2005年全年能耗总量的2800倍。也有专家保守估计，地壳中距地表西安理工大学成人高等教育毕业论文-3-3~10公里深处的干热岩所蕴含的能量相当于全球石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的30倍。2.4开发干热岩面临哪些困难2.4.1热储水库建设难干热岩地热利用，要求在地下形成广泛的裂隙，让低温水流经它们来实现干热岩热交换，其前提是要