两级闪蒸地热电站再度成为新能源的热点

     油价的世界性飚升、环境污染日益严重，使得地下热能的利用再度成为当前新能源的热点。由于油价已上升到超过每桶55美元，与常规油页岩燃料相比，地热能已显得具有更多的竞争力。特别是可以直接利用地下热能的应用更显示出其优越性。在2000～2005的过去五年中，地热在全球范围内的应用大约增加了两倍。在同一个时期，以地热为能源的发电亦同样得到很大发展。与前期比较，其发电量增加了近乎1MW。可以预期，在接下来的几年内，地热发电仍将在全球范围内继续发展。在许多国家，地热电站的建造和运作已经私有化，从而大大鼓舞了人们的积极性。根据2005年的数据统计，目前利用地下热能发电的国家数量已经达到24个。表一列出了这些国家的名字及这些国家在这几年地热电厂的装机容量等有关数据。这些国家在表中的排列顺序是根据2005年装机容量的大小而定的。到2005年为止，全球地热电站的装机容量和产生的电力分别为8912MW和56798GWh。其中装机容量比2000年增加了12%。

     澳大利亚，德国和巴布亚新几内亚是从2000年开始才加入这个地热发电共同体的。同期，阿根廷和希腊的地热发电站却退出了这个共同体。

      2005年，地下热能直接应用的容量达到了27825MW。从2000年算起，增加的幅度接近两倍。一年内共有261418TJ（即72622GWh）的地下热能得到应用。其中33%用于热泵系统，29%用于温泉、温水浴、泳池，20%用于房屋的采暖，7.5%用于温室和开放空间的供热，4%用于工业过程，4%用于水产养殖，不足1%用于农业干燥，不足1%用于融雪和制冰，不足0.5%用于其他方面。

      表二列出全球地热发电中各种发电技术所占的比例。从表中可见，单级闪蒸是最广泛应用的地热发电技术。全球地热发电的总容量中39.9%来自单级闪蒸的地热发电厂。如果从单级闪蒸分离出来的地下热水仍有足够的温度和压力，则可以再进行一次闪蒸。这样可以获得更多的蒸汽。二次闪蒸产生的过量蒸汽可以用作推动低压透平机或进入相应压力的透平机系统。这个循环就称之“两级闪蒸”。全球地热发电的总容量中，有24.8%是用这种两级闪蒸技术产生的。如果取自地热的热水流量相同，两级闪蒸能够比单级闪蒸多产生20～25%的电能。然而，两级闪蒸的投资较高，这是因为它比单级闪蒸需要更多的设备。比较两者的性能，在热源温度均为250℃，冷却温度均为40℃的情况下，单级闪蒸的火用效率为38.7%，而双级闪蒸可以达到49%（假设两者的机械效率均为65%）。

      闪蒸和冷凝压力对地热电站的性能和经济性有非常重要的影响。为此，应根据当时的经济条件和当地的环境条件对这些压力进行优化。对于闪蒸而言，商用透平发电机组的容量通常为10～55MW。在美国的实际应用中，如果地热提供的热媒温度大于260℃，通常是选择单级闪蒸技术。如果热媒的温度在175～260℃的范围，通常选择双级闪蒸技术。

表一世界各国地热发电的装机容量

表二 世界各地的各种地热发电技术

     土耳其蕴藏着巨大的地热资源。大约有600个地热点分布在170处++不同的地区。总的地热蕴藏量是31，500MW。在土耳其，地热的主要应用是建筑物的采暖、生活热水供应、农作物温室供热、浴疗、CO2和干冰生产、热泵应用和发电。根据2005年的资料显示，土耳其地下热能的直接应用量达到了1077MW。据资料分析，虽然土耳其地热发电的潜力大约有4500MW，但是仅有一个容量为10MW的地热发电厂在运行。第二个地热发电厂正在Aydin-Salaevatle安装。这个地热发电厂采用二元法（有机朗肯循环），又称中间介质法，其设计发电容量为8.5MW，计划在2006年五月开始运动。但由于存在某些操作上的问题，其实际发电容量只有6.5MW。在这个地热发电厂所在的区域有四口地热井，分别取名AS1、AS2、ASR1和ASR2。根据这个地热发电厂的设计，进入蒸发器的地热热媒的进口温度是155℃，质量流量为153Kg/s。使用戊烷作为工作介质。在该发电循环中有一对预热器和蒸发器，两个透平机和一个发电机。其中冷凝系统采用空冷式冷凝器。计划中还准备在Agdn-Germencik筹建另一个地热发电厂。这个发电厂同样采用二元法（中间介质法），其发电容量为25MW，由该地热区的五口井向发电厂供热，其地热水的温度达210℃、流量达398kg/s。

      总的来说，地热能的应用正在土耳其开展，“可再生能源法”仍在研究之中。人们期望，可再能源法生效之后，土耳其地热发电的总容量将会得到大幅度的增长。

      当前，全球地热发电的总容量中25%来自两级闪蒸法。可见两级闪蒸是利用地热能发电的最重要方法之一。为此，土耳其Yildig科技大学机械工程系的学者正在从事这方面的研究，藉此以促进土耳其地热发电事业的发展。