中高温地热热泵系统的试验研究

为提高地热能的利用率,本文针对以40℃～45℃地热尾水为低温热源的中高温地热热泵系统进行了理论及实验研究。首先,根据理论分析筛选出能够满足实际运行和环保要求的循环工质;其次,将该工质应用于实际系统并根据不同的冷凝器水流量和冷凝器的进口水温测得了大量实际数据。

帕米尔高原东北缘中高温地热流体水文地球化学特征及成因机制

帕米尔构造结东北缘中高温地热资源丰富,前人的研究多限于研究单个地热田,缺乏区域的系统性研究.基于帕米尔高原东北缘的地热地质特征,以地热流体地球化学研究作为认识地热资源的有效手段,根据研究区8个温泉水、1个冷泉水、11个热井水以及6个地表水的理化数据,进行了水化学成因、特征及同位素分析,揭示帕米尔北东侧区域性地热流体的热储温度特征及冷却机制的演化模式,为帕米尔北东侧地热资源勘探提供一定的地球化学依据.研究结果表明,地热水中主量离子主要受钠/钾长石、阳离子交换作用以及岩浆水的影响,热水样品B/Cl、B/Li、B/Cs、Li/Cs、Na/Cl、K/Cl的高相关性特征显示热水可能有共同的母质地热储层.氢氧同位素特征表明地热水受大气降水、雪融水及深部岩浆水补给.多种溶质温度计、硅-焓模型以及氯-焓模型重建了热水的热储温度、冷却过程及演化模式,推断出研究区下方可能存在多个热储层,其中最深部的母质热储的温度约为358~418℃,Cl含量约为300~400 mg/L.结合区域地质及地热地质条件分析,认为帕米尔高原东北缘地热异常为地壳中的熔融岩浆及高产热花岗岩共同作用的结果.

应用于中高温增强型地热系统的有机朗肯循环经济性分析

为了更有效利用中高温地热能源,对应用于增强型地热系统的有机朗肯循环进行了热力性与经济性分析。建立有机朗肯循环热力学模型,基于热力学第一与第二定律进行分析,选取适用于中高温地热的最优工质。结果表明Cyclohexane表现出最佳的热力学性能。以Cyclohexane为工质,将静态投资回收期和生命周期内的平准化发电成本作为经济性指标,考虑增强型地热的地下井部分的投资与运营维护,进行经济性分析。结果表明,随着地热井深度的增加,静态投资回收期缩短至一半,但后期下降非常缓慢。平准化发电成本也随着钻井深度的增加而降低,之后达到最小值。敏感性分析表明,增强型地热的地上设备成本和上网电价分别对平准化发电成本和静态投资回收期有较大影响。

中国中-高温地热资源勘探方向与优选靶区

进一步明确中国中-高温地热资源的勘探方向和优选靶区,可以从宏观上指导地热资源勘探,提高地热探井成功率。基于最新的地热数据库,结合区域构造-热背景,分析地热系统的热源、通道、储层、盖层及流体特征等要素,圈定了中国中-高温地热资源勘探的4大勘探方向和16个优选靶区。具体为青藏高原内带(亚东-谷露裂谷带、错那裂谷带、申扎裂谷带、东构造结、西构造结)、青藏高原外带(共和-贵德盆地、川西松潘地区)、东部区(松辽盆地、伊通断裂带、长白山火山区、渤海湾盆地及周缘、东南沿海、雷州半岛-海南岛北部)和中部裂谷区(二连盆地、汾渭地堑、山西地堑)。