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新能源发电—其他形式

作者:AG8集团 发布时间:2020-06-28 15:22 点击:

  新能源发电—其他形式_兵器/核科学_工程科技_专业资料。新能源发电 地热发电 海洋能发电 生物质能发电 氢能发电 地热能发电 地热能概述 ? 地热:地球表面10km以内储存的天然热量,主要来源于地壳 内的放射性元素蜕变过程产生的热量。 ? 地热集中

  新能源发电 地热发电 海洋能发电 生物质能发电 氢能发电 地热能发电 地热能概述 ? 地热:地球表面10km以内储存的天然热量,主要来源于地壳 内的放射性元素蜕变过程产生的热量。 ? 地热集中分布在构造板块边缘一带,也是火山和地震多发区。 ? 世界著名五大地热带有:环太平洋地热带、大西洋中脊地热带、 地中海及喜马拉雅地热带、中亚地热带和红海、亚丁湾与东非 裂谷地热带。 我国地热资源与三个地热带有关:我国东南部为环太平洋地热 带、我国藏滇地区为地中海及喜马拉雅地热带、我国新疆地区 为中亚地热带。 羊八井地热电厂(位于拉萨西北当雄县羊八井镇)是我国目前 已探明的最大高温地热湿蒸汽田。 西藏羊八井地热电站 我国最大、运行最久地热电站,装机容量已达到9台共2.518万 kW,已累计发电30亿kW·h左右,通过110kV线路送向拉萨. 地热能的形成 地球内部很深处存在放射性元素,这些元素不断进行着热 核反应,具有非常高的温度,估计地球中心的温度有6000℃。 这样巨大的热能, 通过大地的热传 导、 火山喷发、地震、 深层水循环、温泉 等途径不断地向地 表散发,这样,便 产生了地热能。因 此,地球被形象地 形容为“大锅炉”。 地热能的利用 分为两类:地热发电、直接利用 ? 200-400摄氏度:直接发电及综合利用; ? 150-200摄氏度:双循环发电,制冷,工业干燥,工业热 加工; ? 100-150摄氏度:双循环发电,供暖,制冷,工业干燥, 脱水加工,回收盐类,罐头食品; ? 50-100摄氏度:供暖,温室,家庭用热水,工业干燥。 ? 20-50摄氏度:淋浴,水产养殖,饲养牲畜,土壤加温, 脱水加工。 世界地热发电现状 ? 地热发电较先进的国家有:美国、菲律宾、墨西哥、意大 利、日本、印度尼西亚 ? 日本于1979年起对大分县九重町地区进行了地热调查,计 划建设规模为2.5万千瓦以上的地热发电所。 ? 美国于1992年在岛屿沿海地带进行了地热调查,有关部门 在加利福尼亚州建设了输出为32万千瓦的地热发电所,并 于1993年开始工作。 ? 冰岛首都雷克雅未克的居民已多年不用煤和油取暖。因为 从1928年起他们就开采地热。现在冰岛人口中约有一半依 赖于首都的热水供应系统,当地的地热发电能力为500兆 瓦,这相当于一个大型火力发电厂的发电能力,每年可供 电约30亿千瓦·时。 我国地热发电状况 ? 1970年以来,我国在广东丰顺,河北怀来、江西宜春和温 汤、山东招远、福建南靖、辽宁熊岳和营口等地,先后建 成几十至几百千瓦的小型实验电站。这些电站多半是用温 度不到100℃的地热水,采用“降压扩容介质法”发电。截 至1990年,全国地热电站总容量为2.23万千瓦。 ? 湖南省宁乡地区的灰汤地热发电站。热水温度为91℃,设 计功率为300千瓦。这个电站的生产井深为560米,1975 年建成,每天运行两班,向附近地区供电。 ? 全国最大地热电站是西藏羊八井地热电站。羊八井地区地 热田最高温度为172℃。1977年在羊八井建成容量为1000 千瓦的地热实验电站。1983年建成了总容量为6000千瓦 的实验机组。现在,地热电站装机容量为2.5万千瓦,累 计发电4亿千瓦以上,发电量占拉萨电网的40%~50%。 地热发电原理 ? 利用热蒸汽推动汽轮机旋转, 汽轮机带动发电机旋转发电。 地热湿蒸汽经管道进入汽水分 离器,汽水分离器分离湿蒸汽 中的水和蒸汽,水分离出来后 通过还原井被还原到地下,分 离出来的蒸汽经管道进入汽轮 机,推动汽轮机旋转,汽轮机 带动发电机发电。进入汽轮机 的蒸汽做功后,进入冷凝器冷 凝成水,被排入冷却塔,然后 被排出。 地热能发电存在的问题 ? 腐蚀。 地热流体中含有二氧化碳、硫化氢、氯化物、硫化物等腐 蚀性物质,对设备和管道造成腐蚀。 ? 结垢。 地热流体中含有碳酸钙、二氧化硫、硫酸盐等可溶性固体 物质,在减压降温过程中将由各自不同机理先后分析出 来,一部分沉积管壁形成结垢,影响机组运行安全可靠。 解决办法:定期停机检查和手工除垢。 ? 环境污染。 地热流体中含有许多有害化学物质或元素,若直接排放到 地面将会对环境造成化学污染和热污染。解决方法:采用 回灌方式,将地热水回灌到地下。 世界上最大的地热田:美国加州 Sonoma and Lake县境内的大间歇泉 生物质能发电 生物质资源形式 ? 生物质:植物通过光和作用生成的有机物,包括植物、动 物及其排泄物、垃圾、沼气及有机废水等。 生物质资源利用 ? 生物质能的利用: – 直接燃烧 – 物化转换技术 包括:干馏技术:同时生产生物质碳和燃气。 气化制生物质燃气:把生物质转化为可燃气。 热解制生物质油:通过热化学方法把生物质转化为液体燃 料,可作为石油产品的替代品。 – 生化转换技术 以厌氧消化和特种酶技术为主。利用生物技术把生物质转 化为乙醇为主的液体燃料。 – 植物油利用技术 能源植物油是存储于植物器官中,经加工后,可以提取植 物燃料油的油性物质。目前主要发展方向是燃料乙醇。 生物质能发电 ? 原理:植物通过光和作用,吸取 ? 太阳能,通过直接燃烧、气化、 ? 热分解、厌氧性发酵、化学分解、 ? 提取等转化为各种生成物,如热、 ? 电、气体燃料、油、甲烷、乙醇、 ? 油脂等。利用这些生成物可发电。 ? 工艺:生物质锅炉直接燃烧发电、 生物质-煤混合燃烧发电、 生物质气化发电 生物质锅炉直接燃烧发电 ? 分类:分炉灶燃烧、 锅炉燃烧、 垃圾焚烧、 固型燃料燃烧 ? 原理与火力发电相同。 ? 燃料是秸秆、木屑等 农林废弃物。 生物质气化发电 ? 生物质以氧气、水蒸气或氢气作为气化介质,在高温条件 下通过热化学反应将生物质中可燃部分转化为可燃气体的 过程。 秸秆发电工程已列入国家级示范项目 ? 河北晋州(1×25MW)和山东单县(1×24MW)两个示范项目都 将引进丹麦BWE公司的世界先进秸秆发电技术, 列为国家 级示范项目。 ? 秸秆发电工程旨在示范中完善技术,规范和培育市场,形 成新的产业,将给我国农村带来前所未有的新能源革命和 巨大的经济效益。 ? 河北晋州项目每年燃烧秸秆20多万t,发电1.38亿kWh。按 照每吨秸秆100元的收购价测算,将带动农户增收2000多 万元/年;与同等规模的燃煤火电厂相比,一年可节约l0 万多t煤。 垃圾焚烧发电 ? 研究发现,2吨垃圾燃烧所产生的热量,相当于1吨煤燃烧 的能量,可通过发电机组转化为电能。一吨垃圾可发电 300度余热还可供热。 ? 有专家预测,21世纪垃圾发电将成为与太阳能发电、风力 发电并驾齐驱的无公害新能源。 ? 日本全部实现了垃圾的无害化处理,现有大小垃圾焚烧厂 近1900座,东京市就有21座,靠的就是政府在资金 上的补贴和政策上的扶持。 ? 我国大中城市年产垃圾1亿吨,绝大部分未经处理,堆积 在城郊,有害有毒物质渗透到地下和河流中。全国670多座 大中城市,约有三分之一陷于垃圾包围中。 ? 全国城市每年因垃圾造成的损失约近300亿元(运输费、 处理费等),而将其综合利用却能创造2500亿元的效益。 城市生活垃圾焚烧发电工艺系统流程图 垃圾发电的国家优惠政策 ? 国家计委把垃圾发电纳入重点支持的高技术产业化领域,由 银行优先安排基本建设贷款并给予2%的财政贴息; ? 电网管理部门还允许其电量就近上网,可优先优价,并收购 全部上网电量,且免交机组上网配套费。在还贷期内电价实 行“还本付息+合理利润”的定价原则,高出电网平均电价部 分由电网平摊。 ? 国家计委、财政部、建设部、环保局联合发出通知,垃圾收 运和处理体现“谁污染、谁治理”的原则,实行城市生活垃圾 处理收费制度,补贴给垃圾焚烧发电厂。据专家预算,如果 全国城市每人每年收费24元,全年可收的费用,将超过2 000年政府用于垃圾处理的84亿元。 我国垃圾发电现状 ? 目前我国建成、在建和正在报批的垃圾发电厂已有140座。 ? 2010年前后,北京将在东西南北四个方向共建造4座垃圾焚 烧场。 2006年底前,位于北京朝阳区高安屯的大型垃圾焚 烧场建成,每天可处理1000-1200吨垃圾。 ? 2005-05-24,国内最大规模的垃圾焚烧发电厂—天津双港垃 圾焚烧发电厂投入运行,三台垃圾焚烧炉、二台汽轮发电机 组,日处理生活垃圾可达1200吨,年上网发电量1.2亿千瓦 时,其发电量相当于每年节约标准煤48000吨。把垃圾焚烧 发电,把废渣用来制砖,把余热用来取暖,最终只剩下蒸汽 向空中排放,形成一个完整的循环经济链。 苏州市生活垃圾焚烧发电二期项目 福州红庙岭垃圾焚烧发电厂实景图 世界最大生物质发电厂(芬兰) 海洋能发电 海洋能发电 ? 海洋能——潮汐与潮流能、温度差能、波浪能、海流能、 盐度差能、岸外风能、海洋生物能、海洋地热能。 ? 优点: 含量大、 可再生、 无污染、 清洁。 缺点:分布不均、 密度低、 能量不稳。 海洋潮汐能发电 ? 原理 – 与普通水力发电原理相似,但其水轮机要适合低水头、大流量。 – 利用潮水涨落产生的水位差所具有的势能来发电。 – 在海湾或有潮汐的河口建拦水坝,将海湾或河口与海洋隔开构 成水库。 ? 潮汐发电的优缺点 – 优点:能源可靠,可经久不息地利用; 有周期性间歇,但规律准确,可预报,有计划纳入电网 运行; 离用电中心近,不必远距离送电; 无淹没损失、移民问题; 水库可发展水产养殖、围垦、旅游综合效益。 – 缺点:单库电站发电有间歇性; 间歇性周期变化与日夜周期不一致; 单位千瓦的造价较常规水电站高。 潮汐发电站的类型 ? 单库单向电站 – 只用一个水库,仅在涨潮(或落潮)时发电。 – 老的单水库潮汐电站是涨潮时使海水进入水库,落潮 时利用水库与海面的潮差推动水轮发电机组。不能连 续发电。 – 我国浙江省温岭县沙山潮汐电站就是这种类型。 ? 单库双向电站 – 用一个水库,但是涨潮 与落潮时均可发电,只 是在平潮时不能发电。 – 广东省东莞县的镇口潮 汐电站。 – 浙江省温岭县江厦潮汐 电站。 ? 双库双向电站 – 用二个相邻的水库,使一个水库在涨潮时进水,另一 个水库在落潮时放水,这样前一个水库的水位总比后 一个水库的水位高,故前者称为上水库,后者称为下 水库。 – 水轮发电机组放在两水库之间的隔坝内,两水库始终 保持着水位差,故可以全天发电。 世界上最大的海上潮汐能电站:爱尔兰 Strangford湾的SeaGen电站 加拿大安纳波利斯潮汐试验电站 波浪能电站 ? 利用波浪的上下震荡、前后摇摆、波浪压力 的变化,通过某种装置将波浪的能量转换为 机械的、气压的或液压的能量,然后驱动发 电机发电。 ? 波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期 以及迎波面 的宽度成正比。 ? 是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。浪 能是由风把能量传递给海洋而产生的,它实 质上是吸收了风能而形成的。 ? 我国和英国1985年研制成功对称翼气轮机的 导航灯浮标用的波浪能发电装置。 ? 挪威在奥依加登岛建成的500KV振荡水柱气动 式波浪能发电装置。标志进入实用阶段。 航标灯用波浪发电装置 苏格兰西部75kW岸式波浪发电站 世界最大波浪能电厂(葡萄牙) 海流能电站 ? 海流能是海水流动的动能。 海洋中除了有潮水的涨落和波浪的上下起伏之外,有一部分海 水经常是朝着一定方向流动的。海流能主要是指海底水道和海 峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动。 ? 海流能的能量与流速的平方和流量成正比。 ? 相对波浪而言,海流能的变化要平稳且有规律得多。 ? 海流能的利用方式主要是发电,其原理和风力发电相似 。 ? 海流发电存在着一系列的关键技术问题,包括安装维护、 电力输送、防腐、海洋环境中的载荷与安全性能等。 ? 海水温差发电 海洋表层海水和深层海水之间水温之差的热能。 海洋表面25-28度,深层海水4-7度 ? 海水浓度差发电 海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化 学电位差能,主要存在于河海交接处的一种可再生能源。 目前该技术还处于实验室阶段。 氢 能 发 电 氢能发电 ? 氢能的优点 – 资源广 – 热值高 – 制氢原料是水,燃烧产物也是水,污染少。 ? 氢能生产方式 – 以天然气、石油和煤为原料,在高温下与水蒸气反应制得。 – 以天然气、石油和煤为原料,用部分氧化法制得。 – 电解水。 – 生物质气化 – 光解水 ? 氢能发电方法 – 燃料电池 – 氢直接产生蒸汽发电 – 氢直接作为燃料发电 氢燃料电池 ? 氢燃料电池是利用水电解质氢的逆反应原理的“发电机”。 ? 利用物质电化学变化释放出能量直接变换为电能。没有机械 传动部件,没有振动,基本无污染,排放物中只有极少量氧 化氮。 ? 只要连续向其供给活性物质——燃料或氧化剂,可连续发电。 NEC燃料电池驱 动的笔记本电脑使用 时间约为10小时,和 现在的锂电池比较, 使用时间长,电池本 身的重量也轻了很多。 上海大众PASSAT领驭氢燃料电池车全程为奥运会马拉松 比赛护航。车辆以氢气为能源,经氢氧化学反应生成 水,真正实现了零排放。 清华研制的燃料电池客车参加新能源汽车奥运示范运行交车仪式 ? BMW氢能7系车,世界 上第一款供日常使用、 几近零排放的氢动力驱 动豪华高性能轿车 。 不能推广的原因:加氢站太少 ?北京清能华通科技发展有限公司 和BP公司共同建设的我国首个加氢 站北京中关村科技园区内氢能示范 园2006年投入运营。 ?2007年上海首座加氢站投入使用

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