太阳能热利用的现状及我国的对策

太阳能是一种巨大且对环境无污染的能源。太阳能转换和利用的方式有:光—电转换,光—热转换和光—化学转换。太阳能热利用技术按终端使用温度范围大致可分为低温、中温和高温。低温(100℃以下):生活热水、采暖、干燥、蒸馏、农用温室等;中温(100～300℃):工业用热、制冷空调、烹调等;高温(300℃以上):热发电、材料高温处理和有毒物料的去毒处理等。在太阳能热利用技术中,太阳能热水和建筑物太阳能采暖技术已经成熟,且已达到实用化阶段。这两类终端利用的能耗在总能耗中都占了可观的     

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。     

高温三轴应力下粗、细粒花岗岩力学特性研究

干热岩地热真正开发的是深层的干热岩地热,由于成岩环境的不同,深层花岗岩的矿物组成及细观结构与浅层花岗岩有较大差异。为揭示真正深层花岗岩特性用以指导干热岩地热开发,文章对中国山西芦芽山花岗岩(粗粒花岗岩)及中国山东鲁灰花岗岩(细粒花岗岩)高温(100～400℃)三轴应力下的热、力学特性差异进行了研究。试验得出,粗粒花岗岩热膨胀系数随温度的升高呈线性增加趋势,其热膨胀系数平均为细粒花岗岩的1.52倍,且在400℃时二者差值最大。粗粒花岗岩弹性模量随温度的升高呈先增后减的趋势,其随温度变化的阈值温度为300℃.此外,细粒花岗岩弹性模量为粗粒花岗岩的1.4～2.6倍,且差异会随着温度及围压的升高而增大。经显微观测可知,粗粒花岗岩含有的大量原生裂隙及其极端的非均质性导致了粗粒花岗岩更大的热应变以及更加劣化的力学性质,进而使得粗粒花岗岩在高温高压条件下拥有更高的渗透性。这为干热岩地热开发过程中高效率、低成本以及大范围地建造人工储留层提供了良好的地质基础。     

共和盆地恰卜恰地区新近系地下热水化学特征

位于青藏高原东北缘的共和盆地地热资源丰富、种类齐全,既有中低温水热型,又有高温干热型地热资源,但两者间的相关关系研究目前还相对较弱。以共和盆地恰卜恰地区新近系地热系统为研究对象,通过选取对水样的分析估算深层地下热水水化学特征及热储温度、循环深度,从而推测研究区新近系地热系统的成因模式,探索干热型和水热型地热系统相互影响关系。分析结果表明：该区地下水优势阳离子为Na⁺,占比多超过90%,水化学类型主要为Na-Cl·HCO₃、Na-HCO₃·Cl或Na-Cl·HCO₃·SO₄,经过较长的径流路径和较慢的水循环过程,水岩作用程度较高,属地下水径流的末端或排泄区;通过化学温标估算研究区新近系热储温度为71～134℃,地下热水的循环深度为1 300～2 200 m,深于研究区花岗岩结晶基底顶面埋深;研究区新近系地热系统主要热源为深部高温干热岩体,新近系含水层地下水受深部高温花岗质岩体热传导导热加热升温,第四系地层为盖层,起到隔热保温作用,形成中低温地热系统。研究结论加深了干热岩地热系统对...     

三种中低温余热蒸汽发电系统的比较研究

建立了150~350℃中低温余热蒸汽低沸点有机工质联合循环(S-ORC)发电系统数学模型.比较了相同热源条件下,水蒸气朗肯循环(SRC)、有机朗肯循环(ORC)及S-ORC三种发电系统的热效率、效率、运行压力、发电量.结果表明:150~210℃热源条件下,ORC有着最高的热效率、效率和发电量;210~350℃热源条件下,S-ORC的各项性能有优势,其热效率和效率均高于SRC和ORC发电系统.     

江西省地勘基金地热水勘查新进展

江西省地勘基金共实施地热勘查项目28个,已取得较大进展。查明大于25℃以上的地热项目24个,其中温水(25℃≤t≤40℃)11个,温热水(40℃≤t≤60℃)9个,热水(60℃≤t≤90℃)4个。其中隆起断裂型地热勘查成果显著,已出露温泉点水温和水量均有提高,未出露温泉点发现25℃以上地热水8处,石城县通天寨实现了盲区找地热水突破;沉积盆地型地热勘查南康区南山发现水温达40.5℃地热水;修水县白岭温泉ZK2孔孔口水温83℃,孔底水温86℃,刷新了江西省地热水温度最高记录。断裂带型地热勘查宜在已有地热点的控热构造延伸方向上"就热找热、顺藤摸瓜"、沉积盆地型地热勘查重点针对中新代盆地"攻深找盲"、岩溶盆地型地热勘查应选择已有温泉点出露、工作程度较高的岩溶分布区探索试点。     

地热闪蒸-双工质联合发电系统最佳参数选择

 介绍了地热闪蒸-双工质联合发电方式,通过数学模拟,分析地热水温度对单位热水发电量、热效率和最佳温度的影响,计算结果表明,地热水温度为80℃时,闪蒸系统采用直接冷却和间接冷却方式的联合发电系统的单位热水净发电量分别为1.08和0.86kW·h/t,地热水温度为150℃时,闪蒸系统采用直接冷却和间接冷却方式的联合发电系统的单位热水净发电量分别为6.57和6.35kW·h/t;采用直接冷却方式的联合发电系统的发电量以闪蒸发电为主,采用间接冷却方式的联合发电系统的发电量以双工质发电为主;当热源温度为100、130和150℃时,采用直接冷却和间接冷却方式的联合系统的最佳温度分别为80和85℃、100和115℃、125和140℃。地热闪蒸-双工质联合发电技术可以为中国中低温地热资源开发提供技术支撑。     

地热发电用新工质、换热器及汽轮机的研究

利用地下热水发电国内外均处于试验研究阶段。天津大学热工教研室几年来,在怀来地热发电组、江西省地质局水文地质大队、营口市科技局地热利用站等单位的协助下,在发电用工质,换热器及汽轮机等方面分别取得如下成果:     

日本新能源开发利用情况

一、新能源分类 1.可再生能源 太阳光——太阳光发电。 太阳热——太阳系统(强制循环型)。 风力——风力发电(或风力发电加多目的利用)。 中小水力——中小水力发电(或者中小水力发电加多目的利用)、中小水力多目的利用。 地热——地热发电(或地热发电加多目的利     

多孔介质汽-水相对渗透率研究进展

 汽-水相对渗透率常用于解决高温地热(高温水热型地热、干热岩)储层系统中汽-水两相流渗流问题,是地热开发资源量计算、动态分析、地热储层数值模拟等方面不可或缺的参数。在阐述地热系统汽-水相对渗透率产生机制及其重要性的基础上,总结了该研究领域的最新研究进展,并从实验测定、数值模拟等方面提出了进一步开展研究的相关建议。     

油田伴生地热资源评价与高效开发

 在深入了解油田伴生地热能与常规地热能特征的基础上,研究和分析了现有油田伴生地热资源的评价方法及其改进方法,并对中国油田伴生地热资源现状进行了初步探讨,结果表明,中国主要油田区深度5000m以内地热资源总量为6000×10⁸t标准煤。利用数值模拟方法研究了油田热储温度的主要影响因素与变化规律,结果表明,回注温度越高、回注流量越低,利用油田采出液发电时热储的温度下降越慢。分析了油田伴生地热发电方法与化石能源、太阳能、风能发电方法相比的优势,评价了现有国内外油田伴生地热发电示范工程,论证了油田伴生地热发电的可行性,提出了一种既能满足开发油田伴生地热要求又能提高石油产量的高效油热电联产方法。最后,对油田伴生地热的高效开发和利用,尤其是地热发电的前景进行了讨论和分析。     

高温地热发电钻井技术进展

 超高温钻井技术是高温地热发电的关键技术,钻井技术的突破将有力地促进中国深层高温地热发电产业快速发展。本文分析了高温地热钻井的主要技术难点,包括高温井控、超高温钻井液、高温固井与成井、高温钻井工具与仪器、高温井眼轨道测量与控制、高温条件下破岩效率等。针对这些难点,国内外形成的技术对策包括高温井钻井安全控制、抗高温固井水泥浆、抗高温井下工具、井眼轨道监测与控制、抗高温钻头技术与提高钻速等,最后简单叙述了肯尼亚深层超高温地热钻井实例。     

仿生含油叠层复合材料的高温摩擦学性能

为了改善聚合物的高温摩擦学性能,从仿生学设计角度出发,将聚α烯烃(PAO)润滑油加入聚合物获得含油聚合物,并将含油聚合物填充至叠层沟槽表面,制备了含油叠层复合材料,并利用销盘摩擦试验机研究了不同温度下该材料的摩擦学性能。摩擦试验结果表明:随着试验温度升高,无油叠层复合材料的摩擦因数显著增大,并在150℃时发生润滑失效;含油叠层复合材料在25~150℃范围内具有极低的摩擦因数,但在200℃时平均摩擦因数增大到0.18。采用扫描电子显微镜进行磨损表面形貌分析,发现在高温摩擦时,无油叠层复合材料的金属表面为严重的磨粒磨损,聚合物表面为烧蚀磨损;含油叠层复合材料的金属表面为轻微的擦伤,聚合物表面为塑性流动。分析表明,含油聚合物的多孔结构中储存着润滑油,在温度激励下润滑油发生迁移运动,在热驱动下润滑油向摩擦表面渗出并能形成稳定的润滑油膜,从而改善了叠层复合材料的高温润滑寿命。     

汽车尾气温差发电的实验研究

为了提高汽车燃油效率以优化能源利用和保护环境,进行了利用汽车尾气废热进行温差发电的实验。搭建测试平台,进行了一系列测试,获得了在不同热端温度(83～270℃)、不同负载(0～520Ω)下单个半导体温差发电器件的输出功率。设计了一种将该器件用于汽车尾气的温差发电的方案。以东风EQ140-1货车为例的经济性分析结果表明:在假设每天行驶12 h、每年行驶330 d、且柴油价格为5元/L的条件下,半导体温差发电系统需8.2 a来回收成本。     

Q690低碳微合金钢热变形微观组织演变及加工图

利用Gleeble-3800数字控制热/力模拟试验机研究了Q690低碳微合金钢在变形温度850～1150℃,应变速率0.01～30s-1条件下的高温单道次压缩变形行为.建立了基于动态材料模型(DMM)的加工图,结合OM观察变形体微观组织确定了该钢种的高温热变形机制.结果表明:应变量0.7及以下的加工图中包含2个峰区(1 000～1 120℃,0.01～0.37s-1和1 100～1 150℃,3.16～30s-1)和3个加工失稳区(850～900℃,0.01～0.32s-1和850～900℃,10～30s-1以及1 000～1 085℃,1～30s-1).应变量超过0.8的加工图包含2个峰区(1 025～1 100℃,0.01～0.38s-1和1 100～1 150℃,3～30s-1),失稳区为低温(850～900℃,0.01～30s-1)以及应变速率1s-1以上的中低温度(850～1 100℃)范围,在这两个峰区峰值点附近的热变形显微组织为均匀的完全动态再结晶组织,因此,这两个区域均适合Q690钢的热加工变形.     

非晶态Ni-P合金粉体的脉冲放电制备及其催化性能

采用脉冲放电技术合成Ni-P合金粉体,研究了合金粉体的结构及其对高氯酸铵热分解的影响. 结果表明,非晶态Ni-P合金粉体是由微粒组成的团聚结构. 脉冲放电电压700、900和1100V对应的弦粒子数依次增大,粉体粒径依次减小,分别为350～500、250～400和150～300nm. Ni- -P合金粉体促进高氯酸铵的低温和高温热分解,与纯高氯酸铵相比,高氯酸铵和Ni- -P粉体混合物的第1放热峰(低温分解峰)温度降低幅度小于12℃,第2放热峰(高温分解峰)温度降低约53℃;合金粉体粒径减小,第1放热峰强度增强,第2放热峰强度减弱,低温分解失重从高氯酸铵的15.97%增加到42.78%,高温分解失重从81.62%降低到47.58%,高温分解结束时温度的降低幅度为26～43℃.     

热处理对奥氏体不锈钢00 Cr24 Ni13铸坯高温热塑性的影响

采用热处理实验方法,同时结合热模拟压缩和热模拟拉伸试验,研究了热处理对奥氏体不锈钢00Cr24Ni13铸坯高温热塑性的影响。实验结果表明：热处理能够明显改变实验钢铸坯中δ铁素体的形貌;经1200℃保温3 h空冷后,原始铸坯中存在的大面积连续网状δ铁素体完全转变为弥散分布的细小颗粒状组织。具有颗粒状δ铁素体的热处理试样与热处理前相比,不同温度压缩时的变形抗力略有增加,但并没有急剧恶化;热模拟抗拉强度基本保持不变;相同温度下的断面收缩率( Z)显著提高,其中Z≥60%的温度区间由1150~1280℃扩展为1050~1300℃,高塑性(Z≥80%)温度范围在150℃左右(1150~1300℃)。     

15Cr-25Ni-Fe基高温合金的动态再结晶行为及机制

利用Gleeble-1500热/力模拟试验机对15Cr25NiFe基高温合金在950～1 200 ℃和0.001～10.000 s-1条件下进行了热压缩试验,采用热变形激活能模型研究了该合金两个动态再结晶区域的热变形表观激活能,结合再结晶的光学显微组织及透射电子显微组织分析该合金的动态再结晶机制.研究结果表明:应变速率0.010～0.100 s-1,温度1 050～1 200 ℃的动态再结晶区域受动态再结晶的形核过程控制,所得组织为等轴晶粒,尺寸分布较分散,晶界呈自然凹凸状.应变速率2.000～10.000 s-1,温度1 000～1 150 ℃的动态再结晶区域受动态再结晶的长大过程控制,晶粒为尺寸均匀的等轴晶粒,晶界平直,晶内有丰富的亚晶组织.     

注超临界CO_2开采高温废弃气藏地热机制与采热能力分析

高温废弃气藏具有巨大的地热开采潜力。在对比分析超临界CO2和常规携热介质水的热物性基础上,提出注超临界CO2开采高温废弃气藏地热的方法。利用数值模拟方法对CO2在高温废弃气藏中的采热能力及影响因素进行评估。结果表明,由于CO2具有很高的可注性和流动性,超临界CO2的采热速率可达到水的1.5倍;利用CO2循环开采高温气藏地热,不仅可以实现高效地热开发,还可以实现CO2地质埋存;对废弃气藏而言,可以充分利用现有井网和地面设施,减少初期资本投入,实现高温废弃气藏地热的有效和经济开发,进一步提高气藏的利用价值,延长其经济寿命。     

浅谈浅层地热电法勘探原理及多参数处理

地热是一种新兴能源,广泛应用于发电、采暖、医疗、旅游等。长期以来人们多在勘探高温热泉,对浅层中低温热泉开采利用不足。浅层地热一般分布范围较大,地热资源开采潜力大,地热资源蕴藏丰富,在我国大多数中生代沉积盆地内几乎均匀有分布,应是当前地热能开发的重点对象。本文介绍了地热在的地质基础和物理现象以及电法勘探在寻找浅层地热中的原理及多参数的数据分析。