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海南陵水南平中低温地热发电系统工程 前期调查研究报告
发布时间：2019-05-18 来源：未知 点击次数： 打印 作者：admin
海南陵水南平中低温地热发电系统工程前期调查研究报告
海南省大地温矿泉开发利用研究所 所长 李福
海南省海口市龙华区正义路2号 邮编：570206
手机：13006008704 邮箱：511936265@qq.com
前言 海南省海口市龙华区正义路2号 邮编：570206
手机：13006008704 邮箱：511936265@qq.com
经调查研究，海南陵水南平有条件建设世界：第一座地下地热电站；第一座全自动地热电站；第一座干湿地热联动地热电站。以推动我国地热能开发利用向前发展。
一、地热能成因分类及可再生性
为了科学有效的开发利用地热能，对地热能成因类型、可再生性及开采方式要有概略性正确的了解和认知才能做到。不同地区、不同岩类、不同深度地热类型和可再生性是不同的。为此在正式入题之前，我把地热能成因类型可再生性及开采方式列表如下，供参考。
地热能成因类型可再性开采方式分类表
| 岩石类型 | 地热来源 | 地热类型 | 分布点 | 地貌特征 | 可再生性 | 开采方式 |
| 基性岩浆火山岩 |
岩浆热 传导热 |
岩浆热 |
板块边 缘带 |
山地区 | 可再生 | 中高温地热不用抽取可直接利用 |
|
侵入岩 花岗岩 |
岩浆余热 传导热 放射性热 |
湿热岩地热 （对流型地热有异常区） 干热岩地热 |
花岗岩 分布区 |
山地丘陵区 |
湿热岩对流型可再生 干热岩可再生 |
动力抽取利用 地下利用水头压力差可自动进入发电设备 |
|
沉积岩 变质岩 |
传导热 | 传导热 |
第三系 盆地区 |
平原盆地区 | 不可再生 | 动力抽取利用 |
根据现有资料，海南无西藏羊八井那样的岩浆囊分布。北部琼北第三系盆地为传导型湿热岩分布区。南部沉积岩变质岩分布区，为传导型湿热岩分布区。南部为湿热岩、干热岩花岗岩分布区，由于地质构造作用，大部分为湿热岩分布区；只有少数地形平坦，无断裂构造的地区为干热岩分布区，如陵水南平陵水河南部地区有干热岩的存在。
三、海南中低温地热发电优化选址
选址最优方案 保亭陵水岩体，是海南岛最晚一期侵入岩体，而且面积最大，含放射性物质高。该岩体中的南平温泉，是海南流量最大的温泉，流量3000m3/d，水温72m3/d；七仙岭温泉是海南温度最高的温泉，经勘查获得水温85~90℃的热水，自流水量4040m3/d。在3000m深度内，有望找到150℃以上的干热岩体和100~120℃高的地热水。在两个地方择优选择陵水南平地区进行干热岩、湿热岩地热发电科学试验。见图1
选址旅游优势 地下地热电站发电，全自动地下地热电站发电，在我国乃至世界都是首创，不但是个发电项目，也是一种特种旅游资源。特别是陵水南平温泉已成旅游区，是三亚旅游区域范围。地热发电增加了旅游项目，吸引更多的游客；讲授地热发电知识，达到科普教育的目的，是值得考虑的旅游资源优势。
四、陵水南平冷热电联供区分析
海南的供电有它独立的供电网，并与广东供电网联通。供电网使用电压220伏，是适合使用的供电电压。选址在陵水南平建地热发电站，其电源可以直接并网，无需再建输电网设施，这是最优的选择方案。
五、南平中低温地热发电初步方案
在南平温泉口附近，布置施工2口地热井，1口井深1000m，1口井深2000m。根据保亭热水的勘探资料，井深每百米增加水头压力近2m，水温升高1℃，1000-2000m深水头压力差可达20-30m，可获大于90℃的热水，其流量达5000m3/d。发电量500千瓦/时，干热岩发电，发电量达1000KW时。把发电设备安装在40~50m深的岩体中。开挖宽5m，长10m的厂房，能放下发电机组即可。开挖这样的厂房，我们的技术能力绝对没有问题。地热井的地热水通过管道直接输入发电设备，发电后的地热水不用动力通过管道可自然排出，再做旅游洗浴用水。利用陵水河水做发电冷却用水，水位差近10m，用后可自然排出作旅游生活用水，这样少占用土地资源。见图2
六、建设地下地热电站的优越性
首先是少占用土地资源；其次由于电站建在地下深处，热水温会更高，水量会更大，增加地热的发电量；再由于利用地热水的自然压力差，不用抽取地热水进入发电设备，不用动力自然排出；还由于地热电站在深处，其冷却用水可利用水溪河水，不用抽水自然流入和排出冷却系统，节约动力源。详见图3
七、南平地热发电热力与动力系统匹配
地热电站建在地下40~50m深的岩体中，地热水从钻孔通过输水管可直接输入发电机组发电，发电后的热水可自然排出，供旅游洗浴使用。在陵水河上游修筑几米高的滚水坝抬高河水位，通过输水渠和输水管道把陵水河水可直接输入冷却系统，用完后可自然排出，做旅游洗浴用水，详见图3。在这里的主要技术是钻孔和电站空间体的联通问题。
八、南平地热资源勘查电站选址勘查
地热水资源储量勘查 南平地热田未做勘查，应进行地热田勘查设计。在地面地热水文地质调查基础上，选定物探区域进行地球物理勘测，布置2-3口地热勘查井，进行地热井施工，再做群孔抽水试验求地热水储量。并实测每100m井深水头压力的升高值和水温升高值详见图3。为地热电站规划提供依据。
湿热岩电站选址勘查 在勘查地热水资源储量后，根据开采井的位置进行地下地热电站选址勘查，选定无裂隙水的安全岩体，在40～50m深度开挖地热电站空间体，为开挖空间体提供依据；为建设地热电站提供地热温度依据。
干热岩电站选址勘查 在陵水河南部地区（见附图2），有无断裂构造的干热岩区，适合做干热岩发电试验区，具备建设我国也是世界第一座，无动力全自动干热岩地下地热电站；并配套建设旅游地热能综合利用试验区。陵水走装水库水，水位标高110m，利用其压力差，做干热岩发电钻孔供水水源；利用陵水河水做冷却用水，自然输入和排出冷却系统。见图2
九、建站岩石性能测试实验单位
在地热资源勘查过程中，要对地热水质进行检测，并进行测井；在电站选址勘查过程中，需要对岩土进行力学测试；在地下室开挖过程中，需要提供岩体温度资料，要进行地温检测。这些工作由海南省地质测试研究中心完成，测井由勘查单位完成。地热资源勘查、地热电站选址勘查和地下室空间体开挖，由海南省地质综合勘察院完成。滚水坝的勘查、设计、施工，由海南省水利水电勘查设计院完成。
十、地热发电试验工作价值
干热岩地热发电，以及地下地热电站建设，无动力全自动地热发电，在我国都是先导性首创科学试验。海南岛有40%的面积为热源岩石分布区，而且大部分温泉都分布在水系河边附近。如果陵水南平地下地热电站、无动力全自动地热电站发电，特别是干热岩发电试验取得成功，对海南有推广应用价值，对全国类似地区也有推广价值，为推动我国地热能开发利用、地下地热电站发电和无动力全自动地热发电奠定基础。
十一、调查研究结论性意见
通过海南中低温地热发电系统工程前期的调查研究工作，我们认为在海南陵水南平地区，做中低温地热发电科研试验是可行的，可以开展下一步工作。特别是陵水南平地区，有建设世界第一座地下地热电站；第一座无动力全自动地热电站；第一座干湿热岩地热联供电站的资源环境条件。
十二、欢迎投资者投资开发建设
根据我国科技体制改革的方向，向国家科技部申请。这个项目是科研试验项目，不是开发项目，待科研试验成功后再补办有关手续。欢迎有建设意向的投资者投资建设该项目。根据情况可以调整上述申报试验建议内容。投资建设单位可领队到实地考察，如确有可行性，再编制可行性报告。分步实施：第一步先做干湿热岩地球物理勘查；第二步地热水勘探；第三步选址建地下室；第四步建地热发电厂；第五步再考虑干热岩发电问题。我们要采用联合进行攻关研发。二O一八年七月十六日
图1图2
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